介绍
猪繁殖和呼吸综合征（PRRS）是世界范围内主要的猪传染病之一。其病原是猪繁殖和呼吸综合征病毒（PRRSV），属于动脉炎病毒科。PRRSV可分为以Lelystad为原形毒株的欧洲基因1型和以VR-2332为原形毒株的北美基因2型。PRRSV以突变和重组为特征，导致出现具有不同毒力的新田间毒株。已有几项研究报道了由于病毒基因组突变或重组而引起的致病性和毒力的变化。2014年以来，多个研究小组报道了华南地区具有非常独特的遗传背景的PRRSV田间分离株。这些病毒与以NADC30为代表的一组病毒具有最高的核苷酸相似性，NADC30是2008年在美国报道的2型PRRSV。在过去的两年里，像NADC30这样的PRRSV已经传播到几个省份，并成为当地接种疫苗的猪的主要感染毒株。与2006年以来出现并成为我国主要流行毒株的高致病性PRRSV（HP-PRRSV）相比，类NADC30 PRRSV的毒力相对较轻，导致猪出现临床呼吸道症状，病死率为30-50%。在接种疫苗的猪群中暴发的类NADC30 PRRSV表明目前的商业疫苗无效。在这篇综述中，我们描述了类NADC30 PRRSV的基因组特征和致病性，以及目前商业疫苗对类NADC30 PRRSV的疗效。
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中国的PRRSV流行状况
北美基因型（基因2型）PRRSV于1995年首次在中国报道。在那之后，PRRS已经成为全国猪群的流行病。这些PRRSV毒株被归类为经典的PRRSV（C-PRRSV），其临床上以母猪繁殖障碍、断奶猪生长性能下降和死亡率增加为特征。直到2006年HP-PRRSV暴发，当时由于经典PRRS造成的经济损失的重要性才得到很好的记录。欧洲基因型（基因1型）PRRSV于2011年在中国首次报道。欧洲基因型PRRSV BJEU061和NMEU091与Lelystad同源性分别为91.5%和87.0%。这两种PRRSV的基因组同源性仅为84.9%，表明它们可能来自不同的祖先。随后，在2015年报道了4株基因1型PRRSV分离株NVDC-NM1-2011、NVDC-NM2、NVDC-NM3和NVDC-FJ。他们与Lelystad同源性在87.4%-90.7%之间，彼此之间同源性为85.6%-95.5%。但上述欧洲基因型PRRSV的致病性从未见报道。近十年来欧洲PRRSV基因型的出现，使得PRRSV在中国的控制更加困难和具有挑战性。
2006年，中国江西省报告了第一例HP-PRRSV病例。所有年龄段的猪的感染都表现为高热（41-42°C）、高发病率（50%-100%）和死亡率（20%-100%），最初被称为“猪高热病（SHFD）”。在接下来的几个月里，该疾病传播到中国的大多数省份和其他一些亚洲国家，如蒙古、越南、泰国、印度和老挝。HP-PRRSV的暴发导致中国的猪存栏量急剧下降，猪肉价格高企。田教授团队首次鉴定出HP-PRRSV为SHFD的病原，并成功地用PRRSV分离株JXA1建立了SPF猪的感染模型。与经典的PRRSV相比，感染HP-PRRSV的猪表现出更严重的临床症状，包括呼吸窘迫、结膜炎、腹泻和神经症状，发病率和死亡率较高。在尸检时，观察到更明显的肺水肿和实变、淋巴组织出血和坏死以及严重的脑部病变。同时，HP-PRRSV具有更广泛的组织嗜性，除了肺和淋巴组织外，还可延伸到肝、肾、脑和心脏。仅在2006年，HP-PRRSV在中国的暴发，导致100多万头猪死亡，给中国养猪业造成了巨大的经济损失。此后，HP-PRRSV成为中国流行的主要PRRSV毒株。
自2013年以来，在中国中部地区，如河南省，已经报告了几次在接种了疫苗的猪身上的PRRSV暴发。受感染的妊娠母猪出现流产和死胎，断奶猪出现临床呼吸系统疾病。这些PRRSV分离株具有非常独特的遗传背景，与以NADC30为代表的群体的核苷酸相似性最高，NADC30是2008年在美国分离出的2型PRRSV。因此，这些病毒在中国被命名为类NADC30 PRRSV。与上述经典的PRRSV和HP-PRRSV相比，类NADC30 PRRSV具有非常独特的基因组特征和独特的致病性。详细信息将见下文。
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类NADC30 PRRSV的基因组特征
到目前为止，已经发布了6个类NADC30的PRRSV基因组，并可在Genbank中获得，如表(1)所示。
表1.本文综述了6个类似NADC30的PRRSV的信息
所有类NADC30 PRRSV在非结构蛋白2（nsp2）中均有131个氨基酸（aa）不连续缺失，包括322-432位111个aa缺失，483位1个aa缺失，504-522位19个aa缺失，可与其他PRRSV毒株区分开来。如图(1)所示，在基因组水平上，类NADC30 PRRSV与NADC30具有93.8%-95.6%核苷酸相似性，与VR-2332（经典的基因2型PRRSV）同源性为87.1%-89.8%，与JXA1（HP-PRRV的原型）同源性为82.3%-90.7%。在报道的6个类NADC30 PRRSV中，它们之间具有88.4%-97.8%核苷酸相似性。
图(1).类NADC30 PRRSV的非结构蛋白2（nsp2）的不连续缺失
采用基于距离的邻域连接方法，在MEGA6中使用1000个引导复制，并与其他已发表的PRRSV毒株进行进化树分析。如图(2)所示，这6个PRRSV分离株与NADC30在基因上的亲缘关系更为密切，并聚集成一个单独的分支（聚类3）。所有HP-PRRSV田间分离株和疫苗毒株分别形成了另一个以JXA1和HuN4F114为代表的分支（聚类1）。同时，所有基因2型经典PRRSV疫苗株和以Ingelvac MLV和Ch-1a为代表的田间分离株均聚集在一个单独的分支中（聚类2）。类NADC30 PRRSV与目前广泛使用的PRRSV疫苗株之间的相似性较低，这可能表明疫苗接种提供的保护不完全。
图(2).6个类NADC30 PRRSVs与其他54个（10株疫苗株和44个田间分离株）的全基因组系统进化树分析。
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类NADC30 PRRSV的重组发生率高
作为一种RNA病毒，PRRSV具有高突变率，这可能是病毒逃避宿主免疫监视的一种策略。与其他PRRSV毒株不同，类NADC30 PRRSV以重组发生率高来区分自己。如表(2)所示，在报道的6种类NADC30 PRRSV中，发现5种与其他PRRSV毒株重组，包括经典PRRSV和HP-PRRSV。根据重组的PRRSV毒株（经典PRRSV毒株和HP-PRRSV毒株），这些类NADC30 PRRSV毒株可分为三组。第一组以HNjz15(基因库序列号No.KT945017.1)与NADC30 PRRSV的相似性最高，与其他病毒没有重组。第二组以Chsx1401(KP861625.1)为代表,与经典的PRRSV包括VR-2332和CH-1a进行了重组，包括Chsx1401、HENA-XINX(KF611905.1)和HNyc15(KT945018.1)。第三组以JL580(KR706343.1)为代表,与HP-PRRSV如09HEN1进行了重组，HENAN-HEB(KJ143621.1)与HP-PRRSV JXA1毒株进行了重组。如表(2)所示，类NADC30 PRRSV与其他病毒株重组的热点分别位于nsp1a、nsp2-9、nsp11等非结构蛋白区域和ORF2-5等结构蛋白区域。
上述重组的一个有趣的现象是，亲本NADC30毒株与经典或HP-PRRSV之间都可能发生重组。例如，类NADC30的PRRSV菌株HNyc15与经典的PRRSV毒株VR-2332和CH-1a发生了重组。然而，到目前为止，还没有观察到经典和HP-PRRSV的重组事件。
与某些病毒株的不同重组模式导致类NADC30 PRRSV具有不同的细胞嗜性。在上述6个类NADC30 PRRSV中，只有JL580被报道可在Marc145细胞上增殖。其他5种病毒只能在猪肺泡巨噬细胞（PAM）中繁殖，而不能在Marc145细胞中繁殖。JL580的基因组分析显示，与HP-PRRSV 09HEN1的重组发生在nsp2、nsp3、nsp7、ORF2a和ORF4中。据报道，ORF2-4与细胞嗜性有关，HP-PRRSV 09HEN1可以在Marc145细胞中繁殖，这可以在一定程度上解释JL580与其他5株类NADC30 PRRSV株相比具有不同的细胞嗜性的原因。
表2.本文综述了6个类NADC30 PRRSV的重组位点
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类NADC30 PRRSV的致病性
NADC30最初是从2008年暴发呼吸道疾病的爱荷华州畜群中分离出来的。与同一研究中的其他两种PRRSV（MN184和SDSU73）相比，感染NADC30的猪出现了早期发热，并在感染后的第2天和第8天达到高峰。猪在第1-3、6和8-11天的体温超过40°C。与体温一致，被NADC30感染的猪也出现了更早的病毒血症，在感染后第1天就可以检测到。被NADC30感染的猪发生间质性肺炎，但与SDSU73和MN184相比相对较轻。到研究结束时，没有发现任何猪死亡。以上结果显示NADC30 PRRSV的毒力相对较轻。
与NADC30一致，HNjz15，一种类似NADC30的PRRSV，没有与其他PRRSV进行任何重组，与HP-PRRSV相比，显示出更低的致病性。Sun等比较了HNjz15和JXA1对接种相同病毒滴度的6周龄猪的致病性。与NADC30相似，感染HNjz15的猪在感染后第1天出现发烧，并连续持续9天。在临床上，感染HNjz15的猪会出现呼吸困难、呼吸急促和咳嗽等症状。在整个研究过程中，HNjz15感染的猪的血清病毒RNA拷贝数显著低于JXA1感染的猪。所有感染HNjz15的猪在研究结束时存活（接种后14天试验终止）。相比之下，JXA1感染组发现2头猪死亡。从组织病理学上观察到，HNjz15感染的猪出现间质性肺炎伴出血。间质性肺炎的特征是肺泡间隔增宽和单核细胞浸润。淋巴样组织如扁桃体和淋巴结也表现为淋巴细胞减少、急性出血和中性粒细胞浸润。但JXA1感染组的总组织病理学参数明显高于HNjz15感染组。PRRSV HNjz15感染诱导的病毒繁殖能力较低、嗜性有限、临床症状较轻，表明其不具有HP-PRRSV JXA1的致病性。
然而，类NADC30 PRRSV JL580对6周猪具有高致病性，在2周内死亡率为100%。在赵的研究中，用细胞培养的JL580(在Marc145细胞中的第2代)和肺匀浆上清病毒接种猪。感染猪自接种后3天起出现高热，有咳嗽、厌食、耳朵蓝、身体变色等明显临床表现。受感染的猪在接种7天后开始死亡，所有的猪在研究结束时都已死亡（接种后14天试验终止）。JL580的高致病性可能是由于与HP-PRRSV 09HEN1的不连续重组，而一些交换的基因片段可能恰好是决定毒力的基因。
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商业疫苗对类NADC30 PRRSV的有效性
类NADC30 PRRSV的暴发表明目前的商用PRRSV疫苗无效。到目前为止，利用JAXA1-P80、HuN4-F112、GDr180、TJM-F92、VR-2332等相应病毒株研制的5种商业PRRSV疫苗在中国得到广泛使用。这些PRRSV疫苗对HNjz15感染的有效性在6周龄猪身上进行了测试（未发表的数据）。每组接种疫苗的猪在接种后28天被攻毒。与未接种疫苗的猪相比，接种疫苗的猪的临床发病周期缩短，出现临床症状的猪数量减少，体重增加有所改善。HNjz15攻毒后，所有接种组猪的病毒血症水平与未接种组相似，表明接种疫苗不能有效清除猪体内传播的病毒。此外，通过免疫组化染色检测到的接种疫苗的猪的扁桃体、肺和淋巴结中的病毒载量与未接种疫苗的猪相似。因此，以上结果提示，目前商业化的PRRSV疫苗不能对类NADC30 PRRSV感染提供完全的保护。
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结论
自2013年类NADC30 PRRSV首次暴发以来，由于其与其他病毒株重组的发生率较高，研究者高度关注。尽管亲本NADC30（包括未发生重组的类NADC30毒株HNjz15）对猪的致病性有限，但其与其他病毒株重组导致JL150等高致病性PRRSV出现的风险，将严重危及当地养猪业。JL150的高致病性可能是由于其亲本NADC30株系与HP-PRRSV 019HNE株系之间存在不连续的基因片段重组。然而，需要通过检测其他与经典PRRSV毒株具有类似重组模式的类NADC30 PRRSV分离株，才能得出上述结论。通过对PRRSV使用成熟的反向遗传技术，上述问题应在不久的将来得到解决。
目前的PRRSV疫苗对田间流行的类NADC30 PRRSV或实验性感染无效可能导致猪群陷入危险。尽管一些类NADC30 PRRSV对猪有轻微的毒性，但由于类NADC30的PRRSV感染导致的日增重降低以及与其他病原体混合感染也可能给中国养猪业造成巨大的经济损失。因此，应考虑采取更多的措施，包括开发类NADC30 PRRSV疫苗，以控制这种疾病的传播。
