猪流行性腹泻病毒(PEDV)是一种重要的肠道病原体,在全球养猪业中造成了严重的经济损失。该病毒对哺乳期仔猪尤其致命,表现为100%的发病率和80–100%的死亡率(Pensaert和de Bouck 1978),临床症状包括水样腹泻、呕吐和脱水(Debouck和Pensaert,1980;Sueyoshi等人,1995)。自1978年首次发现以来,PEDV的地理分布范围已从欧洲扩展到亚洲,最近又扩展到了美国(Mole,2013;Rivera-Benítez等人,2024)。特别值得关注的是2010年末在中国南部的疫情(Li等人,2012;Sun等人,2016;He等人,2022)。这次疫情的爆发是由一种新的2型基因株引起的,这种基因株至今仍是导致中国PEDV相关损失的主要原因(Salamat等人,2021)。
猪流行性腹泻病毒(PEDV)是一种有包膜的正链单链RNA病毒,属于冠状病毒科Alphacoronavirus属(Song和Park,2012)。病毒基因组长约28千碱基对,编码四种主要结构蛋白:刺突蛋白(S)、包膜蛋白(E)、膜蛋白(M)和核衣壳蛋白(N)(Puente等人,2021;Yu等人,2023)。其中,N蛋白在所有冠状病毒中高度保守(Tan等人,2006;Lu等人,2024),是感染细胞中最丰富的结构蛋白之一。N蛋白由N基因编码,构成包裹病毒基因组的螺旋形核衣壳。除了结构功能外,N蛋白还参与基因组的转录和翻译过程,从而调控病毒复制(Zhai等人,2023)。此外,由于其高丰度和保守性,N蛋白成为早期检测的理想靶标;同时,它能够诱导细胞介导的免疫反应并调节IFN-β的产生,这突显了其在宿主-病原体相互作用中的作用(Wang等人,2024;Liu等人,2021)。
最近的系统发育分析根据N基因将PEDV分为四个亚基因组:N1、N2、N3b和N3a。这些亚基因组分别对应于基于刺突蛋白(S)的基因型G1a、G1b、G2b和G2a/G2c(Kim等人,2020)。这种基于N基因的分类系统已被证明是阐明PEDV菌株遗传进化更为可靠的框架。鉴于该病毒在包括中国在内的许多地区的流行情况,获取流行菌株的基因组数据对于分子监测和评估现场疫苗接种计划的有效性至关重要(Luo等人,2025)。因此,深入理解N基因内的遗传差异对于选择最佳疫苗候选株和优化疫情预防策略至关重要。
尽管已有大量研究针对S基因对PEDV进行遗传特征分析,但N基因仍研究不足,需要进一步探讨其进化作用。因此,本研究旨在阐明PEDV与猪轮状病毒(PoRV)和传染性胃肠炎病毒(TGEV)的共感染动态,分析中国流行菌株中N基因的遗传进化,并提出改进的预防和控制策略。为此,我们收集了559份临床样本,其中92份PEDV阳性样本进行了N基因测序。然后我们对2020年至2023年间分离的菌株进行了全面的系统发育分析、重组分析、时间动态分析和谱系地理分析。这些发现为PEDV的进化历史和传播动态提供了关键见解,从而推进了目前对病毒传播的理解,并为未来干预措施的开发提供了依据。