新型猪水痘病毒 suidalpha1 变异株 DML-5 的关键基因突变可能改变其神经传导及毒力

《The Veterinary Journal》:The key gene mutation of the novel Varicellovirus suidalpha1 variant strain DML-5 may alter its nerve conduction and virulence

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月11日 来源:The Veterinary Journal 3.1

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   摘要猪α疱疹病毒1型(Varicellovirus suidalpha1)给全球养猪业造成了巨大的经济损失。然而,现有疫苗对循环毒株并不能提供足够的保护力。本研究追踪了猪α疱疹病毒1型分离株的分子特征,为猪α疱疹病毒1型的防治提供依据。本研究从中国一疑似猪α疱疹病毒1型感染的

  

摘要

猪α疱疹病毒1型(Varicellovirus suidalpha1)给全球养猪业造成了巨大的经济损失。然而,现有疫苗对循环毒株并不能提供足够的保护力。本研究追踪了猪α疱疹病毒1型分离株的分子特征,为猪α疱疹病毒1型的防治提供依据。本研究从中国一疑似猪α疱疹病毒1型感染的猪场采集样本,成功分离出猪α疱疹病毒1型DML-5株。系统发育分析显示,DML-5属于基因型II变异株,在遗传上与已知的基因型I经典株有显著差异。首次在高度保守的gL、UL6、UL21、UL26.5和gE基因中鉴定出独特的氨基酸突变,其中gE和UL21参与轴突运输,这些突变可能影响猪α疱疹病毒1型的神经传导和毒力。通过构建三维蛋白模型,发现UL6和UL21的独特氨基酸突变导致了相应蛋白的三级结构变化。此外,发现猪α疱疹病毒1型的gL、UL6、UL21、UL26.5和gE蛋白的氨基酸序列在不同基因型间具有保守性,这是猪α疱疹病毒1型基因型鉴定基础。通过基因重组预测在DML-5中检测到可能的重组事件,表明DML-5可能是Ea和PRV-GD的重组株。猪α疱疹病毒1型变得越来越复杂,因此需要加强对猪α疱疹病毒1型的监测,并改进变异疫苗。

引言

猪α疱疹病毒1型(原名猪α疱疹病毒1型)是真疱疹病毒科、α疱疹病毒亚科、水痘病毒属中的一个种,又称Aujeszky's disease virus或伪狂犬病病毒(PRV)(Pomeranz等,2005;Wang等,2024)。α疱疹病毒还包括其他重要的人畜共患病原体,如人类α疱疹病毒1型(HSV-1)、人类α疱疹病毒2型(HSV-2)、人类α疱疹病毒3型(HHV-3)和牛α疱疹病毒1型(BoHV-1)(Kuny和Szpara,2021)。猪α疱疹病毒1型可分为两个基因型。中国猪α疱疹病毒1型毒株属于基因型II,基因型I主要由美洲和欧洲分离的毒株组成(Ye等,2015)。猪α疱疹病毒1型基因组为长约140 kb的双链线性DNA分子,可编码约70种蛋白质(Klupp等,2004)。猪α疱疹病毒1型基因组由独特的长区(UL)和独特的短区(US)组成(Szpara等,2011)。gE蛋白是猪α疱疹病毒1型的主要毒力蛋白,在促进病毒在神经元间的转运中发挥重要作用(Bude等,2024;Pomeranz等,2005)。gL蛋白是猪α疱疹病毒1型复制和生长所必需的糖蛋白,介导病毒吸附宿主细胞以及病毒包膜与细胞膜的融合(Vallbracht等,2023)。UL6编码的蛋白是一种核衣壳蛋白,在衣壳的第十二个顶点形成十二聚体圆柱形门控,作为猪α疱疹病毒1型DNA包装进入衣壳的通道(Fuchs等,2009)。UL21是猪α疱疹病毒1型高度保守的核心基因,编码的蛋白与细胞质驱动蛋白相互作用,促进逆行轴突运输并促进病毒感染(Yan等,2019)。UL26.5是一种主要支架蛋白,参与衣壳的形成和成熟,同时也是UL26蛋白酶底物(Pomeranz等,2005)。
猪α疱疹病毒1型可感染广泛的家畜和野生动物,包括牛、羊、狗、兔、狐狸、狼、虎和熊(Cui等,2023;Moreno等,2024;Sehl和Teifke,2020)。但猪是该病毒的自然宿主,因为猪是唯一能存活于急性感染且具有潜伏感染的动物物种(Freuling等,2017;Laval和Enquist,2020)。猪α疱疹病毒1型感染在猪中的临床表现具有高度年龄依赖性。仔猪感染通常引起严重的神经症状,如震颤、共济失调和抽搐,常导致死亡。相比之下,成年猪通常仅表现为轻度症状,主要为发热、厌食和呼吸窘迫(Claeys等,2025;Zheng等,2022)。急性感染后,与其他α疱疹病毒一样,猪α疱疹病毒1型在存活宿主的周围神经系统中建立终身潜伏感染(Laval和Enquist,2020;Li等,2023)。这种建立潜伏感染的能力不仅使病毒能够逃避宿主免疫应答,还作为反复排毒和猪群内传播的病毒储存库(Yang等,2025)。该高度传染性疾病可通过气溶胶传播和呼吸道分泌物轻易传播,给中国和全球养猪业造成重大经济损失(Gao等,2025;Hu等,2023;Li等,2024)。
不同类型的疫苗,包括活疫苗、重组病毒载体疫苗、DNA疫苗和灭活疫苗,在预防猪α疱疹病毒1型感染方面显示出良好的保护效力(Feng等,2020;Jin等,2022;Nie等,2023;Shi等,2025)。Bartha-K61减毒疫苗株来源于毒力野毒株,通过细胞培养和鸡胚连续传代获得,在全球范围内控制预防猪α疱疹病毒1型感染中发挥了关键作用(Delva等,2020)。由于该策略的推行和严格执行,猪α疱疹病毒1型已在美国家猪、若干欧洲国家和新西兰的猪群中根除(Freuling等,2017;Pannett等,1999)。20世纪70年代,Bartha-K61减毒疫苗株从匈牙利引入中国,对猪α疱疹病毒1型显示出相对良好的效果(Delva等,2020)。然而,自2011年底以来,在中国使用Bartha-K61疫苗免疫的猪场中发生了新型猪α疱疹病毒1型变异株的暴发,其毒力增强。经典Bartha-K61疫苗对新兴变异株的保护力不完全(Cheng等,2024;Liu等,2025)。比较基因组分析显示,新鉴定的变异株与国外毒株及中国此前流行的经典株均存在显著差异,分子间重组可能促进了猪α疱疹病毒1型在中国流行期间的进化(Jiang等,2024;Sun等,2025;Zhang等,2025)。
本研究在新分离病毒中发现了gE、gL、UL6、UL21和UL26.5的独特氨基酸突变,首次为UL6和UL21发现了新的三维结构。这可能影响了该毒株的神经传导和毒力。同时,在分子表型分析的基础上发现了不同毒株共有的新突变,也为新基因型的出现提出了假设。通过基因重组分析,我们发现新分离株可能是PRV-GD和Ea重组产生的。这些结果将有助于理解猪α疱疹病毒1型的进化,并对中国猪α疱疹病毒1型的防控具有重要意义。

章节摘要

样本采集与病原鉴定

2023年,从中国黑龙江省绥化一疑似感染猪α疱疹病毒1型的猪场采集死亡猪的心、肝、脾、肺、肾、脑和肠道器官,以及流产胎儿样本。使用DNA/RNA联合提取试剂盒(TIANGEN,中国)从样本中共同提取病毒DNA和RNA。RNA病毒检测方面,提取的核酸作为一步法RT-PCR的模板,使用

DML-5的复制与细胞适应性

2023年,在中国黑龙江省一猪场发现以仔猪神经系统疾病和母猪繁殖障碍为特征的暴发,传播迅速且临床症状严重,提示可能涉及高致病性病毒。为确定致病病原,从感染猪中采集临床样本(包括脑、脾、肺、肾及流产胎儿组织)。由于疫情早期样本有限,

讨论

自2011年以来,猪α疱疹病毒1型在中国大部分地区重新出现并广泛传播,给养猪业造成了巨大经济损失(Gao等,2025)。与经典株相比,新兴变异株表现出增强的致病性,在gE、gB和gD等多个毒力相关基因中存在特征性的氨基酸插入或突变,这些突变与抗原变异有关(Cheng等,2024;Sun等,2025)。这些遗传变化已被证明

结论

本研究于2023年12月从中国一猪场分离出猪α疱疹病毒1型毒株,将其归类为基因型II变异株。与参考株相比,DML-5在gE、UL21及其他基因中携带独特突变,并表现出涉及经典和新兴谱系的重组结构。这些发现表明,基于当前流行变异株开发新型疫苗可能是控制当前疫情所必需的。

伦理批准与参与知情同意

动物实验经东北农业大学动物实验伦理委员会批准(NEAUEC202503150)。所有实验程序均符合国家实验动物管理与使用指南(CNAS-CL06:2018)的要求。

未引用参考文献

(Cheng等,2024;Li等,2024)

基金资助

动物疫病防控国家重点实验室(编号:SKLADCPKFKT202504);黑龙江省重点研发计划项目(编号:GZ20210178);中国农业科学系统(编号:CARS-35)。

CRediT作者贡献声明

张甜甜:可视化。赵阳:可视化。李慧新:写作—审阅与编辑,写作—初稿,指导,资源,项目管理,调查,形式分析,概念构思。李金龙:写作—审阅与编辑,写作—初稿,指导,项目管理,调查,资金获取,概念构思。刘盈盈:写作—初稿,项目管理,数据整理,概念构思。姚鑫:写作—

利益冲突声明

作者声明不存在已知的竞争经济利益或个人关系可能影响本文所报告的工作。

致谢

感谢黑龙江省畜禽常见疾病预防诊治重点实验室、黑龙江省实验动物与比较医学重点实验室在本研究中的支持和帮助,感谢玛格生物科技有限公司(MAGIGENE Technology Co., LTD)在本研究中的支持和帮助。

利益冲突声明

作者没有需要声明的利益冲突。
刘盈盈|姚鑫|杨洲一|李诺瓦|张甜甜|赵阳|李慧新|李金龙
东北农业大学动物医学院,哈尔滨,150030,中国
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