全球PRRSV-2重组图谱与结构适应的宏观尺度解析：一项35年的基因组回顾研究

《Journal of Integrative Agriculture》：Macro-scale resolution of recombination landscapes and structural adaptations in global PRRSV-2: A 35-year genomic retrospective

　　

摘要

猪繁殖与呼吸综合征病毒2型（PRRSV-2）具有高度的遗传多样性且频繁发生重组，但其全球进化机制至今仍不明确。通过分析1990年至2025年的42,000多个序列，我们发现基因组监测的重点已显著转向中国，自2018年以来，中国占全球公开记录的56.01%。在2014年至2017年间，模块化重组成为推动全球基因组多样化的主因，其中1C谱系（L1C）是各种基因组片段的主要接受者。具体而言，L1C-R8E镶嵌群占据了近期重组体的47.7%，这类重组体具有源自8E谱系（L8E）的复制酶核心，同时还带有不同的抗原外壳，而这些表面蛋白簇则是决定宿主免疫反应的关键因素。高分辨率测序显示，非结构蛋白7（nsp7）基因是主要的重组热点区域（每千碱基有417.0个断点）。我们的数据表明，nsp7可能因为核心结构稳定性与外围适应性可塑性之间的平衡而成为主要的重组热点，这一假设需要进一步实验验证，以确认如此高的断点密度所带来的生物学影响。此外，我们还提出了一个关于核苷酸进化的核心-外围权衡模型：核心模块（nsp9、nsp12）会通过增加鸟嘌呤-胞嘧啶比例来保持结构完整性，而外围区域（ORF3）则会出现鸟嘌呤-胞嘧啶比例逐渐下降的现象。AlphaFold3进行的结构建模显示，正向选择作用于暴露在溶剂中的环状结构，不过这些预测仍需通过实验得到的结构数据来验证。在病毒进入宿主细胞的机制中，我们的结构预测表明，糖蛋白3（GP3）以及糖蛋白5-膜复合物（GP5-M）上的适应性突变都集中在暴露在溶剂中的外围区域，与主要由糖蛋白2a（GP2a）构成的保守的受体结合核心在空间上是分离的。同样，在非结构蛋白2（Nsp2）中，适应性突变也出现在灵活环状结构的构象转折点上，这些位置可能会影响蛋白质的动力学特性。这些研究结果揭示了PRRSV-2向模块化进化阶段的转变，并为全球监测和干预策略提供了基于结构的指导框架。

叶正勤|王文强|朱振邦|温伟|李向东

中国江苏省扬州大学兽医学院重大动物传染病与人畜共患病防控协同创新中心，扬州225009