2012?2025年中国猪肠道病毒的流行病学演变与分子特征:G2c型猪流行性腹泻病毒的抗原漂移与重组信号解析

《Animal Diseases》:Epidemiological evolution and molecular characterization of porcine enteric viruses in China from 2022–2025

【字体: 时间:2026年03月14日 来源:Animal Diseases 2

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  针对当前猪肠道病毒性腹泻频发、疫苗保护效果不足的行业痛点,研究人员对2012?2025年中国多省份猪场样本开展系统性监测与分子特征研究。结果显示PEDV已成为主导病原,其阳性率逐年上升且出现向G2c基因型转变的趋势,并检测到携带关键S蛋白表位氨基酸替换的重组毒株。该研究阐明了我国猪肠道病毒的流行演化格局,为疫苗研发与防控策略优化提供了关键参考。

  
猪的肠道健康是养猪业稳产保供的基石,然而各类病毒性腹泻犹如“隐形杀手”,持续威胁着仔猪的生命安全,给行业造成巨大经济损失。在众多病原中,猪流行性腹泻病毒(Porcine Epidemic Diarrhea Virus, PEDV)、猪A组轮状病毒(Porcine group A Rotavirus, PoRVA)、猪传染性胃肠炎病毒(Transmissible Gastroenteritis Virus, TGEV)和猪德尔塔冠状病毒(Porcine Deltacoronavirus, PDCoV)是公认的四大“元凶”。尽管已有相应疫苗投入使用,但田间疫情仍不断发生,这背后很可能与病毒不断变异、新毒株出现导致疫苗保护效果打折扣有关。为了摸清当前我国猪肠道病毒的真实“家底”,理清它们的流行演变规律,从而为精准防控提供科学依据,一项横跨多省份、历时数年的系统性研究得以展开。相关成果发表在《Animal Diseases》期刊上。
为了回答上述问题,研究团队在2012年至2025年间,从湖北、江西、山西、贵州和西藏五个省份的大型猪场,收集了总计736份表现出典型腹泻症状的猪只肠道或粪便样本。通过对这些样本进行分子流行病学监测和病毒分离,成功获得了包括PEDV、PoRVA和TGEV在内的6株代表性病毒株。研究综合运用了逆转录-聚合酶链式反应(RT-PCR)靶向扩增、基因测序与系统发育分析、病毒分离培养与间接免疫荧光(IFA)鉴定、透射电子显微镜(TEM)观察、病毒一步生长曲线测定以及全基因组测序和重组信号检测等多种技术方法,全面解析了这些病毒的流行特征、遗传进化、生物学特性及基因组信息。
研究结果
2012?2025年中国猪肠道病毒的流行病学特征
对736份样本的分析显示,共有386份为病毒阳性,阳性样本主要来自湖北、江西和山西三省。PEDV是绝对的优势病原,其检出率逐年攀升,到2025年高达70.75%。PoRVA的流行则相对稳定,而TGEV和PDCoV的检出率较低且存在地区差异。此外,混合感染的情况也占一定比例(8.55%),其中以PEDV与PoRVA共感染最为常见。
基于S1和全长S基因的PEDV毒株系统发育特征
对20份PEDV阳性样本的S1基因进行系统发育分析发现,流行的基因型正在从G2a向G2c转变,G2c已成为主要谱系(占40%),同时检出了S-INDEL类毒株。对代表性毒株HuB2023和HuB2025的全长S基因分析进一步确认,它们分别属于G2a和G2c基因型。
PEDV分离株HuB2023和HuB2025的生物学和遗传学特征
病毒分离株HuB2023 (G2a) 和 HuB2025 (G2c) 均能在Vero细胞上引起典型的合胞体病变,其中HuB2025导致的病变更明显,复制能力也更强。与经典毒株CV777相比,两个分离株在S蛋白的中和抗体表位区存在多处氨基酸替换,提示存在抗原性变异的潜在可能。
PEDV G2c分离株HuB2025的全基因组测序与重组分析
对HuB2025进行全基因组测序,获得了一个全长27,969 bp的完整基因组。重组分析强烈提示HuB2025是一个重组毒株,其可能的主要和次要亲本分别是HK2021和SD/2020毒株。
基于VP4和VP7基因的PoRVA系统发育特征
对PoRVA阳性样本的VP4和VP7基因进行分析表明,所有被测毒株(包括分离株HuB2023、JX2024和SX2024)均属于G9P[23]基因型,说明该基因型是研究期间该地区的优势流行型。
PoRVA分离株HuB2023、JX2024和SX2024的生物学和遗传学特征
成功分离的三株G9P[23]型PoRVA均能在MA-104细胞上引起病变,其中SX2024的复制能力最强。对VP4和VP7蛋白的序列比对发现,VP4蛋白在多个区域存在高变异性,而VP7蛋白则相对保守。
PoRVA G9P[23]分离株SX2024的全基因组测序与分析
对SX2024进行全基因组测序,获得了全长18,441 bp的基因组,其基因型构型被确定为G9-P[23]-I5-R1-C1-M1-A8-N1-T1-E1-H1。各基因片段与已知毒株均显示出高度的核苷酸相似性(>94%)。
基于S基因的TGEV系统发育特征
对TGEV毒株全长S基因的分析显示,所有被测样本(包括分离株JX2024)都聚集在传统的Purdue亚群内,表明我国流行的TGEV毒株仍以经典谱系为主,变异有限。
TGEV分离株JX2024的生物学和遗传学特征
分离到的TGEV毒株JX2024能在IPI-HB1细胞上引起典型病变并有效复制。其S蛋白序列整体保守,但在多个位点存在特征性突变。
研究结论与讨论
本研究系统描绘了2012年至2025年间我国猪肠道病毒的流行演变图景。核心结论是:PEDV是当前最为突出的病原,其流行优势持续扩大,且基因型正从G2a向G2c演变;研究首次分离并鉴定了一株G2c型PEDV重组毒株HuB2025,其在S蛋白关键中和表位发生氨基酸替换,这可能是导致现有疫苗免疫保护效果不理想的重要原因之一。PoRVA则以G9P[23]基因型稳定流行,且毒株间存在显著的复制能力差异,揭示了同一基因型内的表型多样性。TGEV则保持了经典Purdue谱系的稳定传播,未发生显著的基因型转换。
该研究的深刻意义在于,它从分子流行病学和病毒生物学层面,揭示了我国猪肠道病毒复杂的种群动态和进化压力。PEDV G2c重组毒株的出现及其抗原性潜在变化,为解释田间免疫失败提供了直接线索,对疫苗毒株的筛选和疫苗抗原的更新具有紧迫的指导价值。同时,对PoRVA和TGEV流行本底的明确,有助于制定更有针对性的混合感染防控方案。尽管研究存在采样时空分布不均、毒株数量有限等局限性,但其所得出的结论清晰地指出,面对快速演变的猪肠道病毒,持续的分子流行病学监测、广泛的毒株分离以及深入的抗原性分析,是维护养猪业生物安全、支撑疫苗研发迭代不可或缺的科学基础。这项工作为未来开发更有效的疫苗和优化综合防控策略提供了关键的数据支持和宝贵的参考毒株资源。
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