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注意!我国学者分离发现又一种仔猪腹泻新病毒

作者:佚名来源:病毒学界时间:2017-10-12 16:32点击:

2017年9月28日,Veterinary Microbiology杂志在线发表了浙江大学动物预防医学研究所、农业部动物病毒学重点实验室黄耀伟教授课题组联合广东温氏食品集团养猪事业部生产技术部合作的题为《Discovery of a novel swine enteric alphacoronavirus (SeACoV) in southern China》的研究论文。本研究首次从病原分离、血清学、病毒形态、全基因组克隆、进化分析、S蛋白结构及病毒回归感染试验符合“科赫法则”等各方面确证了SeACoV是一种全新的猪肠道冠状病毒,也是迄今所发现的第五种猪冠状病毒(前四种分别是:猪流行性腹泻病毒(PEDV)、传染性胃肠炎病毒(TGEV)、猪血凝性脑脊髓炎病毒(PHEV)、丁型冠状病毒(PDCoV))。由于SeACoV不与目前猪场流行的三种冠状病毒PEDV,TGEV及PDCoV的抗体产生交叉反应,提示现有的猪冠状病毒疫苗对SeACoV感染可能无效,这对我国新生仔猪腹泻病原的检测与防控提出新的挑战,也开辟了新的研究方向。

研究背景

冠状病毒为具有包膜的单股正链RNA病毒,在系统分类上属冠状病毒科(Coronaviridae)冠状病毒属(Coronavirus),可感染人、鼠、猪、猫、犬、禽类等脊椎动物,并引发胃肠道、呼吸道和神经系统疾病。

2010年入冬以来,我国各地猪场频发新生仔猪腹泻疫情,一般认为猪冠状病毒——变异的基因2型猪流行性腹泻病毒(PEDV)流行毒株是主要致病病原。之后发现另一种新发冠状病毒PDCoV(丁型冠状病毒)也可导致仔猪腹泻并在我国猪场广泛存在。目前PEDV,PDCoV及另一种经典的猪冠状病毒TGEV(传染性胃肠炎病毒)在我国猪场存在混合感染,导致新生仔猪腹泻较难控制。此外,也可能存在尚未发现的猪腹泻病原。冠状病毒的高变异特性目前已经成为仔猪腹泻防控的难点,给养猪业造成巨大经济损失,对养猪业的发展形成严重威胁。

主要结果

1、SeACoV的分离与生物学特性

(1)SeACoV的病毒株(SeACoV/CH/GD-01)的分离:研究者从2017年2月-5月期间华南地区某猪场暴发的仔猪腹泻病例中获得异常小肠样本,接种Vero细胞后可发现明显的病变,首次从华南地区某猪场爆发仔猪腹泻的PEDV,TGEV及PDCoV核酸阴性临床样本中成功分离并培养出一种Swine enteric alphacoronavirus(暂命名SeACoV),电镜下观察SeACoV为直径100-120纳米的冠状病毒颗粒;并筛选出抗该病毒的母猪抗体阳性与阴性血清,同时发现PEDV,TGEV及PDCoV三种病毒的特异性抗体均不能与SeACoV抗原产生交叉反应。

(2)基因特征分析:研究者进一步对分离的SeACoVCH/GD-01/2017毒株全基因组consensus sequence进行RT-PCR克隆及进化分析,结果显示该病毒全长27,155 nt,与10年前同一地区发现的感染中华菊头蝠的蝙蝠肠道甲型冠状病毒HKU2在全基因组核酸水平上的同源性为94.9%。

更进一步的分析表明与HKU2相比,SeACoV在基因组上的nsp3,S及M基因三处位点分别有缺失或插入;而S蛋白则存在高度变异,并主要集中在N端区域(NTD)的1-238位氨基酸:该区域有75个氨基酸点突变及2个氨基酸的插入。作者推测NTD上的高度变异可能导致了从蝙蝠冠状病毒HKU2变异为猪SeACoV,从而跨种属从蝙蝠传播到猪。

另一项特别发现是SeACoV/HKU2的S基因在进化上并不属于α冠状病毒,而更接近于β冠状病毒(betacoronavirus)特别是SARS和MERS冠状病毒的S基因。蛋白结构同源建模分析显示SeACoV的S蛋白NTD在结构上类似于alphacoronavirus,而其它部分结构上更接近betacoronavirus,是一种不寻常的结构“杂交”(hybrid)蛋白。

(3)致病性研究:最后,作者通过仔猪实验性感染实验表明细胞分离的SeACoV确实能够感染3日龄新生仔猪并引起腹泻和粪便排毒。

小 结

本研究得到了国家重点研发计划“畜禽重大疫病防控与高效安全养殖综合技术研发”重点专项、国家自然科学基金及青年千人计划资助。研究首次从病原分离、血清学、病毒形态、全基因组克隆、进化分析、S蛋白结构及病毒回归感染试验符合“科赫法则”等各方面确证了SeACoV是一种全新的猪肠道冠状病毒,也是迄今所发现的第五种猪冠状病毒。由于SeACoV不与目前猪场流行的三种冠状病毒PEDV,TGEV及PDCoV的抗体产生交叉反应,提示现有的猪冠状病毒疫苗对SeACoV感染可能无效,这对我国新生仔猪腹泻病原的检测与防控提出新的挑战,同时也开辟了新的研究方向,其结果具有重要意义。

延伸阅读:中山大学曹永长教授团队发现一种新的冠状病毒引起仔猪腹泻

2017年6月27日,Emerging Infectious Diseases杂志在线发表了中山大学有害生物控制与资源利用国家重点实验室曹永长教授联合广东温氏食品集团股份有限公司合作的题为《A New Bat-HKU2–like Coronavirusin Swine, China, 2017》的研究论文,研究发现了一种能够引起仔猪腹泻,对新生仔猪具有高致死性,对生产造成严重危害的新的冠状病毒。2017年初开始,广东部分猪场先后暴发免疫猪群新生仔猪腹泻、死亡的案例,临床发病比PEDV稍晚、死亡率稍低,实验室检测排除了常见的几种猪腹泻相关病毒感染。为快速诊断该疫情的确切病原,曹永长教授团队利用高通量测序技术对死亡仔猪小肠内容物进行检测,发现了一种新的冠状病毒,将其命名为猪肠道α冠状病毒(porcine enteric alphacoronavirus, PEAV)。全基因组序列分析显示PEAV与来源于蝙蝠的HKU2同源性高达95%,其中纤突蛋白的差异性较大。两种病毒的纤突蛋白核苷酸和氨基酸相似性分别只有80%和87%,这很可能是PEAV能够在猪群中传播的关键。通过比较7个保守的关键复制酶的氨基酸序列相似性,确定PEAV与HKU2在病毒学分类中属于同一种病毒。

责任编辑:宋美丽  

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