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为解析中国类 NADC30 猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)的复杂重组模式及流行规律,研究人员对 254 株病毒全基因组序列进行分析,发现重组株占比超 87%,以 L1C+L8E 重组为主,划分出 12 个重组群(NADC30-R1 至 R12),揭示其传播与致病特征,为 PRRS 防控提供关键依据。
猪繁殖与呼吸综合征(Porcine Reproductive and Respiratory Syndrome, PRRS)是全球养猪业的重大威胁,其病原猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)因高变异性和重组频繁性,给防控带来巨大挑战。在中国,自 2016 年以来类 NADC30 PRRSV 成为优势流行株,但其基因组特征和流行病学动态尚不明晰,尤其是复杂的重组模式与低全基因组同源性问题,迫切需要系统性研究以揭示其演化规律和传播风险。
为解决这一难题,中国农业科学院哈尔滨兽医研究所的研究人员开展了深入研究。他们通过高通量测序获得 30 株类 NADC30 PRRSV 全基因组序列,并整合 GenBank 中 224 株中国株数据,构建了包含 254 株病毒的数据集,旨在全面解析该病毒的基因组特征、重组模式及地理分布规律。研究成果发表在《Porcine Health Management》,为 PRRS 的科学防控提供了重要理论支撑。
研究采用的关键技术方法包括:① 下一代测序(Next-Generation Sequencing, NGS)获取病毒全基因组序列;② 利用 MAFFT 和 IQ-TREE 软件进行序列比对和系统发育树构建;③ 通过 RDP4 和 Simplot 软件检测重组事件及断点定位;④ 结合 Clustal W 和 MEGA12 分析 Nsp2 蛋白氨基酸序列及遗传距离;⑤ 基于 NB MAP 和 GraphPad Prism 进行地理分布和统计分析。
重组趋势与优势模式
通过分析 2012-2023 年的数据,研究发现类 NADC30 PRRSV 重组事件呈逐年上升趋势,非重组株已近乎消失。其中,以 L1C(NADC30-like)和 L8E(JXA1-like)为亲本的重组模式最为普遍,占比达 48%(107/223)。2021-2023 年数据显示,仅 2.15% 的毒株为非重组,表明重组已成为该病毒演化的核心特征。
病毒分类与遗传特征
基于系统发育和重组分析,研究将 120 株具有相似重组特征的病毒划分为 12 个重组群(NADC30-R1 至 R12)。群内遗传距离约为 5.73%(SD±1.68),而群间距离稳定超过 10%,显示分类的可靠性。所有重组群毒株均在 Nsp2 蛋白中存在特征性 131 个氨基酸的不连续缺失(322-432、483、504-522 位),这一结构与 NADC30 毒株一致,但不同群组间未发现 Nsp2 的特异性差异。
致病性与地理分布
致病性分析表明,多数类 NADC30 PRRSV 表现为中等毒力,但部分重组群(如 R1、R2、R4、R8)中存在高致病株,例如 SD17-38(R1)和 SCcd2020(R2)可导致仔猪死亡。值得注意的是,同一重组群内毒株的致病性存在差异,提示重组模式并非唯一毒力决定因素。地理分布显示,病毒覆盖中国 19 个省份,其中 NADC30-R1 和 R2 分布最广、数量最多,尤其在黑龙江、福建、广东和河南等养猪大省形成局部流行,显示其强大的传播能力和适应性。
研究结论与意义
本研究首次系统揭示了中国类 NADC30 PRRSV 的基因组演化规律,证实其以复杂重组为主要特征,且 L1C+L8E 重组模式主导流行。通过定义 12 个重组群,为病毒监测提供了精准分类框架。研究发现 Nsp2 的特征性缺失在重组中稳定保留,暗示该结构可能与病毒适应性相关,但具体机制仍需深入探究。此外,NADC30-R1 和 R2 的广泛传播提示需加强重点区域的防控,尤其是针对重组毒株的跨区域扩散风险。
该研究不仅深化了对 PRRSV 演化动力学的认识,也为疫苗研发和流行病学监测提供了关键靶点。未来需持续关注多亲本重组毒株的 emergence,以应对不断变化的疫情挑战。研究结果为建立 “基因型 - 流行特征 - 防控策略” 的联动体系奠定了基础,对保障中国养猪业健康发展具有重要意义。