2025년 7월 2일, 서남민족대학교 동물과학 및 수의학부의 장즈동과 저우롱이 이끄는 연구팀은 쓰촨성 농업과학원과 협력하여 국제 저널 *Frontiers in Veterinary Science*에 최신 연구 결과를 발표했습니다. 이 연구는 야생형 바이러스와 개량 생백신(MLV)의 재조합으로 발생한 새로운 돼지 생식기 및 호흡기 증후군 바이러스(PRRSV) 변종인 GX2024를 보고했습니다. 이 변종은 중국 쓰촨성의 돼지 농장에서 분리되었으며, 새끼 돼지에게서 극도로 높은 치사율(100%)을 보였습니다.
연구 하이라이트
• 중국에서 L1C.5 RFLP-1-4-4형 PRRSV 재조합 변종의 고병원성 특성 최초 발견
• 이 변종은 NADC30 유사 야생형 변종(L1C.5) + 고병원성 JXA1 유사 변종(L8E) + 상업용 생백신 변종 RespPRRS MLV(L5A)의 세 가지 소스에서 재조합되었습니다.
• 새끼 돼지 감염은 고열(40–42°C), 심각한 폐 출혈 및 부종을 유발했으며, 모든 새끼 돼지는 14일 이내에 사망했습니다.
• 이는 현재 MLV 백신이 야생형 유행 지역에서 재조합 및 면역 회피의 위험을 제기한다는 것을 보여줍니다.
2024년, 연구팀은 쓰촨성의 돼지 농장에서 어미 돼지의 유산 및 사산과 새끼 돼지의 급성 사망을 발견했습니다. 세포 분리 및 전체 게놈 시퀀싱 분석을 통해 새로운 변종 GX2024가 PRRSV-2 계통의 L1C.5형에 속한다는 것을 확인했습니다.
추가적인 유전자 분석 결과, 이 변종은 NADC30 유사 야생형 변종, 고병원성 JXA1 유사 변종, 개량 생백신 변종(MLV)에서 공동 재조합된 새로운 다중 재조합 바이러스임이 밝혀졌습니다.
동물 실험 결과, GX2024는 고병원성이며, 감염된 새끼 돼지는 짧은 기간 내에 사망하고, 심각한 출혈성 폐렴 및 폐부종, 현저하게 비대해지고 출혈성 림프절, 바이러스 부하의 급격한 증가, 혈청 항체 수치의 현저한 증가를 보였습니다.
서론
돼지 생식기 및 호흡기 증후군(PRRS)은 전 세계 돼지 산업에서 가장 파괴적인 바이러스성 질병 중 하나입니다. 최근 몇 년 동안 NADC30 유사(L1C) 변종이 중국 돼지 농장에서 점차 우세한 순환 변종이 되었으며, RFLP 유형 1–4-4의 출현은 전 세계적인 관심을 끌었습니다.
다양한 계통의 변종과 생백신이 공존하기 때문에 PRRSV 유전자 재조합 사건이 빈번하게 발생하여 복잡한 바이러스 돌연변이와 백신 관리에 어려움을 초래합니다.
연구 결과
1. 새로운 변종 GX2024의 분리 및 식별:
· RespPRRS MLV 백신을 접종한 쓰촨성의 돼지 농장에서 심각한 호흡기 증상을 보이는 새끼 돼지의 폐 조직을 채취했습니다. PRRSV 변종 GX2024는 Marc-145 세포와 돼지 폐포 대식세포(iPAM)를 사용하여 분리되었으며, 전체 길이 게놈은 15018 nt(GenBank 접근 번호: PV362838)입니다.
그림 1. PRRSV GX2024의 바이러스 분리
(a) iPAM 및 Marc-145 세포에 PRRSV GX2024를 접종하고 감염 후 60시간에 검출했습니다. (b) GX2024 분리주의 플라크 분석은 바이러스 원액의 10⁻¹⁰ 희석액을 사용하여 iPAM 세포를 사용하여 수행했습니다. (c) iPAM 및 Marc-145 세포를 6세대 바이러스 배양물로 48시간 동안 감염시키고, 항-N PRRSV 단클론 항체를 사용하여 IFA를 수행했습니다. 세포 핵은 DAPI로 염색했습니다. 스케일 바 = 75 μm.
• 이 변종의 NSP2 유전자는 131개의 아미노산이 불연속적으로 결실되었으며, 이는 NADC30 변종과 일치합니다(322-432 위치에서 111 aa 결실, 483 위치에서 1 aa 결실, 504-522 위치에서 19 aa 결실). GP5 단백질은 고유한 아미노산 돌연변이(P¹⁵→L¹⁵, F²³→S²³ 등)를 가지며, 이는 국내외 L1C 변종과 현저하게 다릅니다.
그림 2. NSP2 및 GP5의 다중 서열 아미노산 정렬
(a) GX2024 및 NADC30 유사 변종의 NSP2에서 아미노산 위치 322–432, 483, 504–522에 세 개의 불연속 결실(파란색 영역)이 존재합니다. 밝은 빨간색 영역은 고병원성 돼지 생식기 및 호흡기 증후군 바이러스(HP-PRRSV, JXA1 유사 변종)에서 아미노산 결실을 나타냅니다. (b) GX2024 변종과 중국 및 미국의 17개 L1C PRRSV 참조 변종의 GP5 아미노산 서열의 다중 서열 정렬. 보라색 상자는 신호 펩타이드 영역을 나타내고, 빨간색 상자는 고변이 영역(HVR1 및 2)을 나타내며, 노란색 상자는 막 횡단 도메인(TM1, 2, 및 3)을 나타냅니다.
2. 게놈 재조합 분석은 삼중 재조합 기원을 확인합니다:
RDP4 및 SimPlot 소프트웨어를 사용한 분석 결과, GX2024 게놈에서 ORF1a, ORF1b, ORF3 및 ORF4 영역에 5개의 재조합 분기점이 발견되었습니다:
· ORF1a(1-1868nt) 및 ORF1b(3565-9392nt) 영역은 JXA1 유사(L8E) 변종과 가장 높은 상동성을 보였습니다.
· ORF3(12688-13172nt) 영역은 RespPRRS MLV 백신 변종과 90.1%의 상동성을 보였으며, 이는 모체 VR-2332 변종보다 높았습니다.
· 나머지 영역(1869-3564nt, 9393-12687nt 등)은 NADC30 유사(L1C.5) 변종과 높은 상동성을 보였으며, 이는 삼중 재조합 변종임을 확인했습니다.
표 1. GX2024와 11개의 PRRSV 참조 변종 간의 뉴클레오티드 동일성 비교
표 2. GX2024에서 감지된 재조합 사건 정보
그림 3. GX2024 분리주의 게놈 재조합 분석
3. 병원성 실험: 100% 치사율은 높은 위험을 강조합니다
PRRSV 항체가 없는 4주령 새끼 돼지 9마리에 대한 챌린지 실험을 수행했습니다(5마리 챌린지, 4마리 대조군):
· 챌린지된 새끼 돼지는 3일째에 40℃ 이상으로 고열이 발생했으며, 4-14일째에 호흡 곤란, 운동 실조, 설사와 같은 증상이 나타났습니다. 모든 새끼 돼지는 14일 이내에 사망했습니다(치사율 100%); 대조군은 이상을 보이지 않았습니다.
그림 4. 새끼 돼지에서 PRRSV 분리주 GX2024의 병원성 분석
(a) 본 연구의 동물 실험 설계. (b) GX2024를 접종한 새끼 돼지와 RPMI-1640 배지를 접종하지 않은 새끼 돼지의 직장 온도. 임상 발열의 컷오프 값은 40.0℃로 설정했습니다. (c) 챌린지 실험 중 3, 7, 10, 14일째의 임상 증상 점수. 점수에는 임상 증상, 호흡기 증상 및 신경학적 증상이 포함되었습니다. (d) 접종된 새끼 돼지의 생존 및 사망 곡선. (e) 챌린지 실험 중 접종된 새끼 돼지의 주간 평균 체중 증가.
병리학적 검사 결과, 챌린지된 새끼 돼지의 폐 조직에서 심각한 경화, 부종 및 출혈, 폐포 중격의 비후, 상피 세포 괴사, 림프절 피질과 수질의 경계 흐림, 림프구 감소, 출혈이 나타났습니다. 면역조직화학 검사 결과, 폐와 림프절에서 다량의 PRRSV 항원이 존재함이 확인되었습니다.
그림 5. 접종된 새끼 돼지의 폐 및 림프절 병변 관찰
• 바이러스 부하 검사 결과, 혈청 바이러스 부하는 챌린지 후 7일째에 최고조에 달했으며, 폐 조직의 바이러스 부하는 다른 조직보다 현저히 높았습니다. 또한, 챌린지된 모든 새끼 돼지는 7일 이내에 PRRSV 특이 항체를 생성했습니다(S/P>0.4).
그림 6. 혈청 및 조직의 바이러스 부하 및 돼지 생식기 및 호흡기 증후군 바이러스(PRRSV) 특이 항체 검출
요약
본 연구는 야생형 변종과 백신 변종에서 재조합된 고병원성 L1C.5 RFLP-1-4-4 PRRSV 변종을 처음으로 보고했으며, 이는 새끼 돼지에게 극도로 치명적입니다. 이 변종의 출현은 현재의 PRRS 백신 관리 전략에 심각한 도전을 제기하며, 강화된 바이러스 감시, 최적화된 백신 설계, 생물 안전 및 통합 예방 및 관리 조치의 중요성을 강조합니다.
담당자: Mr. Huang Jingtai
전화 번호: 17743230916
