2022–2025年中国猪流行性腹泻病毒分子特征与潜在抗原表位分析及其流行病学意义

本研究系统分析了2022–2025年中国20省份2346份猪样本中猪流行性腹泻病毒（PEDV）的流行特征，揭示PEDV阳性率达43.3%，G2c亚型为当前优势毒株。研究通过分子进化、抗原表位比对及糖基化位点预测，发现S蛋白关键中和表位（COE、SS2、SS6、2C10）存在变异，并鉴定出多个潜在线性/构象型抗原表位，为PEDV疫苗研发与分子诊断提供新靶点与数据支撑。

　　

1 引言

猪流行性腹泻病毒（Porcine Epidemic Diarrhea Virus, PEDV）属于冠状病毒科（Coronaviridae）甲型冠状病毒属（Alphacoronavirus），是一种单股正链RNA病毒，可引起猪群腹泻、呕吐、脱水及消瘦，尤其对哺乳仔猪具有高致死率。自20世纪70年代在英国和比利时首次发现以来，PEDV已成为全球养猪业的重大威胁之一。2010年后，高致病性变异株的出现使疫情再度加剧。

PEDV基因组全长约28 kb，包含5′端帽结构、5′非翻译区（UTR）、7个开放阅读框（ORF）、3′非翻译区及多聚腺苷酸尾（polyA tail）。其结构蛋白包括刺突蛋白（Spike protein, S蛋白）、膜蛋白（M蛋白）、包膜蛋白（E蛋白）和核衣壳蛋白（N蛋白）。其中S蛋白在病毒侵入宿主细胞过程中起关键作用，负责结合宿主细胞受体并介导膜融合。基于S基因序列，PEDV可划分为G1a、G1b、G1c（S-INDEL）、G2a、G2b和G2c等多种基因型。S蛋白中的抗原表位（如COE、SS2、SS6、2C10）能够诱导宿主产生中和抗体，但持续变异可能导致免疫逃逸。

2 材料与方法

2.1 样本采集与检测

2022年至2025年间，从中国20省份共采集2346份疑似腹泻致死猪样本，包括小肠组织、粪便及肛拭子。使用YALEPIC? Viral RNA Isolation Kit提取病毒RNA，并通过RT-qPCR进行检测，Ct值低于35判定为阳性。

2.2 S基因测序与进化分析

选取Ct值较低且具有地域代表性的15株病毒进行S基因全长扩增与测序。使用MEGA 11.0软件进行核苷酸与氨基酸相似性分析，并构建系统进化树（邻接法，bootstrap=1000）。

2.3 抗原表位与糖基化位点分析

通过MegAlign软件比对关键中和表位（COE、SS2、SS6、2C10）的氨基酸序列。利用NetNGlyc-1.0服务器预测N-糖基化位点（阈值：Score>0.5，Jury一致性9/9）。采用ElliPro工具（基于PDB: 6VV5结构）预测S蛋白三聚体状态下的线性与构象型抗原表位，使用PyMOL进行可视化。

3 结果

3.1 流行率与地理分布

PEDV总体阳性率为43.3%（1015/2346）。辽宁、安徽、广西、内蒙古、新疆和云南阳性率超60%，陕西低于10%，重庆未检出。东北、南方及新疆地区阳性率较高，沿海中等，内陆较低。

3.2 分子特征与进化分析

15株测序毒株中，1株属G1c型（S-INDEL），4株属G2b，10株属G2c（当前主导亚型）。与疫苗株CV777相比，S基因核苷酸与氨基酸相似性分别为92.71–94.83%和92.89–94.99%；与AJ1102相比分别为95.04–99.05%和95.29–98.83%。

3.3 抗原表位变异分析

与CV777相比，COE表位存在3–5个氨基酸突变；SS2表位中仅江西/2株发生Asn⁷⁵⁵→Asp⁷⁵⁵突变；SS6表位所有毒株均发生Ser⁷⁷¹→Tyr⁷⁷¹，甘肃与江西/2株分别另有Val⁷⁷⁴→Ala⁷⁷⁴和Gln⁷⁷³→Leu⁷⁷³突变；2C10表位中甘肃与江西/2株分别发生Pro¹³⁷⁵→Ser¹³⁷⁵和Ile¹³⁷⁹→Cys¹³⁷⁹突变。与AJ1102比对显示类似变异趋势。

3.4 N-糖基化位点预测

多数毒株在62位（NSTW）和118位（NATA）与AJ1102一致，而CV777在62位为NSSW（Thr→Ser）、118位缺失。广西株（G2c）在353（NSSD）、1263（NRTG）和1275（NATY）位点缺失糖基化。新疆/2株在302位（NKTI）发现新增潜在N-糖基化位点。

3.5 抗原表位预测

ElliPro预测出7个线性表位（评分>0.7）和2个构象型表位。保守的潜在抗原区域包括：氨基酸31–54、90–103、1170–1177、1179–1197、1201–1211、1221–1236和1243–1254。构象表位分布于S蛋白三聚体表面。

4 讨论

本研究显示中国PEDV流行率较历史数据（2011–2022年间55.8–78.5%）有所下降（43.3%），可能与区域防控措施、养殖密度及地理隔离等因素相关。G2c亚型成为优势流行株，其S蛋白与传统疫苗株（CV777）相似性较低，提示疫苗保护效力可能减弱。

S蛋白抗原表位（COE、SS2、SS6、2C10）的变异及糖基化模式改变（如新疆/2株302位新增糖基化）可能助长免疫逃逸。新发现的线性与构象型表位（如1170–1254区域）为疫苗设计提供了新靶点。然而，这些表位需通过体外与体内实验进一步验证。

5 结论

2022–2025年间，中国PEDV流行以G2c亚型为主，S蛋白关键表位存在显著变异。研究鉴定出多个保守抗原区域及新型糖基化位点，为PEDV防控、疫苗优化及分子诊断技术研发提供了重要理论依据与数据支持。