欧洲猪流感A型病毒大规模基因组监测揭示重配潜力增强及临床表现的现场关联

《Transboundary and Emerging Diseases》:Large-Scale Genomic Surveillance of Swine Influenza A Viruses in Europe Highlights Increased Reassortment Potential and Field-Based Associations With Clinical Manifestations

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年11月03日 来源:Transboundary and Emerging Diseases 2.6

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  猪流感A型病毒(swine influenza A virus, swIAV)是一种重要的“One Health”病原体,因其遗传多样性、持续重配以及对动物和公共卫生的影响而备受关注。2022年至2023年间,研究人员从16个欧洲国家的134个猪场采集了多个年

  
猪流感A型病毒(swine influenza A virus, swIAV)是一种重要的“One Health”病原体,因其遗传多样性、持续重配以及对动物和公共卫生的影响而备受关注。2022年至2023年间,研究人员从16个欧洲国家的134个猪场采集了多个年龄组猪只的鼻拭子(nasal swabs, NSs),并通过实时定量PCR(RT-qPCR)、亚型鉴定和全基因组测序进行分析。临床与管理元数据与病毒基因型进行了整合。在本研究纳入的目标猪场中,93%检出swIAV,其中Clade 1A(H1pdmN1)和Clade 1C(H1avN1、H1avN2和H1huN2)为主要流行分支。测序共鉴定出23种基因型,其中12种为此前未报道的新基因型。探索性分析提示,特定血凝素(hemagglutinin, HA)(亚)分支与仔猪临床体征及猪群管理因素之间可能存在关联。高基因型多样性——尤其在西班牙(ES)——提示其可能与集约化生产系统存在关联。总体而言,这项大规模欧洲调查表明,swIAV在目标研究群体中频繁流行,伴随高遗传多样性和持续重配,凸显了协调一致的基因组监测对兽医和公共卫生防范的重要性。
欧洲猪流感A型病毒大规模基因组监测:重配潜力增强与临床现场关联的综合性研究解读
一、研究背景与科学问题
猪流感A型病毒(swine influenza A virus, swIAV)是猪呼吸道疾病综合征的重要病原体,同时可损害繁殖性能,亚临床感染则进一步加剧病毒持续传播和防控难度。由于swIAV具有人畜共患潜力和与禽流感、人流感病毒重配的能力,其持续基因组监测对公共卫生安全至关重要。然而,现有监测手段多聚焦于分子特征描述和系统发育分析,鲜有研究将全基因组测序(whole genome sequencing, WGS)数据与临床体征及猪群管理水平进行系统性关联分析。由此,大量流行基因型的临床意义尚不明确,WGS数据在实际疫病防控中的实用价值亦未充分发挥。为填补这一知识空白,研究人员在16个欧洲国家的134个猪场开展了横断面研究,旨在探索swIAV血凝素(hemagglutinin, HA)和神经氨酸酶(neuraminidase, NA)基因片段与不同年龄组临床体征及猪场管理因素之间的统计关联,从而为改进疫苗策略和优化猪群管理提供科学依据。
二、研究设计与技术方法
研究人员于2022年10月至2023年9月期间,在16个欧洲国家(包括奥地利、比利时、保加利亚、丹麦、法国、匈牙利、德国、希腊、意大利、北马其顿、英国、波兰、葡萄牙、斯洛文尼亚、西班牙和荷兰)的134个猪场开展横断面采样。采样对象涵盖哺乳仔猪(1–4周龄)、断奶前后仔猪(4–6周龄)、保育中后期仔猪(7–9周龄),并根据猪场类型补充育肥猪、后备母猪和经产母猪。每场约采集30头猪的鼻拭子,以5支拭子合为一管进行混合检测,共获得554份混合样本。研究采用的主要关键技术方法包括:实时定量PCR(RT-qPCR)进行swIAV筛查和亚型鉴定;针对Ct值≤30的阳性样本开展三代长读长纳米孔全基因组测序;基于HA基因序列进行系统发育推断和(亚)分支分类;采用Python统计框架对病毒基因型与临床及管理元数据进行交叉关联分析,并应用Benjamini–Hochberg错误发现率(false discovery rate, FDR)校正。
三、主要研究结果
3.1 H1avN1、H1huN2、H1avN2和H1pdmN1亚型主导欧洲猪场
在554份混合样本中,419份(75.6%)检出swIAV阳性,对应124/134个猪场(93%)。亚型鉴定在108个猪场中获得成功,多数猪场呈现单一亚型流行,主要为H1avN1、H1avN2、H1huN2或H1pdmN1。在11%的猪场中检测到多种亚型共循环,表明同一猪场内存在遗传异质性病毒的共同流行。
3.2 欧洲猪场至少流行15种不同swIAV(亚)分支
对Ct值≤30的251份阳性样本进行WGS分析。HA和NA(亚)分支在178份和182份样本中成功鉴定,覆盖92个猪场。全球HA(亚)分支分类共鉴定出15种不同(亚)分支,其中1A.3.3.2(H1pdm亚型,23%)占主导,其次为1C.2.2(19%)、1C.2.4(16%)和1C.2.1(12%),均属于H1av亚型。12个猪场检测到不同HA分支的病毒,3例在同一HA类型(H1av)内出现不同(亚)分支。值得关注的是,一个波兰猪场至少出现三种swIAV毒株共循环,涉及1A.3.3.2和1C.2.5 HA(亚)分支与N1/N2 NA谱系的混合重配。
3.3 未报道的swIAV基因型揭示病毒重配动态
研究共获得137个完整swIAV基因组(全部8个基因片段均成功恢复和分类),其中131个来自非混合群体。基于Watson等人的基因型分类方案,共鉴定出至少23种不同swIAV基因型,包括11种已知基因型和12种新发现的未报道基因型。22种基因型的内部基因片段完全来源于欧亚禽样(EA)和/或pdm09(H1pdmN1pdm)谱系,一种基因型(C-UG19)的全部内部片段属于Malay04谱系。在HA和NA片段层面,共鉴定出4种HA谱系(EA、Scot94、pdm09和Malay04)与4种NA谱系(EA、Scot94、Gent84和N2hu)的不同组合。已知且最流行的基因型A、D、E和P分布于2至6个国家的多个猪场,而大多数未报道基因型局限于1至2个国家,其中C-UG8在比利时、荷兰和西班牙的5个猪场被发现。西班牙展现出最广泛的swIAV基因型多样性(23种中的13种)。
3.4 swIAV分支与临床和管理元数据的交叉关联分析
交叉关联分析在92个猪场的92条HA序列上进行,共进行4371次两两比较,经FDR校正后442项显著。分析显示,HA片段(即swIAV谱系)与采样动物的临床体征显著关联(V=0.51;q<0.001),并与早期保育(V=0.47)、中期保育(V=0.46)和哺乳仔猪(V=0.27)等年龄阶段的临床体征显著相关。HA(亚)分支与后备母猪的流产(V=0.55;q=0.003)和临床体征(V=0.30;q<0.001)以及哺乳仔猪的发热(V=0.48;q=0.024)显著相关。内部基因片段PB1、PB2、NP、MP和NS与育肥末期临床体征显著关联,效应量介于0.41至0.54之间,其中PB1片段还与育肥末期打喷嚏显著相关(V=0.54;q=0.011)。值得注意的是,疫苗接种状态、PRRSV状态和抗菌药物使用等参数均未与HA/NA片段或(亚)分支形成显著关联。
四、讨论与结论
本研究提供了2022至2023年间欧洲猪场swIAV亚型和遗传多样性的全面概览,通过将分子诊断与详细元数据相结合,探索了病毒基因型与临床表现及猪群管理实践之间的潜在关联。研究确认了样本质量和储存条件对测序成功率的影响,强调了Ct截断值在纳米孔测序应用中的重要性。研究鉴定出23种基因型(含12种新基因型)和15种HA(亚)分支,且同一猪场内多种毒株共循环并非孤立事件,而是商业化养猪生产的常态特征,持续维持着重配风险和新型基因组合出现的可能。HA(亚)分支与后备母猪流产和哺乳仔猪发热的显著关联提示基因监测可作为临床模式的早期指示指标,支持猪群层面的干预和循证决策。内部基因片段与育肥期临床体征的关联进一步凸显了WGS在swIAV监测中的附加价值。研究结论指出,swIAV在目标研究群体中高频率流行,伴随显著的遗传多样性和持续重配,强调了持续、协调一致的基因组监测对支持猪群健康管理和疾病控制的重要性,以及在更广泛的One Health框架下评估潜在人畜共患风险的必要性。
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