豚流行性下痢ウイルス(PEDV)は、世界の養豚業における主要な病原体です。2010年以前は、CV777ワクチンが古典的な株を根絶しました。しかし、2010年以降、中国でGII流行が発生し(子豚の死亡率は90%を超える)、古典的なワクチンの失敗は、ウイルスが抗原ドリフトまたは組換えを通じて免疫から逃れる可能性があることを示唆しており、その具体的なメカニズムはまだ解明されていません。
2025年7月2日、西北農林科技大学と蘭州獣医研究所の研究チームは、1,109株のPEDV株に基づいた研究をBMC Vet Res誌に発表し、S遺伝子の変異、組換えホットスポット、および糖鎖付加のバリエーションを明らかにし、ワクチン開発の重要なサポートを提供しました。
結果は、GII株(87.38%)が、COE領域の高頻度変異(L521Hなど)、ドメイン0の組換えホットスポット、およびN62/N118糖鎖付加のバリエーションを通じてPEDVの進化と蔓延を促進し、受容体結合と免疫回避を強化することを示しました。
はじめに
我が国における1,109株のPEDV株のS遺伝子の分析により、GII株(優勢で、GIIa/b/cを合わせると85%以上を占める)が「シアル酸結合と免疫回避」という二重戦略を通じて進化していることが明らかになりました。それらの組換えホットスポット(D0ドメイン)と独自の糖鎖付加パターン(N62/N118部位)は、種を超えた伝播を促進し、ワクチン最適化と地域的な予防と管理のための重要な洞察を提供しています。
研究結果
1. GII株が優勢
系統樹は、中国のPEDV株が2つの主要なクレード(GI(古典的)とGII(変異体))に属し、6つのサブタイプを含むことを示しています。2010年以降、GIIが優勢な流行株となりました。GIIaの割合は2014年以降減少しており、GIIcは着実に増加しています。GIIbは安定しており、後者の2つのサブタイプが現在、主要な流行株を構成しています。
図1. 本研究における1099株のPEDV分離株からのS遺伝子配列の系統解析。
Gla(黄色)、Glb(茶色)、S-INDEL(紫)、
GIIa(赤)、GIIb(青)、GIIc(緑)。
図2. 年別の異なるウイルスサブタイプの相対頻度。
図3. 中国の異なる地域におけるPEDVの地理的分布
省は距離に基づいて7つの地域に分けられています:華北、東北、華東、華中、華南、西南、西北。
結論:地理的分布分析によると、広東省、四川省、河南省がPEDVの有病率が最も高い。
2. Sタンパク質のアミノ酸変異
様々な株のSタンパク質における中和エピトープの比較により、COE領域で高頻度に見られる8つの一般的な変異(L521HやS523Gなど)と、サブタイプをまたぐA517S変異が明らかになりました。SS6領域はY766S変異が優勢です。GIIa株は、608-609位に重要な挿入を持っています。SS2および2C10エピトープは高度に保存されており、ウイルスが標的エピトープ変異を通じて免疫圧から逃れていることを示唆しています。
図4. 中国のPEDV Sタンパク質における中和エピトープSS2(A)、
SS6(B)、2C10(C)、およびCOE(D)のアミノ酸変異分析
結論:GII株はCOEおよびSS6領域(例:L521H/S523G、Y766S)で頻繁な変異を示しますが、SS2および2C10エピトープは高度に保存されており、中和抗体を回避することができます。
3. 組換え分析
研究により、組換えがPEDVウイルスの進化における重要な推進力であることが示されています。分析によると、GII株は、PEDV株のS遺伝子における最近の組換えイベントの主要な親株源です。
具体的には:GIb組換え株は、主にGI株とGII株の間の組換えによって形成され、その組換え領域はすべてドメイン0を含みます。GIIb組換え株は、主に異なるGIIb株間の組換えによって生成され、組換え領域は主にHR2、TM、およびドメイン0をカバーします。GIIc組換え株の一部は、GIIb株間の組換えに由来し、その領域は基本的にS1およびS2のFPおよびHR1を含み、他の部分はGIa株とGIIb株の組換えであり、組換え領域もドメイン0を含みます。
表1. 2020年から2024年までの中国における282株のPEDV株のS遺伝子組換えイベントに関する情報
結論:近年、S遺伝子組換えイベントは主にGII株で発生しており、すべての組換えタイプはドメイン0などの主要領域を含んでいます。
4. N-グリコシル化部位のバリエーション
研究により、N-グリコシル化がPEDVの侵入と免疫回避に不可欠であることが判明しました。G1株(G1a/G1b/S-INDELを含む)は、CV777株と同様のグリコシル化パターンを持ち、新たに付加された部位を欠いています。一方、GII株(GIIa/GIIb/GIIc)は、ドメイン0に新たに付加された、高度に特異的な部位(すなわち、N62およびN118)を示し、ウイルスと宿主の相互作用と免疫認識に影響を与える可能性があります。
図6. CV777ワクチン株と比較して、異なるPEDVサブタイプのSタンパク質は、主要なN-グリコシル化部位の数に違いを示しています。
結論:CV777株と比較して、すべてのサブタイプは一般的に、127、511、および553位のグリコシル化を失いました。一方、サブタイプGIIは、62および118位に新しいグリコシル化パターンを獲得しました。
概要
本研究は、中国におけるPEDVウイルスの3つの主要な進化特性を明らかにしました。GIIサブタイプは、D0ドメインの変異を通じて「高いシアル酸親和性と免疫回避」という二重の利点を達成します。D0領域に集中した組換えホットスポットは、適応進化を促進します。そして、N62/N118部位でのグリコシル化修飾は、免疫回避を媒介します。
したがって、標的を絞った予防と管理戦略が提案されています。非グリコシル化エピトープを標的とする多価mRNAワクチンの開発、組換えホットスポットに基づく監視システムの確立、および種を超えた伝播のリスク評価。
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