华北地区三株猪流行性腹泻病毒的遗传特征与致病性分析及其对疫苗研发的启示

本研究针对当前猪流行性腹泻病毒(PEDV)变异株对全球养猪业造成的重大经济损失，从华北地区临床样本中成功分离出G2a型PEDV-WF/2023和G2b型PEDV-SX/2024、PEDV-HS/2024毒株。通过分子结构解析、遗传进化分析和仔猪致病性实验，发现G2a毒株具有独特的S蛋白糖基化修饰和D0结构域突变，致病性显著强于G2b亚型。研究为PEDV流行株的跨种传播风险预警和靶向疫苗设计提供了关键理论依据。

　　

猪流行性腹泻病毒(PEDV)作为α冠状病毒属成员，自2010年以来在中国引发大规模疫情，导致新生仔猪死亡率高达80-100%。尽管现有疫苗广泛使用，但病毒通过S蛋白高频突变不断逃逸免疫保护，特别是G2基因型变异株已成为当前流行优势毒株。这种"疫苗失效"现象暴露出三个关键科学问题：流行毒株的分子演化规律尚不明确、S蛋白结构变异与致病性的关联机制不清、跨宿主传播风险缺乏评估。

河北农业大学的研究团队在《Veterinary Research》发表的最新研究中，从华北地区腹泻仔猪样本中分离出三株PEDV毒株（G2a型PEDV-WF/2023和G2b型PEDV-SX/2024、PEDV-HS/2024），通过全基因组测序、生物信息学分析和动物实验系统解析了流行毒株的遗传特征与致病机制。研究采用RT-qPCR动态监测病毒载量，运用SWISS-MODEL构建S蛋白三维结构，并通过1日龄仔猪攻毒实验评估各毒株的致病差异。

病毒分离与鉴定
在Vero-CCL-81细胞中连续传代获得三株病毒，间接免疫荧光(IFA)显示病毒抗原主要定位于细胞质。生长曲线显示PEDV-WF/2023在36小时达到增殖峰值（10^7.16
TCID₅₀
/mL），显著快于G2b毒株。

遗传进化特征
S基因系统发育分析将毒株划分为G1、G2和S-INDEL三大基因型。PEDV-WF/2023与浙江2013年分离株ZJU/G2a同源性>99%，而两株G2b毒株与陕西LZ202401株高度相似。ORF3基因分析发现G2a与S-INDEL型存在特殊进化关联，其25/80/107/168/182位氨基酸可作为亚型区分标记。

S蛋白结构变异
与经典CV777株相比，三株流行毒株的D0结构域呈现"向下"构象改变。PEDV-WF/2023在S1-NTD区存在5个突变位点(M287I等)，COE表位区发生K566N变异，且1278位N-糖基化位点缺失。分子动力学模拟显示这些变异可能影响病毒与宿主受体的结合能力。

致病性差异
仔猪攻毒实验显示，G2a毒株感染后4天即出现血性腹泻，5天内全部死亡，肠道病毒载量(10^8.3
copies/g)显著高于G2b组。组织病理学观察到G2a感染组小肠绒毛大面积坏死脱落，而G2b-HS株因携带G1b型特征性A358T突变，致病性相对减弱。

该研究首次揭示G2a流行株通过S蛋白D0结构域构象改变和特异性糖基化修饰增强致病性的分子机制，为解释当前疫苗保护力不足现象提供了结构生物学依据。发现ORF3基因在区分病毒亚型方面比S基因更具鉴别力，为流行病学监测提供了新靶标。特别值得注意的是，PEDV与蝙蝠冠状病毒BtCoV/512/2005的进化关联，提示需要持续监测冠状病毒跨种传播风险。这些发现对指导PEDV疫苗株筛选和制定精准防控策略具有重要实践价值。