藍(lán)耳病，也稱(chēng)為豬繁殖與呼吸綜合征（Porcine Reproductive and Respiratory Syndrome，PRRS），是一種影響豬健康的病毒性疾病。這種病由豬繁殖與呼吸綜合征病毒（PRRSV）引起，對(duì)全球養(yǎng)豬業(yè)造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

亞系8.7作為近年來(lái)迅速擴(kuò)展的一種PRRSV亞系，已在多個(gè)地區(qū)、尤其是亞洲廣泛傳播，對(duì)當(dāng)?shù)氐呢i群健康和養(yǎng)殖業(yè)經(jīng)濟(jì)帶來(lái)了重大挑戰(zhàn)。然而，亞系8.7的具體進(jìn)化模式、地理擴(kuò)散路徑以及影響其傳播的生態(tài)和人類(lèi)因素仍未完全了解。

2024年10月13日，華南農(nóng)業(yè)大學(xué)王衡，張桂紅聯(lián)合比利時(shí)魯汶大學(xué)Guy Baele共同通訊在

Nature Communication

總體而言，本研究為HP-PRRS MLV的進(jìn)化、傳播動(dòng)態(tài)及潛在泄露狀態(tài)提供了深入概覽，為新型MLV的開(kāi)發(fā)提供了關(guān)鍵洞見(jiàn)。

豬繁殖與呼吸綜合征（PRRS）是全球豬肉產(chǎn)業(yè)的主要疾病威脅，尤其在中美兩國(guó)造成了巨大經(jīng)濟(jì)損失。其致病病毒PRRSV是一種正鏈RNA病毒，PRRSV分為多個(gè)基因系，中國(guó)常見(jiàn)系別包括1、3、5和8.7，1995年美國(guó)“流產(chǎn)風(fēng)暴”期間引起大規(guī)模感染。

2006年，中國(guó)出現(xiàn)了高致病性PRRSV（HP-PRRSV）8.7亞系株，隨后多種改良活疫苗（MLV）被廣泛應(yīng)用，但由于其較低的復(fù)制保真度，具有毒力逆轉(zhuǎn)的風(fēng)險(xiǎn)。

作者根據(jù)基因型和時(shí)空信息對(duì)基因數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)分布進(jìn)行了量化。時(shí)間軸顯示，從1994到1999年，系別8的序列較少，而2000到2005年感染急劇增加。2006至2016年，亞系8.7快速擴(kuò)展，集中于中國(guó)，主要在美國(guó)發(fā)現(xiàn)系別8。廣東在中國(guó)省級(jí)傳播中起關(guān)鍵作用。

圖1. 譜系8序列的全球時(shí)空分布

系統(tǒng)進(jìn)化分析表明，HP-PRRSV簇成為主導(dǎo)后，病毒在東部、南部、中部和北部多地?cái)U(kuò)散，廣東地區(qū)傳播率較高，HP-PRRSV已成為地方性毒株，且主要來(lái)源于廣東。

圖2. PRRSV亞譜系8.7全球系統(tǒng)地理重建

通過(guò)MCC樹(shù)分析，作者估計(jì)亞系8.7 HP-PRRSV在中國(guó)的起源時(shí)間為1987年，最早出現(xiàn)于廣東，傳播模式符合“源-匯”動(dòng)態(tài)，即廣東為主要傳播源，河南、山東和江蘇為次要傳播中心。

傳播受地理距離驅(qū)動(dòng)（BF > 100），近距離傳播頻率更高，且工業(yè)化養(yǎng)殖因生物安全措施較強(qiáng)而減少傳播風(fēng)險(xiǎn)，形成“反重力效應(yīng)”。

圖3. PRRSV亞型8.7在中國(guó)的系統(tǒng)地理重建

研究量化了影響亞系8.7地理擴(kuò)散的因素，發(fā)現(xiàn)農(nóng)村豬肉銷(xiāo)售、人群總量、育種數(shù)量和“源自廣東”均為重要驅(qū)動(dòng)因素。結(jié)果顯示，PRRSV傳播與人類(lèi)活動(dòng)及養(yǎng)殖業(yè)分布密切相關(guān)，農(nóng)村小規(guī)模養(yǎng)殖在生物安全上的不足使其易通過(guò)交易擴(kuò)散。

工業(yè)化養(yǎng)殖規(guī)模對(duì)傳播具有保護(hù)作用，廣東為主要傳播源，擴(kuò)散主要由農(nóng)村養(yǎng)殖和豬肉貿(mào)易驅(qū)動(dòng)。

圖4. 30個(gè)中國(guó)各省PRRSV擴(kuò)散預(yù)測(cè)因子的支持度和貢獻(xiàn)

隨后，作者追蹤了亞系8的重組歷史，包括與其他亞系的重組和重組事件的時(shí)間分布。

亞系間重組的首次事件可追溯到2007年，2007至2013年間事件較少，但自2014年起，重組事件急劇增加，尤其在2014至2018年，亞系1和3頻繁參與重組。自2010年起，ORF1ab和ORF3-ORF5區(qū)域是重組最頻繁的區(qū)域，尤其在ORF1a的nsp2區(qū)域和ORF1b的nsp12區(qū)域中。

圖5. 復(fù)合印跡圖

相比之下，亞系內(nèi)的重組事件更為頻繁。亞系內(nèi)的首次重組事件同樣始于2007年，但在2010至2015年間激增。與亞系間重組不同，亞系內(nèi)重組主要發(fā)生在ORF1ab區(qū)域，且事件分布更均勻。

然而，盡管已有實(shí)驗(yàn)確認(rèn)HP-PRRSV衍生的減毒活疫苗（MLV）可能恢復(fù)毒力，但缺乏其“泄漏”狀態(tài)的證據(jù)。基因組數(shù)據(jù)顯示，MLV疫苗在中國(guó)廣泛使用。作者對(duì)在中國(guó)獲批的四種HP-PRRS MLV（JXA1-R、HuN4-F112、GDr180和TJM-F92）進(jìn)行了測(cè)序，并采用系統(tǒng)發(fā)育方法分析它們的同源關(guān)系。

圖6. 疫苗同質(zhì)分析

自2017年起，病例數(shù)下降，GDr180群體在其研發(fā)前已出現(xiàn)病例激增，證實(shí)其逆轉(zhuǎn)可能性低。同時(shí)作者還識(shí)別出與MLV逆轉(zhuǎn)相關(guān)的氨基酸突變，在TJM-F92中發(fā)現(xiàn)35個(gè)，在JXA1-R中發(fā)現(xiàn)32個(gè)，在HuN4-F112中發(fā)現(xiàn)13個(gè)，部分突變顯示潛在的共同變異。

總之，作者構(gòu)建了一個(gè)盡可能大的數(shù)據(jù)集，以重建亞系8.7的空間動(dòng)態(tài)，并評(píng)估其相關(guān)的生態(tài)、人口和地理變量以及養(yǎng)豬實(shí)踐的影響。作者還提供了關(guān)于HP-PRRS MLV可能“泄漏”狀態(tài)的證據(jù)。隨著NADC30樣和NADC34樣亞系在PPRSV-2中傳播并演變?yōu)槿蛄餍械闹饕辏芯窟@些新亞系以防止類(lèi)似HP-PRRSV的疫情至關(guān)重要。

原文鏈接：https://doi.org/10.1038/s41467-024-53076-w

主編微信

注：添加微信請(qǐng)備注昵稱(chēng)+單位+研究

生命科學(xué)綜合交流QQ群:681341860