《Transboundary and Emerging Diseases》：Longitudinal Molecular Epidemiology and Genomic Evolution of Porcine Reproductive and Respiratory Syndrome Virus in a Large-Scale Swine Production System in Northern China, 2023–2026
编辑推荐：
专业术语翻译（论文摘要）
猪繁殖与呼吸综合征病毒（Porcine reproductive and respiratory syndrome virus, PRRSV）因其持续循环、遗传多样性和频繁重组，仍然是对养猪生产的主要威胁。然而，在大型一体化生产系统内
专业术语翻译（论文摘要）
猪繁殖与呼吸综合征病毒（Porcine reproductive and respiratory syndrome virus, PRRSV）因其持续循环、遗传多样性和频繁重组，仍然是对养猪生产的主要威胁。然而，在大型一体化生产系统内开展的纵向分子监测仍然有限。本研究调查了中国北方内蒙古赤峰市一个大型猪场生产系统在2023年1月至2026年5月期间PRRSV的流行病学和基因组特征。研究人员共分析了380,050条PRRSV核酸检测记录，其中36,474条为阳性，总体阳性率为9.60%。PRRSV检出呈现显著的时间波动，2025年末至2026年初阳性率升高，且各猪场间存在显著异质性。在生产阶段中，保育猪阳性率最高，其次为育肥猪和后备母猪，而公猪阳性率最低。在样本类型中，去势/断尾液、舌尖液和组织/器官样本的阳性率相对较高。基于ORF5的系统发育分析显示，所有研究来源序列均属于PRRSV-2，其中亚系1.8占53.74%，亚系1.5占34.69%，表明谱系1毒株占主导地位。对11个成功组装的PRRSV全基因组的系统发育分析证实，这些毒株均为NADC30-like型PRRSV，并在Nsp2中携带特征性的111+1+19不连续缺失模式。GP5氨基酸比对揭示了抗原相关区域的替换，包括表位A、表位B以及预测的糖基化相关位点。重组分析发现CF-k141-31、CF-k141-560和CF-k141-2190中存在涉及谱系8相关片段的重组事件。这些发现表明，该生产系统中PRRSV的循环以时间聚集、猪场水平异质性、谱系1优势以及NADC30-like毒株的基因组多样化为特征。研究结果支持将常规实时反转录定量PCR（RT-qPCR）监测、ORF5测序和定期全基因组测序整合应用于大型猪场生产系统中PRRSV的靶向监测与控制。
论文解读
一、研究背景与研究目的
猪繁殖与呼吸综合征（PRRS）是全球养猪业最具经济影响的病毒性疾病之一，主要导致母猪繁殖障碍（流产、死胎、木乃伊胎和弱仔）以及保育猪和生长猪的呼吸道疾病、生长性能下降和死亡率升高。猪繁殖与呼吸综合征病毒（PRRSV）是有囊膜的正链单股RNA病毒，属于动脉炎病毒科（Arteriviridae），基因组约15 kb。ORF5和Nsp2是变异性最高的基因组区域，广泛用于系统发育分类和分子特征鉴定。在中国猪群中，PRRSV-2占主导地位，谱系1、3、5和8相继或同时流行。近年来，谱系1毒株（尤其是NADC30-like和NADC34-like型PRRSV）日益流行，进一步增加了循环病毒的遗传复杂性。田间毒株、疫苗相关毒株和异源谱系毒株之间的频繁突变和重组产生了镶嵌基因组，仅基于ORF5的分类可能不足以确定循环PRRSV的完整基因组背景。
尽管中国已有大量关于PRRSV流行率和遗传多样性的研究，但多数研究依赖省级或区域性临床送检样本、暴发相关样本或相对较短的监测周期。在大型一体化猪场生产系统内开展的纵向分子监测仍然有限，尤其是在猪场、生产阶段和样本类型层面。将常规核酸检测与ORF5测序和全基因组分析相结合，可为理解相互关联的生产网络中PRRSV的循环和演化提供更全面的认识。本研究旨在通过整合大规模核酸检测、ORF5序列分析和全基因组测序，表征2023至2026年中国北方一个大型猪场生产系统中PRRSV的时空分布、生产阶段和样本类型模式、谱系组成及基因组演化特征，为优化大型猪场生产系统中的靶向监测和控制策略提供分子证据。
二、研究设计与关键方法
研究人员在中国北方内蒙古赤峰市一个大型一体化猪场生产系统中开展了纵向分子流行病学研究，时间跨度为2023年1月至2026年5月。监测数据集来自多个猪场、生产阶段和样本类型的常规诊断记录。2023年监测频率较低，2024至2025年逐步加强，2026年实施了强化PRRSV稳定/清除方案，检测频率从以月度监测为主提升至每周和/或生产批次检测。样本类型包括咽拭子、口腔液、血清、尾根血/拭子、胎盘/流产相关样本、精液、组织/器官样本、去势/断尾液、口鼻拭子、脐带血、舌尖液等。主要技术方法包括：实时反转录定量PCR（RT-qPCR）核酸检测、ORF5基因扩增与Sanger测序、Illumina NovaSeq 6000平台高通量全基因组测序、基于邻接法（neighbor-joining）的系统发育分析、同源性与序列比对分析、以及RDP4和SimPlot 3.5软件的重组分析。
三、研究结果
3.1 PRRSV检出的时空与生产阶段分布
2023年1月至2026年5月共分析380,050条PRRSV核酸检测记录，其中36,474条阳性，总体阳性率为9.60%。年度阳性率差异显著：2023年为24.59%，2024年为2.30%，2025年为11.79%，2026年1至5月为8.84%。月度分析显示，2025年10月至2026年1月阳性率明显升高（13.39%–17.25%），表明PRRSV在该生产系统内持续循环并呈现时间聚集性。猪场水平分析显示各生产单元间存在显著异质性，累计阳性率从CF-Guancang的0.10%到CF-20的90.55%不等。CF-8贡献了最大数量的阳性检出（5441/13,671，39.80%）。生产阶段分析显示，保育猪阳性率最高（28.46%），其次为育肥猪（18.52%）和后备母猪（12.66%），公猪阳性率最低（0.70%）。样本类型分析显示，去势/断尾液阳性率最高（39.14%），其次为舌尖液（32.49%）和组织/器官样本（30.16%），精液和原精液阳性率极低（0.52%和0%）。
3.2 基于ORF5的系统发育分类
基于441条ORF5序列的系统发育分析显示，所有研究来源序列均属于PRRSV-2，PRRSV-1簇仅包含参考毒株。亚系1.8占主导（53.74%，237/441），其次为亚系1.5（34.69%，153/441），谱系5和谱系8分别占6.58%和3.85%，另有5条序列（1.13%）形成独立分支归为其他/未指定谱系。441条ORF5序列来自29个生产单元，其中28个单元有多个时间点的序列，26个单元在至少两个年度有代表序列，21个单元在至少三个年度有代表序列。多个生产单元内检测到遗传上不同的PRRSV群体同时循环，表明生产单元水平的遗传异质性和共循环。谱系5序列与VR-2332共享97.4%–99.7%的核苷酸一致性，谱系8序列与JXA1-R的ORF5一致性为97.5%–100.0%。
3.3 全基因组系统发育分析与单元内基因组变异
21份样本经全基因组测序后，11份成功组装出完整或近完整基因组，来自6个生产单元，采集时间为2025年8月27日至10月15日。全基因组系统发育分析显示，11个毒株均聚类于PRRSV-2亚系1.8，与NADC30-like参考毒株密切相关。CF-7中相隔38天的两个基因组共享89.6%的全基因组核苷酸一致性；CF-15中相隔4天的两个基因组共享89.9%一致性；CF-25中CF-k141-1211和CF-k141-10114相隔27天采集，全基因组核苷酸一致性为100.0%。这些结果表明同一生产单元内存在多个遗传上不同的NADC30-like变异体顺序或同时循环。
3.4 全基因组一致性分析
11个研究来源毒株之间的全基因组核苷酸一致性为87.3%–100.0%。与参考毒株相比，一致性范围为81.2%–88.2%，每个研究毒株与NADC30-like参考毒株（JL580、NADC30或LNCH-1604）的一致性最高。代表毒株CF-k141-31与参考毒株的各基因组区域核苷酸一致性为约77.3%–95.2%，氨基酸一致性为约78.0%–97.6%，表明存在区域特异性遗传分歧和可能的镶嵌基因组背景。
3.5 GP5氨基酸变异
GP5氨基酸比对显示，研究毒株在信号肽区域、诱饵表位A、中和表位B及预测的N-连接糖基化位点附近存在多个氨基酸替换。表位A区域的序列模式更接近NADC30-like/NADC34-like谱系1毒株而非经典或HP-PRRSV毒株（V27-A27）。多个毒株在中和表位B区域（S32-N32和L47-I47）也存在替换，表明与经典疫苗相关毒株存在抗原性分歧。
3.6 Nsp2缺失模式
11个研究毒株在Nsp2高变区呈现特征性的111+1+19不连续缺失模式，与NADC30-like PRRSV一致，区别于HP-PRRSV-like毒株的1+29不连续缺失和NADC34-like毒株的100个氨基酸连续缺失。
3.7 重组分析
重组分析鉴定出3个潜在重组毒株。CF-k141-31以NADC30为推定主要亲本、JXA1-R为推定次要亲本，重组区域位于nt 5220–7970；CF-k141-560以LNCH-1604和XJ17-5为推定亲本，重组区域位于nt 1143–1655；CF-k141-2190以NADC30和TJ为推定亲本，重组区域位于nt 5220–6503。片段特异性系统发育分析证实这些重组片段与谱系8相关毒株（包括HP-PRRSV-like或疫苗相关毒株）聚类。
四、讨论与结论
本研究的核心价值在于利用单一一体化生产系统的大规模纵向监测数据，在猪场、生产阶段和样本类型水平上揭示了PRRSV的循环动态。研究结果表明，保育猪和育肥猪是PRRSV扩增和检出的主要阶段，去势/断尾液、舌尖液和组织样本是高产出监测样本，支持基于风险的靶向监测策略。ORF5分析揭示了谱系1毒株的优势地位和多个谱系共循环的格局，而全基因组测序则明确了NADC30-like毒株的基因组背景及其通过GP5变异和重组实现的基因组多样化。重组分析检测到涉及谱系8相关片段的重组事件，提示谱系1毒株与谱系8相关病毒之间存在历史或持续的重组互作。研究结论指出，PRRSV在该生产系统中的循环以时间波动、猪场水平异质性、生产阶段和样本类型依赖性阳性率以及PRRSV-2谱系1毒株优势为特征。11个全基因组序列被鉴定为NADC30-like型PRRSV，具有典型的Nsp2缺失特征、GP5抗原区域变异和涉及谱系8相关毒株的潜在重组片段。研究结果支持将常规分子检测、ORF5测序和全基因组监测整合用于PRRSV控制，并强调在大型猪场生产系统中对高风险猪场、生产阶段和样本类型进行靶向监测的必要性。
