2020年至2023年间,中国广西地区猪流行性腹泻病毒的遗传进化与流行病学动态

时间:2026年5月25日
来源:Virology

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周军|卢正普|卢颖|黄家宝|苏雪莉|陈颖|魏祖章|黄伟健|欧阳康中国广西大学动物科学与技术学院动物传染病与分子免疫学实验室,南宁,530005摘要猪流行性腹泻病毒(PEDV)对全球养猪业仍构成重大威胁,由于仔猪的高死亡率和发病率导致严重的经济损失。尽管在了解其遗传特征方面取得了显

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周军|卢正普|卢颖|黄家宝|苏雪莉|陈颖|魏祖章|黄伟健|欧阳康
中国广西大学动物科学与技术学院动物传染病与分子免疫学实验室,南宁,530005

摘要

猪流行性腹泻病毒(PEDV)对全球养猪业仍构成重大威胁,由于仔猪的高死亡率和发病率导致严重的经济损失。尽管在了解其遗传特征方面取得了显著进展,但关于PEDV的遗传进化及流行病学的综合研究仍然有限。在本研究中,我们分析了2020年至2023年间从广西收集的PEDV N基因序列,以及与其他肠道病毒(包括猪轮状病毒(PoRV)和传染性胃肠炎病毒(TGEV)的共感染情况。共收集了559份来自养猪场的临床样本,并对这些样本进行了PEDV N基因的RT-PCR检测和测序。通过系统发育分析、贝叶斯分析和空间分析来研究PEDV菌株的进化动态和传播模式。结果显示PEDV的阳性率为42.75%,主要表现为PEDV与PoRV的共感染。值得注意的是,在N基因中发现了27个碱基对的新缺失,这为病毒的时间和空间进化提供了新的见解。分析还揭示了中国多个地区的关键传播中心。总体而言,这些发现增强了我们对PEDV遗传多样性和流行病学的理解,为未来的疫苗开发和控制策略提供了宝贵信息。

引言

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。

章节摘录

样本采集

本研究在2020年至2023年间从广西14个城市的出现腹泻症状(如水样腹泻、呕吐和脱水)的猪身上收集了559份样本,包括粪便、肛门拭子和肠道组织。图1展示了采样地点的地理分布,并概述了实验程序。所有样本均保存在-80°C条件下以待进一步分析。

PEDV、PoRV、TGEV和PDCoV的PCR检测

样本处理、RNA提取和cDNA合成

2020年至2023年猪肠道病毒的检测率

2020年至2023年间,通过对肠道和粪便样本进行RT-PCR检测,监测了四种主要猪肠道病毒的流行情况(图2A)。猪流行性腹泻病毒(PEDV)成为仔猪腹泻的主要致病因子,平均检测率为42.75%,远高于其他三种病原体。猪轮状病毒(PoRV)是第二常见的病毒;其阳性率从2020年到2022年逐渐下降

讨论

猪流行性腹泻病毒(PEDV)是导致仔猪死亡的主要原因,严重削弱了生产效率,并给全球养猪业带来了巨大的经济损失(Lin等人,2022)。在一项大规模调查中,张分析了149,869份猪粪便和肠道组织样本,发现PEDV是腹泻猪的主要病原体,阳性率超过40%(Zhang等人,2023)。与这一结果一致,我们的研究也发现了

伦理批准和参与同意

不适用。

出版同意

所有参与者同意数据被发表。

资金支持

本研究得到了广西重点技术研发计划(资助编号:GUIKE AB25069246, ZG2600640051, AB23026082)、广西自然科学基金(资助编号:2021GXNSFAA196067)以及广西****的支持。

CRediT作者贡献声明

周军:概念构思、数据整理、初稿撰写。卢正普:验证、数据可视化、初稿撰写。卢颖:正式分析、软件使用。黄家宝:概念构思、数据整理、正式分析。苏雪莉:调查、数据可视化。陈颖:调查、项目管理。魏祖章:调查、方法学设计。黄伟健:调查、项目管理。欧阳康:资金获取、资源协调、监督、审稿

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