bedrijfsnieuws over Harbin Veterinary Research Institute: Huidige prevalentie van NADC30-achtige en 12 recombinante modellen

In 2012 werd de PRRSV-achtige NADC30-stam voor het eerst in mijn land ontdekt. Sinds 2016 is deze stam geleidelijk de dominante stam in het land geworden. Momenteel vertoont deze stam een zeer complex recombinatiepatroon, gekenmerkt door een lage homologie van de genoomsequentie. Het vertoont matige klinische symptomen, bezit sterke immunosuppressieve eigenschappen en induceert een zwakke antilichaamrespons, wat nieuwe epidemische kenmerken presenteert.

Recentelijk publiceerden het Harbin Veterinary Research Institute van de Chinese Academie voor Landbouwwetenschappen en de Nanyang Normal University online een studie in Porcine Health Management over de genomische kenmerken en epidemische trends van NADC30-achtige PRRSV in mijn land, die gegevensondersteuning biedt voor gerelateerd epidemiologisch onderzoek en preventie en bestrijding.

Inleiding

Het Porcine Reproductive and Respiratory Syndrome Virus (PRRSV) heeft ernstige economische verliezen veroorzaakt voor de varkensindustrie van mijn land. In 2012 werd NADC30-achtig PRRSV voor het eerst in mijn land ontdekt. Sinds vele jaren heeft het team van Tian Zhijun van het Harbin Veterinary Research Institute de epidemische situatie van PRRSV in mijn land continu gemonitord.

Onderzoeksresultaten

1. Significante toename van NADC30-achtige recombinaties

Studies hebben aangetoond dat sinds 2016 NADC30-achtig PRRSV de dominante stam in mijn land is geworden. Om de prevalentie ervan in China verder te begrijpen, gebruikten onderzoekers next-generation sequencing-technologie om de volledige genoomsequenties van 30 virusstammen te verkrijgen. In combinatie met sequenties van 224 Chinese stammen in de GenBank-database werden hun genomische kenmerken systematisch geanalyseerd. De resultaten toonden aan dat het aantal recombinante stammen jaarlijks toenam en dat niet-recombinante stammen vrijwel verdwenen zijn. Onder hen zijn L1C+L8E, L1C+L5A en L1C+L1A+L8E momenteel de drie meest voorkomende recombinante typen.

Figuur 1. Epidemiologie en recombinatie van NADC30-achtig PRRSV in China

(A) Prevalentie van PRRSV in China, (B) Tijdelijke trends van recombinante stammenpatronen

(C) Verdeling van recombinatiepatronen

Conclusie: De afgelopen jaren zijn NADC30-achtige stammen dominant gebleven in mijn land en hebben ze uitgebreid deelgenomen aan recombinatie, waarbij meerdere subtypes zijn gevormd, met L1C+L8E als de meest voorkomende. Whole-genome sequencing is een belangrijk hulpmiddel geworden voor het bestuderen van hun evolutie en pathogeniteit.

2. 12 Recombinatiemodellen

Met het toenemende aantal recombinante stammen is typen op basis van alleen het ORF5-gen niet langer in staat om virale kenmerken volledig en nauwkeurig weer te geven. Deze studie gebruikte fylogenetische analyse op basis van volledige genoomsequenties en combineerde recombinatieresultaten om NADC30-achtige stammen in mijn land te classificeren. Uiteindelijk werden 120 stammen met vergelijkbare recombinatiekenmerken geclassificeerd in 12 subtypes, NADC30-R1 tot R12. De gemiddelde genetische afstand binnen subtypes was 5,73% (standaarddeviatie ±1,68), terwijl de genetische afstand tussen subtypes over het algemeen groter was dan 10%. Alle stammen in dezelfde groep hadden een discontinue deletie van 131 aminozuren in het Nsp2-eiwit, consistent met de typische kenmerken van NADC30-achtige stammen. Wat betreft virulentie vertoonden de stammen in elke groep geen significante consistentie, waarbij de meeste stammen van matige virulentie waren.

Figuur 2. Classificatiesysteem van NADC30-achtig PRRSV op basis van fylogenetische analyse en recombinatiepatronen

(A) Fylogenetische boom van het hele genoom, (B) Recombinatiepatroon genoomkaart

Conclusie: Deze studie classificeerde Chinese NADC30-achtige stammen in 12 typen door middel van whole-genome analyse. Van deze stammen werd vastgesteld dat ze een typische Nsp2-deletie vertoonden, met matige virulentie en significante genetische variatie binnen de groep.

3. Whole-genome sequenties uit 19 provincies

De resultaten toonden aan dat whole-genome sequenties van NADC30-achtige virussen uit 19 provincies in mijn land een geleidelijke toename lieten zien van het aantal stammen behorend tot de NADC30-R1 tot R12 typen sinds 2018, waarbij NADC30-R1 en NADC30-R2 een significant aandeel vertegenwoordigden. De NADC30-R1-stam verscheen voor het eerst in 2014 en circuleert al lange tijd, met recente rapporten die nog steeds gaande zijn. De NADC30-R2-stam is het meest wijdverspreide NADC30-achtige virus in mijn land en heeft zich verspreid naar minstens 12 provincies en regio's. Na de eerste verschijning in 2020 verspreidde het zich snel, waarbij de detectiegraad de afgelopen jaren aanzienlijk toenam. Hoewel de recombinatiepatronen van NADC30-achtige stammen complex zijn, zijn sommige stammen van hetzelfde recombinante type prevalent geworden in delen van China.

Figuur 3. Geografische verdeling en aandeel van NADC30-achtige PRRSV whole-genome sequenties in elke groep

(A-B) Geografische verdeling van stamtypen, (C) R1/R2 dominantie

Conclusie: Onder NADC30-achtige virussen in mijn land neemt het aantal R1- en R2-stammen toe. Met name de wijdverspreide en snel verspreidende R2-stam vertoont complexe recombinatiepatronen en blijft in sommige gebieden circuleren.

4. Aandeel van recombinante stammen

De epidemische situatie van NADC30-achtig PRRSV in mijn land blijft complex, met de voortdurende opkomst van nieuwe recombinante stammen die de genetische diversiteit van het virus vergroten. Met name NADC30-IR blijft de grootste groep, en de recombinatiepatronen binnen deze groep zijn zeer divers en missen consistente kenmerken. Naarmate het aantal whole-genome sequenties in de GenBank-database toeneemt, kunnen in de toekomst nieuwe karakteristieke stammen worden ontdekt, of kunnen ze opnieuw worden geclassificeerd in de bestaande NADC30-R1 tot R12 typen.

Figuur 4. Aandeel van NADC30-achtig PRRSV met verschillende recombinatiepatronen in China

NR: niet-recombinante stam; IR: stam met onregelmatig recombinatiepatroon; R1 tot R12: recombinante stammen met consistente kenmerken. De X-as vertegenwoordigt de classificatiecriteria die in deze studie worden gebruikt. De Y-as vertegenwoordigt de steekproefgrootte voor elk type.

Conclusie: De epidemische situatie van NADC30-achtig PRRSV in mijn land is complex, met toenemende genetische diversiteit. NADC30-IR is de dominante groep. Nieuwe stammen kunnen ontstaan of de bestaande classificatie kan worden aangepast naarmate er meer gegevens beschikbaar komen.

Samenvatting

Deze studie toont aan dat de PRRSV-2 die momenteel in mijn land circuleert, voornamelijk bestaat uit de L1A, L1C, L3.5 en L8E sublineages, waarvan L1C (NADC30-achtig) dominant is en vaak recombineert. Recombinatie bevordert de virale diversificatie en evolutie, maar recombinatie bepaalt niet direct de virulentie; virulentie is geassocieerd met specifieke recombinatiepatronen.