王 輝
(湖南省長(zhǎng)沙市動(dòng)植物疫病預(yù)防控制中心,長(zhǎng)沙410000)
豬繁殖與呼吸綜合征(Porcine reproductive and respiratory syndrome,PRRS)又稱豬“藍(lán)耳病”,是由豬繁殖與呼吸綜合征病毒(PRRSV)引起的以種豬群繁殖障礙和仔豬、生長(zhǎng)育肥豬群呼吸道問題為特點(diǎn),嚴(yán)重危害養(yǎng)豬業(yè)的重要病毒性疾病,給全世界的養(yǎng)豬業(yè)造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。市場(chǎng)上也有商品化的疫苗以及系統(tǒng)科學(xué)的控制措施用于疾病防控。但目前該病流行越來越復(fù)雜,仍然是影響?zhàn)B豬業(yè)最重要的疾病之一。本文從分子流行病學(xué)的角度,整理并綜述PRRSV在中國(guó)的流行歷史及盛行毒株,分析近幾年在中國(guó)流行的毒株及其分子變異特點(diǎn),為PRRSV的防控提供有力的支持信息。
PRRSV屬于套式病毒目動(dòng)脈炎病毒科,是一種具有囊膜結(jié)構(gòu)的單股正鏈RNA病毒。分為兩種基因型,即 PRRSV-1型(歐洲型)毒株和PRRSV-2型(北美型),兩個(gè)基因型的代表毒株分別為L(zhǎng)V株和VR-2332株。起初PRRSV-1型主要在歐洲流行,而PRRSV-2型主要在北美和亞洲流行,隨著病毒進(jìn)化以及豬群的流動(dòng),兩種基因型已呈全球流行的狀態(tài)。
PRRS最早于1995年在中國(guó)出現(xiàn),其病原體PRRSV由郭等[1](1996)和楊等[2](1997)分離到,分離株分別命名為CH-1a和BJ-4,它們都屬于PRRSV-2,主要引起母豬的繁殖障礙。隨后1998-2005年疫情總體平穩(wěn),主要流行毒株為以CH-1a(Lineage8)和BJ-4(Lineage5)為代表的經(jīng)典型PRRSV-2型毒株。2006年,中國(guó)很多豬場(chǎng)暴發(fā)由高致病性PRRSV(HP-PRRSV)引起的高致病性豬繁殖與呼吸綜合征,該毒株可感染各個(gè)年齡階段的豬只,發(fā)病率可達(dá)50%~100%,死亡率達(dá)20%~100%[3-4],給國(guó)內(nèi)養(yǎng)豬業(yè)造成毀滅性的破壞。HP-PRRSV毒株的序列有一共同特征,即在nsp2基因中存在30個(gè)氨基酸的不連續(xù)缺失,后續(xù)研究證明這30個(gè)氨基酸缺失與毒力無關(guān)[5-6]。HP-PRRSV代表毒株主要為2006年分離毒株如JXA1、TJ和HuN4,它們分別是減毒疫苗株JXA1-R、TJM- F92和HuN4- F112的親本[7-9]。隨后幾年HP-PRRSV成為優(yōu)勢(shì)流行毒株,至今HP-PRRSV仍是國(guó)內(nèi)分離毒株的主要來源,但其序列的變異度更大,nsp2基因的缺失類型也更多樣[10-12]。自2013年以來,國(guó)內(nèi)研究團(tuán)隊(duì)陸續(xù)發(fā)現(xiàn)并報(bào)道與NADC30毒株(Lineage1,2008年在美國(guó)報(bào)道)基因同源性高的毒株,這些毒株的nsp2基因具有與NADC30一樣的131個(gè)氨基酸缺失,稱之為NADC30-like毒株[13]。2014年至今,NADC30-like毒株在中國(guó)很多省份的田間檢出率增多,逐漸成為國(guó)內(nèi)主要流行的分離毒株之一。進(jìn)化分析表明,NADC30-like毒株可能從北美傳入,通過與國(guó)內(nèi)毒株重組,繼而發(fā)生廣泛的變異[14-16]。該類毒株復(fù)制保真性差,更容易重組,更易適應(yīng)環(huán)境逃避免疫篩選壓力,這也是傳入后有大量重組毒株出現(xiàn)的原因之一。總的來說,目前我國(guó)流行的主要PRRSV-2型毒株有4種:HP-PRRSV(Lineage8.7)、NADC30-like(Lineage1)、經(jīng)典PRRSV(Lineage8、5)以及這幾種類型之間或與疫苗之間的重組毒株。這其中主要優(yōu)勢(shì)流行毒株且對(duì)養(yǎng)殖業(yè)危害較大的為HP-PRRSV和NADC30-like毒株。
2011年歐洲型PRRSV(PRRSV-1型)首次在中國(guó)被報(bào)道[17]。兩株P(guān)RRSV BJEU06-1、NMEU09-1與LV株分別具有91.5%和87.0%的同源性。隨后又在田間不斷分離到PRRSV-1毒株,主要分布在內(nèi)蒙古、黑龍江、遼寧、北京、福建、貴州、廣東、上海、香港9個(gè)省區(qū)[15]。目前中國(guó)分離的PRRSV-1型毒株均屬于Subtype I(Pan-European)亞型,致病力低。鑒于國(guó)內(nèi)目前尚無針對(duì)PRRSV-1型毒株的疫苗,且國(guó)外已有高毒力PRRSV-1型毒株的報(bào)道,因此仍需關(guān)注和監(jiān)測(cè)PRRSV-1型在國(guó)內(nèi)的流行情況。
高遺傳多樣性是PPRSV的一個(gè)顯著特征。Shi等[18-19]在綜合分析完整ORF5基因序列的基礎(chǔ)上構(gòu)建了PRRSV的全球分類系統(tǒng)。根據(jù)分類體系,PRRSV-1被劃分為3個(gè)亞型(亞型1~3),PRRSV-2被劃分為9個(gè)譜系,每個(gè)譜系有幾個(gè)子系。對(duì)中國(guó)流行毒株ORF5進(jìn)行遺傳分析,發(fā)現(xiàn)PRRSV-2在中國(guó)主要分為4個(gè)譜系:譜系1、譜系3、譜系5和譜系8(圖1),而譜系8中的HP-PRRSV和譜系1中的NADC30-like 毒株在全國(guó)檢出率很高[15]。姜一峰等[16]對(duì)GenBank中我國(guó)1996-2017年的365株P(guān)RRSV毒株的全基因組進(jìn)行進(jìn)化分析,結(jié)果表明,PRRSV分離株具有較高的多樣性,在8個(gè)亞群中,原HP-PRRSV、NADC-30 like和中間PRRSV群是目前在田間循環(huán)的主要流行PRRSV毒株,而重組在2006年之后PRRSV的進(jìn)化中發(fā)揮了重要作用。大量的田間流行病學(xué)調(diào)查及測(cè)序結(jié)果也驗(yàn)證了田間廣泛流行毒株的變異與重組。張洪亮等[20-21]為研究2014-2019年P(guān)RRSV在我國(guó)的流行變化情況,就2014-2019年全國(guó)17個(gè)省、市和自治區(qū)及某大型養(yǎng)豬集團(tuán)檢出的650份PRRSV陽(yáng)性病料進(jìn)行遺傳進(jìn)化分析。結(jié)果顯示,2014-2019年共檢測(cè)到6種基因亞型的PRRSV,分別是1型PRRSV、HP-PRRSV、NADC30-like PRRSV、NADC34-like PRRSV、QYYZ-like PRRSV和RespPRRS MLV-like PRRSV。統(tǒng)計(jì)顯示,2016年后NADC30-like PRRSV檢出率逐漸升高,成為我國(guó)主要的流行株。QYYZ-like PRRSV的檢出數(shù)量增多,其廣泛流行于我國(guó)的華南地區(qū)。
圖1 127株P(guān)RRSV-2參考病毒ORF5基因的進(jìn)化分析[13]Fig.1 The phylogenetic analysis based on ORF5 genes from 127 reference virus strains of PRRSV-2
山東、江西、四川、天津及華北一些省份地區(qū)大量的田間流行病學(xué)數(shù)據(jù)也證明,檢測(cè)到的毒株GP5或Nsp2上的氨基酸位點(diǎn)存在插入或缺失,2013年以后,與NADC30-like毒株的檢出率相比HP-PRRSV逐年升高[22-25],有的省份多種高致病性毒株同時(shí)廣泛流行。Xie等[26]就2017-2018年檢出的陽(yáng)性毒株進(jìn)行ORF5的遺傳進(jìn)化分析,發(fā)現(xiàn)主要流行毒株為HP-PRRSV和NADC-30 like毒株,序列分析發(fā)現(xiàn)了多種氨基酸突變類型,包括GP5和Nsp2蛋白的氨基酸變化和缺失。
NADC30-like毒株已在我國(guó)豬場(chǎng)廣泛傳播,并在部分豬場(chǎng)成為優(yōu)勢(shì)毒株。雖然其致病性較2006年以來暴發(fā)的HP-PRRSV更弱,但NADC30-like毒株的特點(diǎn)之一是容易發(fā)生重組。近幾年,隨著豬場(chǎng)頻繁的使用高致病性毒株減毒活疫苗,導(dǎo)致不同的HPPRRSV野毒株之間或與減毒活疫苗之間發(fā)生重組的頻率越來越高。Yu等[27]對(duì)138株P(guān)RRSV-2毒株進(jìn)行重組分析發(fā)現(xiàn),在PRRSV-2的各分支中,L1分支相對(duì)而言更容易發(fā)生重組。美國(guó)PRRSV-2的主要重組親本一直以L1分支病毒株為主,中國(guó)重組PRRSV的主要親本由L8分支病毒株逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)長(zhǎng)1分支為主。與1991-2013年的病毒株相比,2014-2018年間的重組事件明顯增加。Zhao等[28]對(duì)來自全國(guó)16個(gè)省份的27個(gè)分離株進(jìn)行重組分析,發(fā)現(xiàn)有9個(gè)分離株與JXA1-R疫苗毒株發(fā)生了重組,這些重組毒株在免疫HP-PRRSV疫苗后成為豬場(chǎng)的主要流行毒株,而這些豬場(chǎng)的仔豬發(fā)病率(63.6%~94.7%)和死亡率(48.8%~90.8%)相對(duì)更高。重組毒株的出現(xiàn)經(jīng)常會(huì)打破豬場(chǎng)的穩(wěn)定,誘發(fā)疾病暴發(fā)和流行。目前關(guān)于重組的機(jī)制還正在研究中。
目前沒有完美的疫苗能夠?qū)Σ煌腜RRSV提供完全的免疫保護(hù),疫苗雖不能完全阻止感染,但選擇有效和安全的PRRS疫苗,可以減少病豬的排毒和臨床癥狀,降低發(fā)病率和死亡率[29-31]。在中國(guó),有7種以上的PRRS商用疫苗(CH-1a/CH-1R、VR2332/Ingelvac PRRS MLV、R98/ r998 MLV、JXA1/JXA1-r、TJ/TJM-F92、HuN4/HuN4-F112、GD/GDr180等)。隨著減毒活疫苗的普遍使用,免疫頻率高,PRRSV自然重組的毒株越來越多,譜系8的PRRSV野毒株之間或高致病性PRRSV減毒活疫苗毒株與野毒株之間重組;NADC30-like毒株與野毒株或HP-PRRSV減毒活疫苗病毒株或演化毒株之間重組,造成多毒株在豬群中循環(huán)和感染,給PRRS的防控帶來巨大挑戰(zhàn)[32]。豬場(chǎng)在選擇疫苗時(shí),需要謹(jǐn)慎地綜合考慮疫苗的穩(wěn)定性、安全性和交叉保護(hù)性[33]。Wei等[34]在高致病性PRRSV JX143毒株的攻毒試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),免疫Ingelvac? PRRS MLV的豬群在用JX143 PRRSV攻毒后死亡率為0,而未免疫組的死亡率為66.7%(8/12)。Chai等[35]最新發(fā)表的NADC30-like毒株攻毒試驗(yàn)結(jié)果表明,豬只免疫Ingelvac?PRRS MLV可顯著降低病毒血癥豬的比例、減少肺部病變、提高日增重,說明該疫苗可對(duì)NADC30-like毒株的感染提供有效的交叉保護(hù)作用。
PRRS防控是一個(gè)系統(tǒng)而復(fù)雜的工作,由于近幾年P(guān)RRSV的田間復(fù)雜性和變異特性,PRRS的防控面臨越來越大的挑戰(zhàn),需要從疾病監(jiān)測(cè)、診斷、生物安全和豬群管理以及免疫接種等多方面綜合考慮和開展工作。從飼養(yǎng)管理的角度防控PRRS,可以考慮封群、清群與重新建群、空氣過濾、分胎次飼養(yǎng)、多點(diǎn)式飼養(yǎng)、后備豬馴化[36]、全進(jìn)全出、改善通風(fēng)和降低飼養(yǎng)密度等方面,建立適合豬場(chǎng)的綜合防控體系。目前許多大中型豬場(chǎng)多采用綜合防控措施和生物安全措施以控制PRRS,大量實(shí)踐表明,提高生物安全的基礎(chǔ)上,綜合的疾病防控措施對(duì)PRRS的防控效果顯著。例如,一些育種公司采用了空氣過濾通風(fēng)系統(tǒng);母豬馴化和嚴(yán)格的批量生產(chǎn)(又稱“全進(jìn)全出”,簡(jiǎn)稱AIAO)已被越來越多的商業(yè)豬場(chǎng)接受和實(shí)施。而一些動(dòng)物保健服務(wù)公司也在PRRS的防控與凈化工作中做了大量的技術(shù)儲(chǔ)備與田間實(shí)踐,如勃林格殷格翰動(dòng)物保健公司推出的豬繁殖與呼吸綜合征5步法防控策略,通過后備豬管理、豬群流動(dòng)、豬群內(nèi)部管理和生物安全4個(gè)方面,結(jié)合LCE(Load,Close,Exposure)、COMBAT、PRRSV感染鏈、10條黃金法則等多個(gè)方法和管理工具的配合使用,在不同規(guī)模和地域的養(yǎng)豬場(chǎng)順利地實(shí)現(xiàn)了對(duì)PRRS的有效防控[37-38]。在國(guó)家生豬產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系疫病凈化工作的推動(dòng)下,有不少種豬企業(yè)已開始實(shí)施PRRS的凈化工作,并取得了初步成效。
PRRS在全球已經(jīng)流行30多年,經(jīng)過多年的研究,研究者對(duì)其病原學(xué)、病毒入侵機(jī)制、全球的流行狀況、傳播途徑、臨床特征及實(shí)驗(yàn)室診斷方法等有了更加深入的了解。PRRSV具有機(jī)體免疫系統(tǒng)逃避機(jī)制[39]、易變異和易重組等特性,且許多致病機(jī)制仍未知,這給PRRS的防控帶來很大的挑戰(zhàn),但我們?nèi)云诖磥碛懈嗟年P(guān)于PRRS致病機(jī)制的研究成果和更優(yōu)秀的疫苗研發(fā)。養(yǎng)豬生產(chǎn)者通過與PRRS多年的斗爭(zhēng),也摸索出許多行之有效的防控PRRS的經(jīng)驗(yàn),選擇安全、穩(wěn)定、高效的疫苗,合理的疫苗免疫,結(jié)合生物安全等生產(chǎn)管理措施這樣系統(tǒng)性的疾病防控策略,仍然是目前控制豬繁殖與呼吸綜合征最有效的措施。