中国猪轮状病毒的分子特征及其与人轮状病毒的系统发育关系（1）
摘要：猪轮状病毒A (PoRVA)是一种能引起哺乳仔猪严重腹泻的肠道病原体。研究PoRVA的流行情况和分子特征，对预防该病具有重要意义。2022年，从中国230个农场共采集了25,768份样本，进行了猪RVA检测。结果表明，86.52%的猪场RVA阳性，总阳性率为51.15%。通过对VP7、VP4和VP6基因的遗传进化分析，发现G9是以VP7分类的优势基因型，占56.55%。VP4基因型分别为P[13](42.22%)、P[23](25.56%)和P[7](22.22%)。VP6仅有I5(88.81%)和I1(11.19%)两种基因型。RVA的主要基因型组合确定为G9P[23]I5。此外，部分RVA毒株VP7、VP4和VP6基因与人RV毒株具有显著的同源性，提示猪可能感染人RV。基于全基因组测序分析，一株特殊的PoRVA毒株CHN/SD/LYXH2/2022/G4P[6]I1与人RV株具有高度同源性，揭示了人与猪RV株在体内存在基因重组。我们的数据表明了猪RVA在中国的高流行率、主要基因型和跨种传播。因此，持续监测猪RVA的流行情况是必要的，为该病防控提供有价值的见解，并为猪RVA候选疫苗的开发提供支持。
介绍
轮状病毒(RVs)属于呼肠孤病毒科，是全球儿童和幼龄动物腹泻的重要原因。60多年前，在猴子的直肠拭子和小鼠的肠道活检中发现了RVs。不久之后，在1973年，在9名儿童的十二指肠活检中发现了人类RV。轮状病毒A (RVA)感染人类和动物，是引起哺乳仔猪腹泻的最常见亚型。在商品猪群中由RV引起的腹泻病例中，它占90%以上。世界卫生组织估计，RV每年造成约45万人死亡，其中90%以上的死亡发生在亚洲和非洲的发展中国家。猪RV感染是一种常见的肠道感染性疾病，以水样腹泻、呕吐、厌食、脱水为主要临床特征。目前的研究表明，猪RV可能是人类、狗和其他物种RV感染的病原体。RV基因型模式是通过种间传播和重组进化而来的。
完整的病毒颗粒包含11段双链RNA基因组，编码6种结构蛋白(VP1至VP4、VP6和VP7)和5~6种非结构病毒蛋白(NSP1至NSP5/6)。结构蛋白VP7和VP4共同构成RV的外衣壳，决定RV的G和P基因型，是诱导产生中和抗体的重要抗原。猪RVA (PoRVA)包含多种基因型，包括G、P和I基因型。猪RVA共有12个G基因型(G1 ~ G6、G8 ~ G12和G26)， 15个P基因型(P[1] ~ P[8]、P[11]、P[13]、P[19]、P[23]和P[26] ~ P[28])和4个I基因型(I1、I2、I5和I14)。G基因型(即G3 ~ G5、G9、G11)常与P基因型(即P[5] ~ P[7]、P[13]、P[28])自由结合。G5P[7]、G4P[6]和G4P[7]是世界范围内最常见的基因型组合。很少有研究关注猪VP6的基因型，导致对G/P/I基因型组合的报道有限。
RV毒株的多样性给疫苗研发带来了重大挑战。以流行的G/P组合为基础研制的三价减毒活疫苗可安全有效地保护仔猪免受同源毒株引起的腹泻。然而，双价疫苗(含G5P[7]和G9P[7]毒株)对G8P[1]、G9P[23]和G8P[7] RVA毒株引起的感染没有效果。因为对不同毒株的交叉保护有限，因此了解遗传多样性对疫苗的开发、优化和改进至关重要。在本研究中，我们报告了2022年中国23个省份的粪便样本中RVA的流行情况，并分析了不同地区基因型的比例，以了解RVA在中国这个最大的养猪国的流行特征。
结果
2022年中国PoRVA的流行率
2022年，在中国23个省份的230个猪场共收集了25,768份腹泻样本，并通过qRT-PCR检测了PoRVA。结果表明，各省份间的感染率差异显著，阳性率在29.94% ~ 87.10%之间。阳性样本平均检出率为51.15%。在52.17%(12/23)的省份中，半数以上的样本检测呈阳性。此外，在所有接受检测的省份中，阳性猪场的患病率从70%到100%不等。此外，在82.61%(19/23)的省份中，80%以上的猪场PoRVA检测呈阳性。2022年中国猪场水平PoRVA平均患病率为86.09%(表1)。
表1 2022年中国的PoRVA阳性样本和猪场
省份 | 检测样本数 | 阳性样本数 | 样本阳性率 | 检测猪场数 | 阳性猪场数 | 猪场阳性率 | |
北部 | 河北 | 627 | 250 | 39.87 | 6 | 5 | 83.33 |
黑龙江 | 155 | 135 | 87.10 | 2 | 2 | 100.00 | |
辽宁 | 1490 | 891 | 59.80 | 21 | 19 | 90.48 | |
内蒙古 | 915 | 558 | 60.98 | 11 | 10 | 90.91 | |
天津 | 182 | 97 | 53.30 | 10 | 7 | 70.00 | |
合计 | 3369 | 1931 | 57.32 | 50 | 43 | 86.00 | |
中部 | 甘肃 | 1585 | 819 | 51.67 | 14 | 13 | 92.86 |
河南 | 1440 | 843 | 58.54 | 11 | 10 | 90.91 | |
山西 | 1411 | 1217 | 86.25 | 4 | 4 | 100.00 | |
陕西 | 1894 | 567 | 29.94 | 9 | 8 | 88.89 | |
湖北 | 1682 | 1351 | 80.32 | 11 | 10 | 90.91 | |
合计 | 8012 | 4797 | 59.87 | 49 | 45 | 91.84 | |
东部 | 安徽 | 894 | 475 | 53.13 | 5 | 4 | 80.00 |
山东 | 1302 | 452 | 34.72 | 17 | 13 | 76.47 | |
江苏 | 1212 | 538 | 44.39 | 10 | 9 | 90.00 | |
浙江 | 1310 | 563 | 42.98 | 12 | 11 | 91.67 | |
合计 | 4718 | 2028 | 42.98 | 44 | 37 | 84.09 | |
南部 | 福建 | 329 | 208 | 63.22 | 4 | 3 | 75.00 |
广东 | 1333 | 735 | 55.14 | 7 | 6 | 85.71 | |
广西 | 1645 | 816 | 49.60 | 16 | 13 | 81.25 | |
海南 | 264 | 97 | 36.74 | 5 | 4 | 80.00 | |
湖南 | 1548 | 466 | 30.10 | 11 | 10 | 90.91 | |
江西 | 1597 | 728 | 45.59 | 12 | 11 | 91.67 | |
合计 | 6716 | 3050 | 45.41 | 55 | 47 | 85.45 | |
西南 | 四川 | 1746 | 677 | 38.77 | 21 | 18 | 85.71 |
贵州 | 1100 | 649 | 59.00 | 7 | 6 | 85.71 | |
云南 | 107 | 48 | 44.86 | 4 | 3 | 75.00 | |
合计 | 2953 | 1374 | 46.53 | 32 | 27 | 84.38 | |
总计 | 25768 | 13180 | 51.15 | 230 | 199 | 86.52 |
为了分析PoRVA的流行模式，根据猪场的地理位置将其分为北部、中部、东部、南部和西南五组(图1)。与其他地区相比，PoRVA的阳性率在中部地区(59.87%)和猪场(91.84%)均较高。从样本和猪场水平的阳性率来看，中国东部地区的PoRVA患病率相对低于其他四个地区(表1)。
图1 在本研究中每个区域收集的样本数量和猪场数量
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翻译：王圣伟；编辑：王瑞爱
