四川部分地区PRRSV病原检测及SCcd2020株基因组序列与致病性分析

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猪繁殖与呼吸障碍综合征(Porcine reproductive and respiratory syndrome,PRRS)已在世界范围内流行数十年之久,至今未得到有效控制。究其原因为其病原猪繁殖与呼吸障碍综合征病毒(Porcine reproductive and respiratory syndrome virus,PRRSV)除临床传染性较强外,基因组还具有突变快、重组频繁的特点。自1995年PRRSV在我国被发现起,至今已演化出多种PRRSV变异株。这些PRRSV变异株不仅表现为基因遗传多样性,在仔猪致病性方面也存在差异。变异株的出现导致我国PRRSV流行情况复杂化,同时也增加了我国对PRRS的防控难度。本研究旨在及时了解四川部分地区PRRSV流行情况及演化特点,自2020-2021年从该地区发病猪场共采集疑似PRRSV感染病料约210份,检测出阳性病料57份,阳性率为27.1%。将阳性病料进行ORF5基因测序,共扩增出18株ORF5基因,其中3株为CH-1a-like PRRSV(16.67%),5株为HP-PRRSV(27.78%),3株为VR2332-like PRRSV(16.67%),4株为NADC30-like PRRSV(22.22%),3株为NADC34-like PRRSV(16.67%)。病原检测结果显示,临床检出率较高的两类毒株为NADC30-like PRRSV和HP-PRRSV。北美输入性NADC34-like PRRSV为该地区2020年的首次检出,应允以警惕。为分析四川地区出现的NADC34-like PRRSV演化特征,本研究通过PAMs成功分离到一株NADC34-like PRRSV,命名为SCcd2020。经细胞病变效应(CPE)观察、RT-PCR和间接免疫荧光(IFA)鉴定证实SCcd2020株分离成功后,对其进行全基因组序列测序与分析。结果显示,SCcd2020株序列全长为15020 bp,与12株PRRSV-2型代表株全基因组序列核苷酸相似性为79.8%~89.2%,与NADC30株相似性最高;ORF5基因核苷酸相似性为84.4%~97.0%,氨基酸相似性为84.1%~97.0%,与IA/2014/NADC34株相似性最高。氨基酸推导序列显示,SCcd2020株Nsp2蛋白具有与NADC30-like PRRSV相同的111+1+29 aa缺失特征;GP5蛋白存在4个糖基化位点,分别为N34、N44、N51和N57。遗传演化分析显示,SCcd2020株ORF5基因与NADC34-like PRRSV聚为一支;全基因组与NADC30-like PRRSV聚为一支,遗传演化存在差异。贝叶斯(Bayesian)分化时间显示,国内NADC34-like PRRSV最早分化时间约为2013-2014年期间,与美国暴发此类毒株时间恰好吻合,推测国内NADC34-like PRRSV在美国暴发该类毒株期间就已经引入我国。重组分析显示,SCcd2020株为NADC30-like PRRSV、HP-PRRSV和NADC34-like PRRSV之间形成的重组毒株,重组断点位于Nsp2(3866 nt)、Nsp2(4388 nt)、Nsp3(5211 nt)、Nsp9(7957 nt)和ORF2b(11975 nt)。NADC34-like PRRSV与本土HP-PRRSV之间的重组事件为国内首次报道,为我国PRRSV流行病学调查内容给予了新的借鉴。为进一步分析重组变异株SCcd2020的致病特征,将SCcd2020株以1×109.19 TCID50/m L(2m L肌注+2 m L滴鼻)方式对4周龄仔猪进行攻毒试验。通过观察攻毒后仔猪临床表现、血清病毒载量、抗体水平及肺部病理变化等,对其致病性进行评价。动物试验结果显示,SCcd2020株感染后能引起仔猪严重的临床症状,包括高热(>41℃)、呼吸困难、体重减轻、腹泻、精神沉郁等现象,发病率为100%(5/5),致死率高达60%(3/5)。剖检肺部病理变化严重,肺组织伴随出血、充血及纤维化病变。病毒血清载量在10 d达到峰值约9×10~8copies/m L,抗体检测在第7 d转为阳性。动物结果表明,重组变异株SCcd2020对仔猪的致病性与HP-PRRSV类似,显著高于温和型HLJDZD32-1902株(NADC34-like PRRSV)。综上所述,NADC34-like PRRSV已与国内本土HP-PRRSV发生复杂重组,且重组变异株SCcd2020对仔猪具有高致病性。本研究结果将有助于更深入了解我国NADC34-like PRRSV的遗传演化特征,为科学防控此类毒株提供数据支持。
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