四川一株PRRSV重组菌株的分离鉴定、重组分析及致病性实验(1)

民生   2024-07-22 19:30   山东  

摘要

2013年以来,猪繁殖与呼吸综合征病毒2型(PRRSV-2) 1.8谱系(类NADC30 PRRSV)在中国出现并广泛流行。类NADC30 PRRSV对疾病控制提出了重大挑战,主要是因为它具有频繁突变和重组的倾向。我们在中国四川省成都成功分离并鉴定了一株类NADC30毒株,命名为SCCD22。我们仔细检查了基因重组特性,并评估了其在28日龄仔猪中的致病性。SCCD22与NADC30具有93.02%的同源性,其非结构蛋白2(NSP2)编码区与NADC30具有相同的131个氨基酸缺失模式。此外,我们在SCCD22中发现了两个重组:一个在NSP2区域(1,028 - 3,290 nt),与类JXA1毒株GZ106高度相似;另一个位于NSP10 ~ 12区(9985 ~ 12279 nt),与类NADC30毒株CY2-1604非常相似。感染SCCD22的仔猪表现出体温升高、发烧时间延长、食欲下降和皮毛粗糙等临床症状。剖检发现与PRRSV相关的典型肺部病理变化,表明肺部是主要受感染的器官。此外,在感染仔猪的血清和鼻分泌物中观察到病毒排毒时间延长并伴有病毒血症。综上所述,本研究报道了一株四川本土PRRSV重组菌株,为该地区PRRSV的预防和控制提供了重要的见解。

介绍

猪繁殖与呼吸综合征(PRRS)是由猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)引起的一种高度传染性疾病。它不同于其他病原体如非洲猪瘟病毒、猪瘟病毒、猪细小病毒和猪圆环病毒2型引起的临床表现,它导致猪严重的生殖障碍、生长迟缓、呼吸道症状和高死亡率。
PRRSV是一种单股正链RNA病毒,属于动脉炎病毒科。PRRSV基因组大小在15 ~ 15.5Kb之间,编码大约10个开放阅读框(ORFs),包括ORF1a、ORF1b、ORF2a、ORF2b、ORF3、ORF4、ORF5a、ORF5、ORF6和ORF7。ORF1a和ORF1b共占基因组的约75%,编码至少16种非结构蛋白(NSPs),如NSP1a、NSP1β、NSP2、NSP2TF、NSP2N、NSP3-NSP6、NSP7α、NSP7β和NSP8-NSP12。ORF2a、ORF2b、ORF3、ORF4、ORF5、ORF6、ORF7编码7种结构蛋白:糖蛋白GP2a、小包膜蛋白E、糖蛋白GP3、GP4、GP5、膜蛋白(M蛋白)、核衣壳蛋白(N蛋白)。
根据基因组序列和抗原特征的差异,PRRSV的流行可分为PRRSV-1型(欧洲型,以lelystadvirus株为代表)和PRRSV-2型(北美型,以VR-2332株为代表)。Shi在对ORF5全基因序列进行综合分析的基础上,构建了PRRSV的全球分类体系。根据这一分类体系,PRRSV-1可分为3个亚型(亚谱系1-3)。尽管近年来关于PRRSV-1在中国流行的报道很多,但其临床检出率仍然相对较低。早在1997年,中国海关就截获了感染PRRSV-1 (B13, GenBank: AY633973)的猪,表明PRRSV-1的传入可能发生在20多年前。
PRRSV-2分为9个谱系,每个谱系都有几个子谱系。每个谱系的毒力和抗原性因遗传多样性而异。在中国已经报道了5个PRRSV-2谱系,分别是谱系1(1.5和1.8亚型)、3、5(5.1亚型)、8(8.7亚型)和9。PRRSV谱系1包括NADC30、JL580、NADC34、RFLP1-4-4等代表性毒株;谱系3主要流行于中国南方,致病性相对较低,包括代表性菌株QYYZ和GM;谱系5主要包含以VR-2332为代表的经典PRRSV毒株;谱系8包含以TJ、JXA1、TA-12为代表的高致病性毒株和以CH-1a为代表的经典毒株;谱系9于2011年在新疆被发现。
自2013年以来,中国报道了PRRSV-2亚型1.8 (类NADC30)。与美国NADC30分离株MN184A和NADC30相似,中国类NADC30毒株表现出相同的NSP2缺失模式,包括131个氨基酸的不连续缺失。最近,来自中国类NADC30暴发的多种新型重组PRRSV毒株被报道表现出不同的致病性。与中国其他PRRSV谱系相比,类NADC30毒株具有更高的重组潜力和致病多样性。近期大量研究表明,类NADC30毒株的毒力与亲本毒株衍生的重组区和片段有关。目前,所有类NADC30毒株在仔猪感染后均出现典型的临床症状和病理改变,其致病性介于亲本毒株之间。

结果

PRRSV SCCD22全基因组测序及注释

对SCCD22毒株全基因组进行测序,全长15016个碱基对(GenBank登录号:OR670493.1),GC占比为52.64%(图3)。ORF1a和ORF1b区域占整个PRRSV基因组的75%,并被翻译成两个多蛋白pp1a和pp1ab。ORF2、ORF2b、ORF3、ORF4、ORF5a、ORF5、ORF6和ORF7区域分别编码包膜蛋白(E、GP2、GP3、GP4、GP5a、GP5和M蛋白)和核衣壳蛋白(N蛋白)。
PRRSV SCCD22的遗传进化分析

为了评估SCCD22与不同谱系参考毒株的遗传进化关系,我们比较了SCCD22与不同谱系代表毒株的核苷酸同源性(表2)。结果表明,SCCD22与CH-1a、JXA1、NADC30、NADC34、VR2332和QYYZ株的核苷酸同源性为79.84 ~ 93.02%,与LV株的核苷酸同源性仅为58.60%,表明SCCD22属于PRRSV-2。进一步比较分析发现,PRRSV SCCD22与NADC30关系密切,ORF1a、ORF1b、ORF3、ORF4、ORF5、ORF6、ORF7以及3′UTR(非编码区)的核苷酸和氨基酸同源性分别在81.70 ~ 97.30%和84.38 ~ 98.85%之间。



3 PRRSV SCCD22全基因组测序及注释

2 PRRSV SCCD22与其他参考毒株的序列比较结果(以百分比计)


基于ORF5基因序列构建系统发育树(4),结果显示,SCCD22与中国宜宾CH/SCYB-1/2018分离株的系统发育关系最为密切。


4基于PRRSV ORF5基因的系统发育树

SCCD22与代表毒株的NSP2氨基酸序列比较表明,与VR-2332毒株相比,SCCD22在NSP2上出现了3个不连续缺失(111aa、1aa和19aa),与其他类NADC30毒株一致。
选取不同PRRSV谱系具有代表性的毒株,分析ORF5氨基酸序列的变异。如图5所示,结果表明,与NADC30毒株相比,SCCD22在高变区(HVR) 2中变异最大,在56-58aa(NEH到QER)发生突变。此外,在高变区1 (HVR1)的33号位置观察到丝氨酸缺失。


5 PRRSV不同谱系代表株ORF5氨基酸序列比较

未完待续......

文章来源:

翻译:王圣伟;编辑:王瑞爱

兽医十台
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