临床猪瘟样品的病毒组研究

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猪瘟(CSF)是由猪瘟病毒(CSFV)引起的高度接触性、烈性传染病,严重危害了我国养猪业的发展。在临床上,CSFV与其他病毒的混合感染十分普遍,多病毒共感染与疫病的发生发展密切相关,病原间的相互作用会影响疫苗的免疫保护效力,导致发病猪的临床症状复杂化,给猪病的诊断和防控带来了挑战。目前传统的检测手段对于共感染的研究仅仅针对几种潜在的相关病原,无法反映共感染病毒谱的全貌。为了解析临床病例中猪瘟病毒与其他病毒共感染的情况,本研究使用宏转录组法(MTT)和多重置换扩增法(MDA)对实验室保存的1990~2020年收集自全国19个省/市/自治区的82份CSF临床发病样品和17份临床症状类似CSF的CSFV阴性样品进行了病毒组学分析,以解析其病毒组结构。MTT法和MDA法测序数据共注释到20个真核病毒科32个病毒属的56种病毒,其中DNA病毒27种,RNA病毒29种。所有82份CSF临床发病样品均有注释到CSFV的reads,平均每份样品注释到1,042,486条,而17份临床发病症状类似CSF的CSFV阴性样品均未注释到CSFV,与RT-PCR结果完全一致。PCV2、TTsu V 1a、TTsu V k2a、TTsu V 1b和PRRSV获得的reads数最多,均超过一亿条。注释到的真核DNA病毒和RNA病毒与已知参考病毒的氨基酸同源性分别为97.03%±4.57%和92.86%±11.51%。病毒组注释率统计发现,不同CSF样品中的病毒种类不同,超过10种病毒的样品有14份(14/82),最高的有26种。CSF临床发病样品病毒组与临床症状类似CSF的CSFV阴性样品的病毒组总体差异不显著。PCV2、TTsu V 1b、TTsu V k2a、PRRSV、PPV2、TTsu V 1a、PSV和EV G这8种病毒在CSF临床发病样品病毒组注释率较高(大于20%),PCV2(67.1%)是CSFV病毒组中的优势病毒种。通过de novo从头组装,共获得17种病毒的114条近全长基因组序列,为这些病毒的遗传进化分析提供了材料。本研究共获得51株CSFV全基因组序列和12株全ORF基因序列,基于CSFV全E2序列的基因分型,它们分别属于2.2亚型(13株)、2.3亚型(8株)、2.1a亚亚型(4株)、2.1b亚亚型(13株)、2.1c亚亚型(18株)、2.1g亚亚型(1株)、2.1h亚亚型(2株)和2.1i亚亚型(4株)。与HCLV毒株相比,本研究获得的毒株的E2蛋白在18个位点发生了氨基酸完全替换。病毒组结果显示,PCV2在CSFV病毒组感染率(67.1%)显著高于其他病毒。本研究共获得60株PCV2毒株的全基因组序列,毒株之间的核苷酸同源性为94.6~100%。基于Cap基因和全基因组的系统进化分析将它们分为5个基因型:PCV2a(43.3%)、PCV2b(13.3%)、PCV2d(30.0%)、PCV2f(11.7%)和PCV2h(1.7%)。并首次在广东发现一株PCV2h毒株PCV2-GD50-2011,其与2株越南的毒株亲缘关系较近。病毒组学分析在CSF临床发病样品中发现了一种新型双RNA病毒,将其命名为猪双RNA病毒(Porcine birnavirus,PBRV)。对实验室保存的1990~2019年采集自全国28个省/市/自治区的705份临床样品进行感染率调查,共在9个省/市检测到16株PBRV,时间跨度达21年,并且全部PBRV仅从CSFV阳性样品中检出。序列分析表明,PBRV与双RNA病毒科现有成员的遗传距离较远(A节段核苷酸相似性:45.8~61.6%,B节段核苷酸相似性:46.2~63.2%)。基于pre VP2和VP1基因的系统发育分析显示,PBRV独立于其他4个双RNA病毒属,形成了一个新的双RNA病毒属,建议命名为哺乳动物双RNA病毒属(Mambirnavirus)。本研究揭示了猪瘟病毒共感染病毒的结构特征,证实了临床病毒混合感染的复杂性和普遍性,并发现了多种新型病毒。研究结果为相关猪病毒性传染病的防控提供了重要的流行病学数据,有助于科学合理的防控策略的制定。
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