介紹

豬繁殖和呼吸綜合征（PRRS）是世界范圍內(nèi)主要的豬傳染病之一。其病原是豬繁殖和呼吸綜合征病毒（PRRSV），屬于動(dòng)脈炎病毒科。PRRSV可分為以Lelystad為原形毒株的歐洲基因1型和以VR-2332為原形毒株的北美基因2型。PRRSV以突變和重組為特征，導(dǎo)致出現(xiàn)具有不同毒力的新田間毒株。已有幾項(xiàng)研究報(bào)道了由于病毒基因組突變或重組而引起的致病性和毒力的變化。2014年以來(lái)，多個(gè)研究小組報(bào)道了華南地區(qū)具有非常獨(dú)特的遺傳背景的PRRSV田間分離株。這些病毒與以NADC30為代表的一組病毒具有最高的核苷酸相似性，NADC30是2008年在美國(guó)報(bào)道的2型PRRSV。在過(guò)去的兩年里，像NADC30這樣的PRRSV已經(jīng)傳播到幾個(gè)省份，并成為當(dāng)?shù)亟臃N疫苗的豬的主要感染毒株。與2006年以來(lái)出現(xiàn)并成為我國(guó)主要流行毒株的高致病性PRRSV（HP-PRRSV）相比，類NADC30 PRRSV的毒力相對(duì)較輕，導(dǎo)致豬出現(xiàn)臨床呼吸道癥狀，病死率為30-50%。在接種疫苗的豬群中暴發(fā)的類NADC30 PRRSV表明目前的商業(yè)疫苗無(wú)效。在這篇綜述中，我們描述了類NADC30 PRRSV的基因組特征和致病性，以及目前商業(yè)疫苗對(duì)類NADC30 PRRSV的療效。

02

中國(guó)的PRRSV流行狀況

北美基因型（基因2型）PRRSV于1995年首次在中國(guó)報(bào)道。在那之后，PRRS已經(jīng)成為全國(guó)豬群的流行病。這些PRRSV毒株被歸類為經(jīng)典的PRRSV（C-PRRSV），其臨床上以母豬繁殖障礙、斷奶豬生長(zhǎng)性能下降和死亡率增加為特征。直到2006年HP-PRRSV暴發(fā)，當(dāng)時(shí)由于經(jīng)典PRRS造成的經(jīng)濟(jì)損失的重要性才得到很好的記錄。歐洲基因型（基因1型）PRRSV于2011年在中國(guó)首次報(bào)道。歐洲基因型PRRSV BJEU061和NMEU091與Lelystad同源性分別為91.5%和87.0%。這兩種PRRSV的基因組同源性僅為84.9%，表明它們可能來(lái)自不同的祖先。隨后，在2015年報(bào)道了4株基因1型PRRSV分離株NVDC-NM1-2011、NVDC-NM2、NVDC-NM3和NVDC-FJ。他們與Lelystad同源性在87.4%-90.7%之間，彼此之間同源性為85.6%-95.5%。但上述歐洲基因型PRRSV的致病性從未見(jiàn)報(bào)道。近十年來(lái)歐洲PRRSV基因型的出現(xiàn)，使得PRRSV在中國(guó)的控制更加困難和具有挑戰(zhàn)性。

2006年，中國(guó)江西省報(bào)告了第一例HP-PRRSV病例。所有年齡段的豬的感染都表現(xiàn)為高熱（41-42°C）、高發(fā)病率（50%-100%）和死亡率（20%-100%），最初被稱為“豬高熱病（SHFD）”。在接下來(lái)的幾個(gè)月里，該疾病傳播到中國(guó)的大多數(shù)省份和其他一些亞洲國(guó)家，如蒙古、越南、泰國(guó)、印度和老撾。HP-PRRSV的暴發(fā)導(dǎo)致中國(guó)的豬存欄量急劇下降，豬肉價(jià)格高企。田教授團(tuán)隊(duì)首次鑒定出HP-PRRSV為SHFD的病原，并成功地用PRRSV分離株JXA1建立了SPF豬的感染模型。與經(jīng)典的PRRSV相比，感染HP-PRRSV的豬表現(xiàn)出更嚴(yán)重的臨床癥狀，包括呼吸窘迫、結(jié)膜炎、腹瀉和神經(jīng)癥狀，發(fā)病率和死亡率較高。在尸檢時(shí)，觀察到更明顯的肺水腫和實(shí)變、淋巴組織出血和壞死以及嚴(yán)重的腦部病變。同時(shí)，HP-PRRSV具有更廣泛的組織嗜性，除了肺和淋巴組織外，還可延伸到肝、腎、腦和心臟。僅在2006年，HP-PRRSV在中國(guó)的暴發(fā)，導(dǎo)致100多萬(wàn)頭豬死亡，給中國(guó)養(yǎng)豬業(yè)造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。此后，HP-PRRSV成為中國(guó)流行的主要PRRSV毒株。

自2013年以來(lái)，在中國(guó)中部地區(qū)，如河南省，已經(jīng)報(bào)告了幾次在接種了疫苗的豬身上的PRRSV暴發(fā)。受感染的妊娠母豬出現(xiàn)流產(chǎn)和死胎，斷奶豬出現(xiàn)臨床呼吸系統(tǒng)疾病。這些PRRSV分離株具有非常獨(dú)特的遺傳背景，與以NADC30為代表的群體的核苷酸相似性最高，NADC30是2008年在美國(guó)分離出的2型PRRSV。因此，這些病毒在中國(guó)被命名為類NADC30 PRRSV。與上述經(jīng)典的PRRSV和HP-PRRSV相比，類NADC30 PRRSV具有非常獨(dú)特的基因組特征和獨(dú)特的致病性。詳細(xì)信息將見(jiàn)下文。

03

類NADC30 PRRSV的基因組特征

到目前為止，已經(jīng)發(fā)布了6個(gè)類NADC30的PRRSV基因組，并可在Genbank中獲得，如表(1)所示。

表1.本文綜述了6個(gè)類似NADC30的PRRSV的信息

所有類NADC30 PRRSV在非結(jié)構(gòu)蛋白2（nsp2）中均有131個(gè)氨基酸（aa）不連續(xù)缺失，包括322-432位111個(gè)aa缺失，483位1個(gè)aa缺失，504-522位19個(gè)aa缺失，可與其他PRRSV毒株區(qū)分開(kāi)來(lái)。如圖(1)所示，在基因組水平上，類NADC30 PRRSV與NADC30具有93.8%-95.6%核苷酸相似性，與VR-2332（經(jīng)典的基因2型PRRSV）同源性為87.1%-89.8%，與JXA1（HP-PRRV的原型）同源性為82.3%-90.7%。在報(bào)道的6個(gè)類NADC30 PRRSV中，它們之間具有88.4%-97.8%核苷酸相似性。

圖(1).類NADC30 PRRSV的非結(jié)構(gòu)蛋白2（nsp2）的不連續(xù)缺失

采用基于距離的鄰域連接方法，在MEGA6中使用1000個(gè)引導(dǎo)復(fù)制，并與其他已發(fā)表的PRRSV毒株進(jìn)行進(jìn)化樹(shù)分析。如圖(2)所示，這6個(gè)PRRSV分離株與NADC30在基因上的親緣關(guān)系更為密切，并聚集成一個(gè)單獨(dú)的分支（聚類3）。所有HP-PRRSV田間分離株和疫苗毒株分別形成了另一個(gè)以JXA1和HuN4F114為代表的分支（聚類1）。同時(shí)，所有基因2型經(jīng)典PRRSV疫苗株和以Ingelvac MLV和Ch-1a為代表的田間分離株均聚集在一個(gè)單獨(dú)的分支中（聚類2）。類NADC30 PRRSV與目前廣泛使用的PRRSV疫苗株之間的相似性較低，這可能表明疫苗接種提供的保護(hù)不完全。

圖(2).6個(gè)類NADC30 PRRSVs與其他54個(gè)（10株疫苗株和44個(gè)田間分離株）的全基因組系統(tǒng)進(jìn)化樹(shù)分析。

04

類NADC30 PRRSV的重組發(fā)生率高

作為一種RNA病毒，PRRSV具有高突變率，這可能是病毒逃避宿主免疫監(jiān)視的一種策略。與其他PRRSV毒株不同，類NADC30 PRRSV以重組發(fā)生率高來(lái)區(qū)分自己。如表(2)所示，在報(bào)道的6種類NADC30 PRRSV中，發(fā)現(xiàn)5種與其他PRRSV毒株重組，包括經(jīng)典PRRSV和HP-PRRSV。根據(jù)重組的PRRSV毒株（經(jīng)典PRRSV毒株和HP-PRRSV毒株），這些類NADC30 PRRSV毒株可分為三組。第一組以HNjz15(基因庫(kù)序列號(hào)No.KT945017.1)與NADC30 PRRSV的相似性最高，與其他病毒沒(méi)有重組。第二組以Chsx1401(KP861625.1)為代表,與經(jīng)典的PRRSV包括VR-2332和CH-1a進(jìn)行了重組，包括Chsx1401、HENA-XINX(KF611905.1)和HNyc15(KT945018.1)。第三組以JL580(KR706343.1)為代表,與HP-PRRSV如09HEN1進(jìn)行了重組，HENAN-HEB(KJ143621.1)與HP-PRRSV JXA1毒株進(jìn)行了重組。如表(2)所示，類NADC30 PRRSV與其他病毒株重組的熱點(diǎn)分別位于nsp1a、nsp2-9、nsp11等非結(jié)構(gòu)蛋白區(qū)域和ORF2-5等結(jié)構(gòu)蛋白區(qū)域。

上述重組的一個(gè)有趣的現(xiàn)象是，親本NADC30毒株與經(jīng)典或HP-PRRSV之間都可能發(fā)生重組。例如，類NADC30的PRRSV菌株HNyc15與經(jīng)典的PRRSV毒株VR-2332和CH-1a發(fā)生了重組。然而，到目前為止，還沒(méi)有觀察到經(jīng)典和HP-PRRSV的重組事件。

與某些病毒株的不同重組模式導(dǎo)致類NADC30 PRRSV具有不同的細(xì)胞嗜性。在上述6個(gè)類NADC30 PRRSV中，只有JL580被報(bào)道可在Marc145細(xì)胞上增殖。其他5種病毒只能在豬肺泡巨噬細(xì)胞（PAM）中繁殖，而不能在Marc145細(xì)胞中繁殖。JL580的基因組分析顯示，與HP-PRRSV 09HEN1的重組發(fā)生在nsp2、nsp3、nsp7、ORF2a和ORF4中。據(jù)報(bào)道，ORF2-4與細(xì)胞嗜性有關(guān)，HP-PRRSV 09HEN1可以在Marc145細(xì)胞中繁殖，這可以在一定程度上解釋JL580與其他5株類NADC30 PRRSV株相比具有不同的細(xì)胞嗜性的原因。

表2.本文綜述了6個(gè)類NADC30 PRRSV的重組位點(diǎn)

05

類NADC30 PRRSV的致病性

NADC30最初是從2008年暴發(fā)呼吸道疾病的愛(ài)荷華州畜群中分離出來(lái)的。與同一研究中的其他兩種PRRSV（MN184和SDSU73）相比，感染NADC30的豬出現(xiàn)了早期發(fā)熱，并在感染后的第2天和第8天達(dá)到高峰。豬在第1-3、6和8-11天的體溫超過(guò)40°C。與體溫一致，被NADC30感染的豬也出現(xiàn)了更早的病毒血癥，在感染后第1天就可以檢測(cè)到。被NADC30感染的豬發(fā)生間質(zhì)性肺炎，但與SDSU73和MN184相比相對(duì)較輕。到研究結(jié)束時(shí)，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)任何豬死亡。以上結(jié)果顯示NADC30 PRRSV的毒力相對(duì)較輕。

與NADC30一致，HNjz15，一種類似NADC30的PRRSV，沒(méi)有與其他PRRSV進(jìn)行任何重組，與HP-PRRSV相比，顯示出更低的致病性。Sun等比較了HNjz15和JXA1對(duì)接種相同病毒滴度的6周齡豬的致病性。與NADC30相似，感染HNjz15的豬在感染后第1天出現(xiàn)發(fā)燒，并連續(xù)持續(xù)9天。在臨床上，感染HNjz15的豬會(huì)出現(xiàn)呼吸困難、呼吸急促和咳嗽等癥狀。在整個(gè)研究過(guò)程中，HNjz15感染的豬的血清病毒RNA拷貝數(shù)顯著低于JXA1感染的豬。所有感染HNjz15的豬在研究結(jié)束時(shí)存活（接種后14天試驗(yàn)終止）。相比之下，JXA1感染組發(fā)現(xiàn)2頭豬死亡。從組織病理學(xué)上觀察到，HNjz15感染的豬出現(xiàn)間質(zhì)性肺炎伴出血。間質(zhì)性肺炎的特征是肺泡間隔增寬和單核細(xì)胞浸潤(rùn)。淋巴樣組織如扁桃體和淋巴結(jié)也表現(xiàn)為淋巴細(xì)胞減少、急性出血和中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)。但JXA1感染組的總組織病理學(xué)參數(shù)明顯高于HNjz15感染組。PRRSV HNjz15感染誘導(dǎo)的病毒繁殖能力較低、嗜性有限、臨床癥狀較輕，表明其不具有HP-PRRSV JXA1的致病性。

然而，類NADC30 PRRSV JL580對(duì)6周豬具有高致病性，在2周內(nèi)死亡率為100%。在趙的研究中，用細(xì)胞培養(yǎng)的JL580(在Marc145細(xì)胞中的第2代)和肺勻漿上清病毒接種豬。感染豬自接種后3天起出現(xiàn)高熱，有咳嗽、厭食、耳朵藍(lán)、身體變色等明顯臨床表現(xiàn)。受感染的豬在接種7天后開(kāi)始死亡，所有的豬在研究結(jié)束時(shí)都已死亡（接種后14天試驗(yàn)終止）。JL580的高致病性可能是由于與HP-PRRSV 09HEN1的不連續(xù)重組，而一些交換的基因片段可能恰好是決定毒力的基因。

06

商業(yè)疫苗對(duì)類NADC30 PRRSV的有效性

類NADC30 PRRSV的暴發(fā)表明目前的商用PRRSV疫苗無(wú)效。到目前為止，利用JAXA1-P80、HuN4-F112、GDr180、TJM-F92、VR-2332等相應(yīng)病毒株研制的5種商業(yè)PRRSV疫苗在中國(guó)得到廣泛使用。這些PRRSV疫苗對(duì)HNjz15感染的有效性在6周齡豬身上進(jìn)行了測(cè)試（未發(fā)表的數(shù)據(jù)）。每組接種疫苗的豬在接種后28天被攻毒。與未接種疫苗的豬相比，接種疫苗的豬的臨床發(fā)病周期縮短，出現(xiàn)臨床癥狀的豬數(shù)量減少，體重增加有所改善。HNjz15攻毒后，所有接種組豬的病毒血癥水平與未接種組相似，表明接種疫苗不能有效清除豬體內(nèi)傳播的病毒。此外，通過(guò)免疫組化染色檢測(cè)到的接種疫苗的豬的扁桃體、肺和淋巴結(jié)中的病毒載量與未接種疫苗的豬相似。因此，以上結(jié)果提示，目前商業(yè)化的PRRSV疫苗不能對(duì)類NADC30 PRRSV感染提供完全的保護(hù)。

07

結(jié)論

自2013年類NADC30 PRRSV首次暴發(fā)以來(lái)，由于其與其他病毒株重組的發(fā)生率較高，研究者高度關(guān)注。盡管親本NADC30（包括未發(fā)生重組的類NADC30毒株HNjz15）對(duì)豬的致病性有限，但其與其他病毒株重組導(dǎo)致JL150等高致病性PRRSV出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)，將嚴(yán)重危及當(dāng)?shù)仞B(yǎng)豬業(yè)。JL150的高致病性可能是由于其親本NADC30株系與HP-PRRSV 019HNE株系之間存在不連續(xù)的基因片段重組。然而，需要通過(guò)檢測(cè)其他與經(jīng)典PRRSV毒株具有類似重組模式的類NADC30 PRRSV分離株，才能得出上述結(jié)論。通過(guò)對(duì)PRRSV使用成熟的反向遺傳技術(shù)，上述問(wèn)題應(yīng)在不久的將來(lái)得到解決。

目前的PRRSV疫苗對(duì)田間流行的類NADC30 PRRSV或?qū)嶒?yàn)性感染無(wú)效可能導(dǎo)致豬群陷入危險(xiǎn)。盡管一些類NADC30 PRRSV對(duì)豬有輕微的毒性，但由于類NADC30的PRRSV感染導(dǎo)致的日增重降低以及與其他病原體混合感染也可能給中國(guó)養(yǎng)豬業(yè)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，應(yīng)考慮采取更多的措施，包括開(kāi)發(fā)類NADC30 PRRSV疫苗，以控制這種疾病的傳播。