豬流行性腹瀉病毒（Porcine epidemic diarrhea virus, PEDV）是危害我國及世界養(yǎng)豬業(yè)的重要病毒性病原，其感染以豬只的急性腸炎、腹瀉、嘔吐、脫水等為臨床特征，即為豬流行性腹瀉（PED）。PEDV為有囊膜的單股正鏈RNA病毒，屬套式病毒目α冠狀病毒屬，自上世紀80年代初在我國發(fā)現(xiàn)以來，一直呈散發(fā)性流行。2010年秋，PEDV變異株突然在免疫豬群突然出現(xiàn)，給我國養(yǎng)豬業(yè)造成了巨大的經(jīng)濟損失，其中10日齡內(nèi)仔豬最為敏感，發(fā)病率和死亡率可達100%。3年后，類似疫情在北美暴發(fā)，在很短時間內(nèi)引起幾百萬豬只死亡。與經(jīng)典毒株CV777（G1亞群）相比，高毒力PEDV變異株屬G2亞群，其基因組發(fā)生明顯變異，其高變區(qū)之一位于S蛋白編碼區(qū)內(nèi)，以堿基的插入、缺失和突變?yōu)榈湫吞卣鳌Ｓ捎赟蛋白介導(dǎo)病毒入侵和誘導(dǎo)中和抗體，因此S基因的變異被認為病毒致病性增強相關(guān)，但缺少實驗數(shù)據(jù)支持。

中國農(nóng)業(yè)大學(xué)動物醫(yī)學(xué)院豬病研究團隊前期構(gòu)建了基于流行毒株BJ2011C和低致病性毒株CHM2013的反向遺傳操作平臺(Li, et al, PLoS one，2017)。本研究在此基礎(chǔ)上構(gòu)建并拯救互換S基因、整個結(jié)構(gòu)蛋白編碼區(qū)（SP）以及3UTR的嵌合病毒，然后利用2日齡健康仔豬感染模型進行了致病性試驗。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，互換S基因后，BJ2011C失去致病性，但并未使CHM2013獲得致病力。相反，互換SP編碼區(qū)后，CHM2013嵌合病毒獲得腸道定殖能力，引起典型PED臨床癥狀，感染豬只持續(xù)排毒，且有明顯腸道組織損傷。進一步交換3UTR后，CHM2013嵌合病毒毒力增強，引起部分豬只死亡（圖一）。上述研究揭示，PEDV流行毒株毒力是多因子作用結(jié)果，S基因僅是BJ2011C致病的必要條件，結(jié)構(gòu)蛋白編碼區(qū)促進病毒在PEDV在仔豬腸道內(nèi)定殖，并和3UTR協(xié)同作用，影響病毒致病力。本研究結(jié)果為闡明PEDV流行毒株的致病機制提供了科學(xué)依據(jù)，并為PEDV疫苗設(shè)計提供了重要的思路。

圖一 PEDV流行毒株毒力是多因子作用結(jié)果，S基因僅是BJ2011C株致病的必要條件

團隊博士研究生王迪和蓋新娜副教授為論文共同第一作者，韓軍教授和楊漢春教授為共同通訊作者。該研究得到十三五國家重點研發(fā)專項（2016YFD05001010）、青年千人計劃項目基金（1051-21986001）及國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項資金（CARS-35）資助。