회사 소식 최신 연구 | 고병원성 돼지 생식기 및 호흡기 증후군의 유전학 및 병원성 진화

2006년, 고전적인 PRRSV에서 진화한 HP-PRRSV는 높은 발열, 질병 및 사망률로 특징인 중국에서 전염병을 일으켰습니다.이 균류는 중국과 아시아 전역에 널리 퍼졌습니다.HP-PRRSV와 그 변종은 중국에서 지배적인 균류가 되었지만,신종 L8의 병원성.7 PRRSV는 여전히 제한적입니다.

2025년 5월 22일 a study titled "Genetic Evolution and Pathogenic Variation of Highly Pathogenic Porcine Reproductive and Respiratory Syndrome Virus" published in the journal Taylor & Francis systematically explained the epidemic dynamics, 진화 추세, 백신 줄기 연관성 및 L8. 7 계통의 병원성 진화 법칙.

이 연구는 L8. 7 PRRSV 예방 및 통제 전략을 개발하기위한 주요 데이터 지원을 제공합니다.

요약

2,509개의 글로벌 L8.7 ORF5 유전자 염기서열을 분석한 결과, L8.7 계통은 7개 그룹으로 나뉘어 (L8.7.1-L87.7) L8.7.1-L87.3는 보고된 고전적인 PRRSV, 중간 균류 및 HP-PRRSV에 해당하며, L8는7.4-L8.7.7는 HP형 PRRSV로 정의됩니다.

통계 분석 결과 HP와 유사한 PRRSV는 L8. 7 계통 내에서 L8과 함께 주를 이루었습니다.7.5과 L87최근 몇 년 동안 가장 높은 비율을 나타냅니다. 전체 게놈 분석에 따르면 L8.7 균류의 72.15%가 야생 유형 특성을 나타냈습니다.
진화율 분석은 L8의 진화율이7.3-L87약화 된 HP- PRRSV 백신 (MLV) 이 도입 된 이후 중국에서. 7 혈통이 약 4.1 배 감소했습니다.

병원성 검사는 HP- PRRSV (L8.7.3: HuN4), HP-PRRSV와 유사한 균류 (L8.7.5: DLF; L8.7.6: DLW) 는 돼지 새끼에서 병원성을 감소시키는 동시에 높은 바이러스성을 유지합니다.

# 그래픽 추상화

실험 결과

# L8.7 PRRSV의 분류

PRRSV L8의 진화적 특성을 분석하기 위해7이 연구는 총 2509개의 ORF5 염기서열을 분석했습니다. NCBI 데이터베이스에서 2159개의 L8.7 염기서열을 얻었습니다.2014년부터 2023년까지 350개의 염기서열이 수집되었습니다. (그림 1 (a))그림과 같이 L8.7 균류는 7개의 그룹으로 나뉘어졌습니다.7.187.7) (그림 1 (a, b)); 모든 염기서열 정보가 제공됩니다 (그림 2).

그림 1 (b) 에 나타난 바와 같이, 계통 유전 나무를 구성하는 데 사용 된 기준 줄기는 알려진 고전적 줄기와 병원성 연구에서 보고 된 L8.7 PRRSV 줄기에서 왔습니다.그룹 내 및 그룹 간 평균 유전적 거리는 그림 1 (c) 에서 나타납니다.L8을 제외하면요7.2, 모든 그룹 내의 평균 유전적 거리는 5% 미만이었습니다. 전체적으로 그룹 간의 유전적 거리는 4.3%에서 10.4%까지 다양했습니다.7.4-L7.7 줄기들은 다른 특성을 가진 특정 아미노산 돌연변이 패턴을 나타내며 HP-PRRSV와 유사하다고 정의되었습니다.23% (56/2509) 는 L8에 속했습니다..7.1 (CH-1a형 PRRSV), 4.74% (119/2509) 에서 L8까지7.2 (중간 PRRSV), 11.48% (288/2509) 에서 L8까지7.3 (HP-PRRSV) 와 81.54% (2046/2509) 는 HP-PRRSV와 유사합니다.

그림 1 L8.7 균류의 복제성 나무 및 핵 동질 정체성 분석

(a) L8.7 염기서열을 일곱 그룹으로 나누는 계통성 나무. (b) L8.7 PRRSV 격리 및 각 계통의 참조 PRRSV 균류의 ORF5 유전자를 기반으로 구성 된 계통성 나무.이 연구에서 사용 된 실험 줄기는 노란색 별으로 표시됩니다.c) L8.7 줄기 그룹 내 및 그 사이의 유전적 거리 (핵유질 차이의 비율)

그림 2 PRRSV L8의 병원성 비교 분석7.1-L87.7

# PRRSV L8의 전 세계 분포7

이 연구에서는 시간적 및 지리적 정보가 알려진 L8.7 염기서열을 포괄적으로 분석했습니다. 특히 그룹 L8.7.4 바이러스는 L8.7 균류가 발견된 9개국 중 8개국을 대상으로 가장 널리 퍼져 있었다 (그림 3 ((a, b)). 네팔, 라오스 및 미얀마는 L8이라는 단일 그룹만을 발견했다.7.4다른 그룹은 발견되지 않았습니다. L8.7.18.7.38.7.58.7.6, 그리고 8.7.7 균류는 각각 2개, 3개, 4개, 4개, 그리고 2개 국가에서 발견되었다 (그림 3 (a, b).7.2 균류는 중국에서만 보고되었습니다. 중국에서의 L8.7 PRRSV 균류의 수 (2201/2509, 87.7%) 및 다양성 (7/7 그룹, 100%) 은 1위를 차지했습니다.

그림 3 (a) 세계 각 지역의 L8.7 균류의 지리적 분포 그림 3 (b) L8.7 균류의 국가 분포

이 연구에서는 중국으로부터 총 2,201개의 L8.7 PRRSV 균류를 분석하였다. L8.7 PRRSV 감염은 중국의 26개 지방에서 보고되었으며, 광둥성에서는 가장 많은 사례가 보고되었다.그 다음으로 광시, 헤일롱지안, 산둥, 헤베이 및 헤난에서 각각 40건 이상의 사례가 보고되었습니다. (그림 3 (c, d)).특정 집단의 확산율이 높은 경우L8 그룹7.1과 L87.2는 매우 낮은 비율로 발견되었으며 2006년 이후 거의 보고되지 않았습니다. 그룹 L8.7.32006년에 유행한 후, 2006년부터 2009년까지 계속되는 유행이 되었습니다.

그림 3 (c) 중국의 다른 지역에서 L8.7 균류의 지리적 분포 그림 3 (d) 중국의 다양한 지방에서 L8.7 균류의 인구 분포

HP와 비슷한 PRRSV (L8.7.4-8.7.7) 는 점차적으로 HP-PRRSV를 중국에서 유행하는 주류로 대체했습니다 (그림 3 (e)). 그룹 L8.7.4는 2006년에 중국에서 처음 보고되고 모니터링되었으며, 2009년과 2011년 사이에 중국에서 L8.7 균류의 상당 부분을 차지했습니다.일부 집단의 경우 급격히 증가했습니다.예를 들어 L8 그룹입니다.7.52007년에 중국에서 처음 나타났고 지속적으로 유통되고 있는 L8의 유병률은 2011년 이후 (17.1%~51.6%) 크게 증가했습니다.7이 그룹 (EU709835.1, SH02) 는 2002년에 처음 확인되었습니다. 초기에는 검출율이 매우 낮았습니다 (한 줄기만), 2003년에서 2005년 사이에 검출되지 않았습니다.2009년까지 그 빈도가 점차 감소했습니다.그 후 2014 년 에서 2023 년 사이 21.5% 에서 47.1% 를 차지 한 지배적 인 균류 로 자리 잡았습니다. 그룹 L8.7.6은 중국에서 가장 자주 발견되었습니다 (612/2201, 27.8%) 그리고 가장 광범위한 분포 (20/21 주, 95.2%) (그림 3 ((d, f)). 그룹 L8.7.7은 2008년에 처음 발견되었지만, 그 유병률은 2011년까지 낮았으며, 그 후 점차 증가했다. 2022년과 2023년 사이에 그 검출율이 15.1%에서 17.1%로 빠르게 증가했다.

그림 3 (e) ORF5 염기서열에 기초한 L8.7 균류의 시간적 분포 그림 3 (f) 중국 전역의 상대적 주파수의 쌓인 바 차트

이 결과는 지난 10년 동안 L8가7.5과 L87.6 균류는 가장 풍부할 뿐만 아니라 중국에서 가장 널리 분포했습니다.

# HP-PRRSV MLV와 HP-PRRSV 사이의 관계
HP- PRRSV 약화 백신 (JXA1- R, HuN4- F112, TJM- F92, GDr180) 과 HP- PRRSV와 유사한 줄기 사이의 연관성을 조사하기 위해 이 연구는 L8의 줄기를 포괄적으로 분석했습니다.70.48.7.7 뉴클레오타이드 정체성, NSP2 삭제 서명 및 게놈 전체의 특유 아미노산 변화 (태블 1) 에 기초한 혈통 (lineages)

표 1 HP-PRRSV 약화 백신 (MLV) 과 HP-PRRSV 유사 줄기 사이의 게놈 전체 연관 분석

그 결과는 백신과 같은 PRRSV와 HP-PRRSV와 같은 균류를 구별하는 열쇠가 전체 게놈의 핵유질 정체성이나 특징적인 아미노산 변화로 결정될 수 없다는 것을 나타냅니다.오히려 추가적인 NSP2 삭제의 존재로 (표 1)통계적 분석에 따르면 L8의 27.85% (22/79) 가7.6 혈통 균류가 백신과 연관되었습니다.

돼지 새끼에서 HP-PRRSV 및 HP-PRRSV와 유사한 균류의 병원성

# 지배적 인 HP-PRRSV 같은 균류의 격리 및 식별

지배적 인 HP-PRRSV와 유사한 균류 (L8.7.5과 L87.6), 이 연구는 L8을 성공적으로 분리했습니다.7.5 계통 혈통 DLF와 L87.6 혈통 균주 DLW. 이 바이러스는 돼지 알베올라 매크로파지 (PAM) 와 Marc-145 세포에서 분리되었습니다.IFA 분석 결과, PRRSV M 단백질 발현이 PAM 및 Marc-145 세포에서 관찰되었습니다.DLF와 DLW 균류가 성공적으로 분리되었다는 것을 나타냅니다.

그림 4 L8.7 줄기의 격리, 배양, 재조합 분석 및 특징적인 NSP2 아미노산 정렬

a) DLW 및 DLF 균류의 식별.PRRSV M 단백질을 겨냥한 일종 항체를 이용한 면역 형광 분석 (IFA) 은 PAMs와, DLF 감염, DLW 감염, HuN4 감염 그룹. 세포 핵은 DAPI로 반색되었습니다. 스케일 바 = 300 μm. (b) DLW에서 재조합 사건의 분석.(c) L8의 NSP2 단백질의 추출된 아미노산 염기서열의 정렬.7 줄기

# DLF와 DLW의 유전체 특성

DLF (PQ178809) 와 DLW (PQ178810) 의 전체 게놈 길이는 각각 15,324 및 15,323 뉴클레오티드 (폴리 (A) 꼬리를 제외) 이다.HuN4/DLW와 DLF/DLW는 98각각.67%, 95.78% 및 95.13% (아래 표에서 보여진 바와 같이).

NSP2 단백질의 염기서열 정렬은 DLF와 DLW가 CH-1a 균류 NSP2 단백질의 위치 482 및 533-561에서 30 개의 아미노산 (1 + 29 아미노산) 의 불연속 지지를 나타냈음을 밝혀 냈습니다..이 삭제 패턴은 L8와 일치합니다.7.3 (HP-PRRSV) (그림 4 (c)). DLF와 DLW가 재조합 사건에 관여했는지 조사하기 위해SimPlot 및 RDP4 소프트웨어를 사용하는 분석은 DLW가 재조합 이벤트를 경험했다는 것을 밝혀 냈습니다., DLW는 그렇지 않았습니다 (그림 4 ((b)). 이전 연구와이 연구에서 백신 균류와 야생 유형 균류를 구별하는 데 사용되는 기준에 따라 DLF와 DLW 모두 야생 유형 균류였습니다.

# 감염 된 돼지 새끼 의 임상 징후
도전된 돼지들은 7일마다 무게를 쳤으며, 혈액 샘플은 요오드당 0, 3, 5, 7, 10, 14, 21일마다 수집되었다. 실험 절차는 그림 5 (a) 에 나타난다.

HuN4 과 DLF 도전 그룹의 돼지 새끼는 모두 노출 후 2 일 내에 명백한 임상 증상 (침착, 기절, 소화불량 및 경련) 을 나타냈습니다.DLW 도전 그룹의 돼지들은 노출 후 3일 내에 PRRSV 감염의 전형적인 임상 징후를 보였다., 감염된 돼지 5마리 중 3마리가 기침, 졸음, 소화불량, 떨림 등을 경험했습니다.5°C) 4~6일 동안 (그림 5 (b)) 그리고 노출 후 12일 후에 죽기 시작했습니다., 노출 후 21일 내에 20%의 생존율을 보였습니다. (그림 5 (c)). DLF 도전 그룹의 돼지들은 노출 후 16일 내에 죽기 시작했습니다.노출 후 21일 후 60%의 생존율 (그림 5 (c))사망률이 낮았음에도 불구하고, 이 그룹의 열의 기간은 더 길었다 (7~15일) (그림 5 (b)). DLW 도전 그룹의 돼지들은 실험이 끝날 때까지 살아남았다.발열의 기간이 짧다 (1~8일) (그림 5 (b))통제 그룹의 돼지 새끼는 명백한 임상 증상을 보이지 않았고 연구 기간 동안 생존했습니다 (그림 5 (b, c)).

그림 5 (b) DLF, DLW 및 HuN4의 도전 후 직관 온도 경향.

그림 5 (c) DLF, DLW 및 HuN4에 대한 도전 후 생존율

돼지의 무게는 0, 7, 14, 21 dpi로 측정되었습니다.통계 분석 결과 DLF에 걸린 그룹에서 돼지 새끼의 평균 일일 체중 증가 (ADG) 이 감염되지 않은 돼지 새끼보다 1 ~ 7 dpi에서 훨씬 낮았습니다., 8 ~ 14 dpi 및 15 ~ 21 dpi (그림 5 ((d)). 감염되지 않은 돼지 새끼와 비교하면 HuN4에 도전 한 그룹의 돼지 새끼의 ADG는 8 ~ 14 dpi에서 현저히 낮았습니다.DLW에 도전하는 그룹에서 돼지 새끼의 ADG는 8에서 14 dpi에서 15에서 21 dpi에서 현저히 낮았습니다. (그림 5 ((d)).

그림 5 (d) DLF, DLW 및 HuN4 도전 그룹에서 평균 일일 체중 증가 변화

데이터는 평균 ± 표준편차 (실점 바) 로 표시됩니다. :p<0.05; :p<0.01; :p<0.001'**:p<0.0001ns: 통계적으로 유의미하지 않습니다.

# PRRSV 특유 항체에서 동적 변화
0, 3, 5, 7, 10, 14, 21 dpi에서 모든 돼지에게서 혈액 샘플을 채취했으며 상업용 ELISA 키트를 사용하여 PRRSV N 단백질에 특이 항체를 검출했습니다.결과는 PRRSV 특수한 항체 (S/P 비율 ≥ 0) 를DLF 및 HuN4에 도전 한 그룹에서 10 dpi에서 돼지 새끼에서 검출되었습니다. 14 dpi에 DLW에 도전 한 그룹에서 다섯 마리의 돼지 새끼 모두 항체 양성 (S / P 비율 ≥ 0.4) 이었습니다.실험이 끝날 때까지 도전된 그룹들의 S/P 비율은 계속 증가했습니다.실험 전체에 걸쳐 도전되지 않은 그룹에서 PRRSV 특수한 항체가 검출되지 않은 반면 (그림 5 (e)).

# 다른 조직에서 바이러스 부하와 바이러스 부하의 평가

역전환 양적 폴리메라즈 연쇄 반응 (RT- qPCR) 은 0, 3, 5, 7, 10, 14, 15에서 부검에서 얻은 혈청 표본과 10 개의 조직에서 바이러스 부하 분포를 분석하기 위해 사용되었습니다.그리고 도전 후 21일결과는 도전된 그룹에서 바이러스 혈소 수치가 도전 후 3 일 후에 증가하기 시작했음을 보여주었습니다.DLF와 DLW 그룹에서 도전 후 5일, HuN4 그룹에서 도전 후 7일 (그림 5 (f)) 에 정점을 찍습니다.바이러스 부하가 점차 감소했습니다. 도전 후 7 ~ 10 일 동안 도전 그룹 간의 바이러스 혈소 수준에서 상당한 차이가 관찰되었습니다. (그림 5 (f)).테스트 기간 내내 통제 그룹에서 바이러미아는 검출되지 않았습니다.같은 조직의 바이러스 부하의 차이점은 도전 그룹 사이에 관찰되었지만 이러한 차이점은 통계적으로 중요하지 않았습니다 (그림 5 (g)).ORF7 유전자 염기서열 분석 결과 표본에는 원래의 도전 균류가 포함되어 있다는 것이 확인되었습니다..

그림 5 (f) DLF, DLW 및 HuN4 도전에 의해 유발되는 바이러미아의 동적 변화

그림 5 (g) DLF, DLW 및 HuN4 도전 그룹의 다양한 조직에서 바이러스 부하 분석

# 부적절하고 히스토패톨로지적 손상
모든 HuN4 감염 돼지 새끼는 심각한 티믹 마비 (그림 6 ((a)) 를 보였다. DLF에 도전 한 그룹에서 네 마리의 돼지 새끼는 상당한 티믹 마비를 보였다.DLW에 도전 한 그룹에서 티믹 부진이 관찰되지 않았습니다 (그림 6 (b)(c)
HuN4에 도전한 그룹에 있는 5마리의 돼지 모두 폐 확장이 나타났습니다 (그림 6 (e)), 그 중 4마리의 턱 림프절 출혈이 있었습니다 (그림 6 (m)). DLF에 도전한 그룹에 있는 5마리의 돼지 중3명은 폐 결집 (그림 6 ((f)) 그리고 3명은 관절 림프절 출혈 (그림 6 ((n))DLW에 도전 한 5 마리의 돼지 중 2 마리가 폐 고집 (그림 6 (g)) 을 보였고 2 마리의 돼지는 턱 림프절에서 가벼운 출혈을 보였습니다 (그림 6 (o)).감염되지 않은 돼지 새끼의 장기 조직에서 중요한 병리학적 변화가 관찰되지 않았습니다 (그림 6 ((d)(h,p)).

HuN4에 도전한 돼지는 혈전과 함께 심각한 간막 폐렴을 일으켰습니다 (그림 6 (i)) 이 알베올라 세프타의 두꺼움과 단핵 세포 침투로 특징입니다.DLF와 DLW에 도전 한 그룹의 폐의 현미경적 병변은 비슷했습니다.DLF에 도전 한 그룹은 세로스 엑스수다트, 흑상 및 알베올라 피질 세포의 껍질을 벗기는 광범위한 염증 세포 침투를 보였다.그리고 기관지 부피 세포의 현저한 Nekrosis 및 껍질 벗기 (그림 6 ((j))DLW에 도전된 그룹은 광범위한 염증 세포 침투와 알베올라 세프타의 중대 확장을 보였다 (그림 6 (k)).도전된 그룹은 관절 림프절의 각기 다른 수준의 골수 출혈을 보였다 (그림 6 ((q-t))이 조직에 대한 병리학적 부종은 통제 돼지에서 관찰되지 않았습니다 (그림 6 (i, t)).

그림 6 다른 도전 그룹에서 전체 및 Histological 폐 손상

HuN4 또는 DLF에 도전한 돼지들은 다양한 수준의 티믹 마비 (a, b) 를 나타냈습니다.HuN4 및 DLF 감염 그룹은 폐 통합과 함께 심각한 간막 폐렴을 일으켰습니다., f) 및 림프절 출혈 (i, j), DLW 감염 그룹은 폐 통합 (g) 및 림프절 출혈 (o) 와 함께 가벼운 간막 폐렴을 보였다.도전 한 그룹 의 폐 조직 은 횡성 폐렴 의 다양한 정도 를 나타 냈습니다, 광범위한 염증 세포 침투, 알베올라 피질 과잉 분비 및 알베올라 세프타 (i- k) 의 확장으로 특징입니다.골수 출혈이 검증된 그룹의 턱 림프절에서 관찰되었습니다 (q-t), 하지만 통제 그룹 (r) 에서는 아닙니다.

결론

L8.7 계통은 중국에서 발견된 가장 오래된 PRRSV 계통이며 25 년 이상 유통되어 왔습니다. 2006 년, HP-PRRSV, 고전적인 PRRSV에서 파생 된 균류는높은 열로 특징인 중국에서 전염병을 일으켰습니다.그 후, 이 균류는 중국과 아시아 전역에 널리 퍼졌고, 상당한 돌연변이를 겪었습니다.HP-PRRSV 및 그 변종은 중국에서 지배적인 균류가 되었습니다., 그러나 새로운 L8.7 PRRSV의 역학 패턴, 분자 진화 및 병원성 연구에 대한 연구는 아직 개발되지 않았습니다. 따라서이 연구는 L8에 초점을 맞추었습니다.7 PRRSV 및 포괄적이고 체계적인 분석을 수행했습니다..

L8.7 균류의 초점은 주로 그들의 병원성, 특히 2006년 L8에 의한 유행 이후였습니다.7.3 균류 (HP-PRRSV). 따라서이 연구는 가장 지배적인 HP-PRRSV와 유사한 균류 (L8.7.5: DLF; L8.7.6: DLW) 는 L8.7 계통 내에서 나타났습니다. 결과는 HP-PRRSV와 유사한 줄기 (DLF 및 DLW) 의 바이러스성이 HP-PRRSV (HuN4) 에 비해 감소했음에도 불구하고일일 체중 증가, 열의 온도와 지속 기간이 감소하고, 티미스 마비의 차이) 는 여전히 상당한 병원성을 나타냈습니다.이 연구에서 바이러스성 (virulence) 은 접종 후 7일과 10일 후에 도전된 돼지 새끼의 혈청 바이러스 부하와 상관관계가 있습니다.따라서 생존율, 발열 온도 및 기간,소리말의 PRRSV 병원성의 중요한 지표입니다..