韩国近期牛病毒性腹泻病毒的系统发育分析

《Indoor Environments》：Phylodynamic analysis of recent bovine viral diarrhea viruses in the Republic of Korea

本研究分析了2021-2022年韩国牛血清、粪便和血液样本中BVDV的流行率和亚型，发现BVDV-1b占主导（53.6%），进化速率显著高于其他国家，且2018年后病毒种群迅速扩张，为持续分子监测和防控策略提供了依据。

　　在本研究中，研究人员通过分析韩国本土牛的样本，探讨了牛病毒性腹泻病毒（BVDV）的流行情况及其分子进化和流行病学动态。研究结果表明，BVDV在韩国的传播情况较为复杂，且其分子特征具有显著的多样性。这项研究为理解BVDV在韩国的传播路径、进化趋势以及防控策略提供了重要的科学依据。

BVDV是一种全球范围内广泛分布的病毒，对畜牧业造成重大经济损失。它能够引发一系列临床症状，包括亚临床感染、急性出血综合征以及致命的黏膜疾病等。此外，BVDV还与胃肠道和呼吸系统疾病、神经系统综合征、免疫抑制、持续感染（PI）动物的形成以及生殖障碍等有关。由于其能够长期存在于宿主体内并持续传播，BVDV被视为一种重要的动物传染病，其防控工作对于保障畜牧业的可持续发展至关重要。

本研究共收集了2021年至2022年间韩国本土牛的5286份样本，包括血清、血液和腹泻粪便。通过对这些样本进行实时逆转录聚合酶链反应（RT-PCR）检测，研究人员发现29.9%的样本（1584份）呈BVDV阳性。其中，血清样本的阳性率最高，达到36.9%，其次是粪便样本（12.3%）和血液样本（9.6%）。这表明血清作为BVDV检测的样本类型，其检测效率显著高于其他样本类型。然而，尽管粪便样本的采集具有非侵入性和便利性，但其阳性率却远低于血清样本，这可能与粪便中存在抑制性物质影响核酸提取和扩增效率有关。

为了进一步确定BVDV的分子亚型，研究人员对158份阳性样本进行了测序分析，最终获得了97条有效的序列。根据5′非翻译区（5′UTR）的基因序列，这些序列被分为三个亚型：BVDV-1a（16.5%）、BVDV-1b（53.6%）和BVDV-2a（29.9%）。其中，BVDV-1b是最主要的亚型，表明该亚型在韩国的牛群中广泛存在。此外，研究还发现BVDV-2a的流行率高于BVDV-1a，而BVDV-1c则未在样本中被检测到。这说明BVDV-1c在韩国的流行情况较为罕见，可能与其他地区存在一定的差异。

通过构建最大可信分支树（MCC tree），研究人员发现韩国BVDV-1和BVDV-2的最近共同祖先（tMRCA）分别出现在1988年和1995年左右。这表明BVDV在韩国的传播历史相对较近，且其进化过程可能受到本地环境和动物管理方式的影响。此外，研究还估计了BVDV-1和BVDV-2a的进化速率分别为3.99×10?3和4.0×10?3个替换/位点/年，显示出BVDV在韩国的进化速度较快，且与全球其他地区的BVDV进化速率相比具有显著性。这一结果表明，BVDV在韩国的传播可能与频繁的动物交易、大规模养殖模式以及缺乏有效的疫苗接种计划等因素密切相关。

在分子进化分析中，研究人员还发现BVDV-1b的遗传变异程度高于BVDV-1a和BVDV-2a，这可能意味着BVDV-1b在韩国的传播具有更高的多样性。这一现象与BVDV-1b在其他地区的广泛流行趋势相吻合，表明该亚型可能在多个地区具有较强的适应能力。相比之下，BVDV-1a和BVDV-2a的遗传变异程度较低，可能与其在本地的传播范围较窄有关。此外，研究还发现，韩国的BVDV-1b可能由于疫苗覆盖范围的不足而具有较高的流行率，这提示未来在疫苗研发和应用方面需要考虑地区性优势病毒株的特征。

在流行病学分析中，研究人员采用了贝叶斯天空图（BSP）方法，分析了BVDV-1和BVDV-2a在韩国的种群动态。结果显示，BVDV-1的种群数量在2018年左右出现显著增长，而BVDV-2a则在2016年开始缓慢扩张。这一趋势可能与韩国近年来的畜牧业发展、动物贸易增加以及缺乏系统性的疫苗接种和防控措施有关。值得注意的是，BVDV-1的种群增长速度明显高于BVDV-2a，这可能意味着BVDV-1在韩国的传播更为活跃，且其遗传多样性在近年来得到了显著扩展。

此外，研究还发现，BVDV-1a和BVDV-2a的进化速率与BVDV-1b相比较低，这可能与疫苗接种对这两种亚型的保护作用有关。目前，韩国的BVDV检测并非强制性措施，且在引入新动物时也没有统一的筛查要求，这可能导致病毒在本地的传播受到忽视。同时，由于BVDV-1b未被包含在商业疫苗中，其传播可能未受到有效控制，从而在牛群中形成较高的流行率。

本研究的另一个重要发现是，韩国的BVDV进化模式与其他国家存在差异。例如，在一些国家，BVDV的种群数量近年来呈下降趋势，这可能与成功的控制和预防措施有关，如PI动物的清除和广泛使用疫苗。然而，在韩国，BVDV的种群数量在2015年后逐渐增加，并在2018年达到高峰。这表明，尽管韩国在畜牧业方面取得了显著发展，但BVDV的防控工作仍存在不足，导致其在本地的传播持续加剧。

研究还指出，BVDV的分子进化和流行病学特征受到多种因素的影响，包括动物饲养模式、疫苗覆盖率、动物贸易频率以及病毒本身的遗传特性。例如，韩国的畜牧业从传统的家庭式养殖逐渐向大规模工业化养殖转变，这种转变可能增加了动物之间的接触频率，从而促进了BVDV的传播和遗传多样性。此外，频繁的动物跨区域流动也可能导致病毒的输入和扩散，尤其是在缺乏严格检疫和检测制度的情况下。

值得注意的是，本研究通过分析BVDV的5′UTR序列，揭示了其在韩国的进化轨迹和传播模式。然而，由于5′UTR序列长度较短且高度保守，其在提供全面的进化信息方面存在一定的局限性。因此，未来的研究需要结合更多的基因区域，如Npro和E2基因，以更全面地了解BVDV的进化动态。此外，为了更准确地追踪病毒的起源和传播路径，还需要引入更多的国际数据进行比较分析。

总体而言，本研究为韩国BVDV的流行病学和分子进化提供了新的视角。它不仅揭示了BVDV在韩国的传播趋势和遗传多样性，还强调了持续的分子监测和防控策略的重要性。研究结果表明，韩国的BVDV防控工作仍需加强，尤其是在疫苗接种和检测制度方面。同时，随着畜牧业的不断发展，BVDV的传播风险可能进一步增加，因此需要采取更加有效的防控措施，以减少其对畜牧业的经济损失和对动物健康的威胁。