论文部分内容阅读
在养猪生产中,各种病原的混合感染,尤其是病毒的混合感染现象十分普遍。过去,由于技术手段的局限,我们难以了解病原共感染的病原谱全貌以及它们之间的互作机制,因此,病原混合感染的精准诊断以及猪场疫情的监测与风险的精确评估与预警成为了制约猪场高效安全生产的技术瓶颈。随着高通量测序技术以及生物信息分析技术的发展,为上述问题的解决提供了技术基础。通过应用病毒宏基因组技术对样品中所有已知和未知病原进行测序筛查与分析,有望实现对疫病的精准诊断,并对疫情风险进行精确评估与预警。为了解广东省临床发病猪样品的宏病毒组结构特征,本研究采用高通量测序技术对2011-2019年从广东省13个地区采集的402份猪临床样品进行了宏病毒组研究,利用PCR或RT-PCR对宏病毒组分析结果进行验证,并进一步调查病毒阳性率。宏病毒组数据分析发现,在其中394份临床发病猪样品携带有7个病毒科、7个病毒属的18种病毒,包括猪细小病毒(Porcine parvoviruses,PPV)1-7型、猪圆环病毒2型(Porcine circovirus type 2,PCV2)和猪繁殖与呼吸综合征病毒(Porcine reproductive and respiratory syndrome virus,PRRSV)等。病毒阳性率调查结果发现,PPV6阳性率最高(66.77%,267/394),其次为PPV2(50.51%,199/394)、PCV2(50.25%,198/394)、PPV3(25.63%,101/394)和PRRSV(24.37%,96/394),且64.47%临床发病样品携带有3种及以上的病毒。来源于屠宰场的8份样品总共注释到4个病毒科、4个病毒属的10种病毒,包括塞内卡病毒A型(Senecavirus A,SVA)、PPV7、PCV2、猪圆环病毒3型(Porcine circovirus type3,PCV3)、PPV6、PPV1、PPV3和PPV2等,这些病毒的阳性率分别为100%(8/8)、87.5%(7/8)75%(6/8)、37.5%(3/8)、37.5%(3/8)、25%(2/8)、25%(2/8)和12.5%(1/8),其中2份淋巴结样品携带有6种病毒。此外,本研究利用PK-15细胞分离获得了8株SVA流行毒株和1株PPV1毒株。PK-15细胞感染SVA毒株24 h后出现明显的细胞病变效应(Cytopathic effects,CPEs),包括细胞脱落、变圆和皱缩。SVA-GDSZ-2018复制动力学分析发现,该毒株在感染PK-15细胞24 h后病毒滴度达到峰值(1010.30 TCID50/m L)。在宏病毒组分析的基础上,对阳性率较高和具有致病性的病毒进行了遗传进化分析。本研究共获得8株SVA毒株的全基因组序列,基于ORF全长基因序列分析显示,全球SVA毒株可分为2个进化群(GroupsⅠ-Ⅱ),每个进化群又可进一步分为2个亚群(Ⅰa-b和Ⅱa-b),本[1]研究鉴定的分离株和所有中国毒株均属于亚群Ⅱa-b。基于全基因组的进化分析显示,SVA毒株的平均进化速率为2.696×10-3/年/位点,且亚群Ⅱb进化的速度比Ⅱa更快。有效群体大小分析结果表明,全球SVA毒株爆发点出现在2013年年末,而当前优势基因型亚群Ⅱb的群体大小爆发点发生在2014年年中。基于PPV ORF2全长基因序列的系统进化分析,将PPV6毒株分为2个进化群(PPV6A-B),本研究鉴定的6株毒株分别属于PPV6A(2)和PPV6B(4);将PPV2毒株分为7个进化群(PPV2A-G),本研究鉴定的13株PPV2毒株分别属于PPV2A(4)、PPV2B(6)和PPV2C(3),此外发现了1株PPV2重组病毒(PPV2-GD123-2011),其主要和次要亲本毒株分别为毒株PPV2-GD194-2011(PPV2C)和PPV2-GD271-2011(PPV2A);PPV3分为2个进化群(PPV3A-B),本研究获得的2株毒株均属于PPV3A;PPV1分为2个进化群(PPV1A-B),本研究鉴定的1株毒株属于PPV1A。基于PCV2 ORF2全长基因序列系统进化分析表明,本研究测定的148个PCV2毒株的核苷酸与氨基酸同源性分别为86.7-100%和74.2-100%,这些毒株属于PCV2a(5)、2b(37)和2d(106),其中PCV2d占据优势地位。基于PRRSV GP5全长基因序列的基因分型发现,本研究鉴定的26株PRRSV毒株中有25株属于谱系8的IV亚群(Lineage 8,subgroupⅣ),另有1个毒株与HP-PRRSV疫苗株处于同一进化支。上述研究结果表明,宏病毒组技术可望应用于临床病例的病原共感染分析,获得的数据将为猪病毒性疫病的防控提供科学指导。本技术也可用于猪群的常态化病原共感染监测分析,从而实现对疫情风险进行精确评估与预警。同时,本研究揭示了PCV2、PRRSV和SVA等多种病毒的遗传进化特征,为临床上防控这些病毒性疫病提供了重要的流行病学数据。