회사 소식 최신 연구 공유. 한남 지방의 돼지 농장에서 바이러스성 강화를 가진 GIII 게타바이러스 변종의 유병률

게타 바이러스(GETV)는 다양한 동물과 인간에게 위협이 되는 새로운 모기 매개 바이러스입니다. 2024년 7월부터 9월까지, GETV의 집중적인 발생이 허난성 전역의 돼지 농장에서 발생하여 최근 몇 년 동안 중국 본토에서 가장 광범위하고 집중적인 발생 중 하나로 기록되었습니다.

2024년 7월부터 9월까지, 게타 바이러스(GETV)의 집중적인 발생이 허난성 여러 돼지 농장에서 발생했습니다. 31개 돼지 농장에서 27개의 균주가 분리되었으며, 그 중 22개는 계통 발생 나무에서 독특한 클러스터를 형성하고 nsP3 및 E2 단백질에서 아미노산 돌연변이를 보였습니다.

실험 결과, 이 GIII 변종은 새끼 돼지에서 현저하게 향상된 병원성을 보였으며, 100% 치사율을 나타냈고, 쥐에서도 높은 병원성을 보였습니다. 이 연구는 허난성 돼지 농장에서 발생한 대규모 GETV 발생에 대한 최초의 체계적인 조사로, GIII 변종의 향상된 독성과 분자적 특성을 밝혀냈습니다.

서론

게타 바이러스(GETV)는 다양한 동물을 감염시키고 심지어 인간에게 위협이 될 수 있는 단일 가닥, 양성 가닥 RNA 바이러스입니다. 2024년 7월부터 9월까지, GETV의 집중적인 발생이 허난성 상업용 돼지 농장에서 발생하여 27개의 균주가 분리되었습니다. GIII 변종은 주요 병원성 균주였으며, 이전 균주에 비해 증가된 독성을 보였습니다. 이 연구는 GETV의 분자 역학 및 병원성을 이해하는 데 참고 자료를 제공합니다.

재료 및 방법

이 연구에서는 돼지 GETV 분리주 HNJZ-S1을 배양하기 위해 BHK-21 및 PK-15 세포를 사용했습니다. 허난성과 산시성의 의심되는 감염된 돼지 농장에서 바이러스 핵산을 추출하고 cDNA를 합성했습니다. PCR/RT-PCR을 통해 바이러스 검출을 수행했습니다. 양성 샘플은 세포에서 분리, 정제 및 확인되었습니다. 바이러스 성장 특성 및 플라크 형성을 결정했습니다. E2 유전자와 전체 게놈을 증폭, 복제 및 시퀀싱하여 서열 정렬 및 계통 발생 분석을 수행했습니다.

동물 실험에서 GETV 음성 새끼 돼지와 2일령 SPF 젖먹이 쥐에게 바이러스를 근육 내 또는 피하 주사했습니다. 임상 증상 또는 사망률을 관찰하고 혈액 및 조직에서 바이러스 부하를 측정했습니다. 조직 샘플에서 바이러스 RNA를 추출하고 cDNA를 합성한 다음 SYBR Green qPCR로 검출했습니다. 데이터는 평균 ± SD로 표시하고 GraphPad Prism 9.0을 사용하여 분석했습니다.

연구 결과

1. GETV 샘플 수집 및 바이러스 검출

2024년 7월, 허난성 주마뎬시의 한 돼지 농장에서 3~10일령 새끼 돼지에서 높은 사망률의 발생이 발생하여 발병률 30%, 사망률 80%를 기록했습니다. 실험실 확인 결과, 이 발생은 단일 GETV 균주에 의해 발생했습니다. 이후, 허난성 전역의 돼지 농장에서 의심되는 GETV 발생이 발생했습니다. 임상 샘플 수집 결과, 18개 현급시 중 12개, 157개 현 중 21개에서 발생이 확인되었습니다(그림 1(a)). 7월부터 9월까지 각각 1건, 15건, 16건의 발생이 있었습니다. 새끼 돼지에서 주요 증상은 심한 설사, 운동 실조, 뒷다리 쇠약이었습니다. 부검 결과, 부어오르고 출혈성 림프절병증, 폐 출혈, 산재된 표재성 출혈, 피하 부종이 나타났습니다(그림 1(b)). 36개의 GETV 양성 샘플 중, PDCoV, PCV2 또는 JEV와 공동 감염된 경우는 2건뿐이었고, 나머지는 단일 GETV에 감염되었습니다(그림 1(c)).

그림 1. 허난성 돼지 농장에서의 GETV 발생 개요

(a) 허난성에서 GETV 양성 돼지 농장의 분포. (b) 이번 발생 동안 감염된 새끼 돼지에서 나타난 육안적 조직 병변.

(c) 조직 샘플에서 GETV 및 기타 바이러스의 PCR 확인.

결론: 허난성 여러 농장의 새끼 돼지에서 GETV 감염이 발생했으며, 주로 단일 바이러스에 의해 발생했습니다. 임상 증상으로는 설사, 운동 실조, 뒷다리 쇠약이 있었으며, 소수의 샘플에서 혼합 감염이 발생했습니다.

2. GETV의 분리, 확인 및 역가 측정

36개의 양성 샘플에서 28개의 GETV 균주가 BHK-21 세포에서 성공적으로 분리되었습니다. HNzk-XH1 및 HNzmd-XP1은 GETV로 확인되었습니다. BHK-21 또는 PK-15 세포에서 감염 후 48시간 만에 세포 수축, 둥글어짐, 박리 등 대조군에 비해 현저한 세포 병변이 관찰되었습니다. RT-PCR 및 전자 현미경 검사를 통해 바이러스의 정체를 추가로 확인했습니다. 증식 곡선은 두 바이러스 균주의 성장 역학이 유사하며, 감염 후 36시간에 최고조에 달한 후 감소하는 것으로 나타났습니다. 플라크 분석 결과, 두 바이러스 균주의 플라크 크기는 유사했지만, 수는 달랐습니다.

그림 2. GETV의 분리 및 특성화

(A) HNzk-XH1 또는 HNzmd-XP1으로 BHK-21 및 PK-15 세포를 감염시킨 후 12~36시간 이내에 세포 병변 효과가 관찰되었습니다.

(B) RT-PCR로 GETV 분리주를 확인했습니다. (C) 전자 현미경으로 GETV 입자 형태를 검사했습니다.

(d) BHK-21 및 PK-15 세포에서 HNzk-XH1 또는 HNzmd-XP1의 성장. (e) BHK-21 세포에서 GETV의 플라크 형태.

결론: 돼지 농장 샘플에서 GETV 균주 HNzk-XH1 및 HNzmd-XP1이 성공적으로 분리되었습니다. 두 균주 모두 세포에서 현저한 세포 병변 효과를 유발했으며, 유사한 성장 역학 및 역가 변화를 보였지만, 플라크 수에서는 차이를 보였습니다.

3. 시퀀싱 및 계통 발생 분석

본 연구에서 얻은 전체 게놈 서열(GenBank 접근 번호: PQ658739–PQ658750) 및 E2 유전자 서열(GenBank 접근 번호: PQ658751–PQ658766)은 GenBank에 제출되었습니다. 전체 게놈 상동성 분석 결과, 분리주 간의 뉴클레오티드 동일성은 98.4%~100.0%였고, 아미노산 동일성은 99.3%~100.0%였습니다. 참조 균주와 비교했을 때, 이 분리주의 GI, GII, GIV 및 GIII와의 뉴클레오티드 동일성은 각각 94.8%~95.0%, 96.9%~97.0%, 95.6%~97.3%, 96.9%~99.8%였습니다. 아미노산 동일성은 각각 98.5%~98.8%, 98.9%~99.1%, 98.3%~99.5%, 98.7%~100.0%였습니다.

28개의 분리주와 12개의 전체 게놈의 E2 유전자를 기반으로 한 계통 발생 분석 결과, 모든 분리주가 GIII에 속하며, 다른 그룹과 거리가 멀다는 것이 밝혀졌습니다(그림 3(a,b)). 대부분은 GDHYLC23 변종과 함께 클러스터를 이루었습니다(그림 3(b)). 아미노산 서열 정렬 결과, 이 분리주의 nsP3 및 E2 단백질에서 4개의 고유한 돌연변이가 나타났습니다(그림 3(c)). nsP3 P329S 돌연변이는 ZBD 영역에 위치하고, A381T 및 V503G 돌연변이는 HVD 영역에 위치하며, E2 단백질은 323번 위치에 D323E 돌연변이를 가지고 있습니다. 이러한 특성을 바탕으로, 이 클레이드의 분리주는 GIII 변종으로 확인되었습니다.

그림 3. 분리주의 계통 발생 분석 및 아미노산 서열 정렬. E2(a) 및 전체 게놈(b)을 기반으로 한 분리주의 계통 발생 분석.

결론: 본 연구의 분리주는 모두 GIII 유전형에 속하며, 다른 유전형과 거리가 멀고, nsP3 및 E2 단백질에서 고유한 아미노산 돌연변이를 가지고 있어, 이 분리주가 GIII 변종임을 확인합니다.

4. 새끼 돼지에서 GETV HNzk-XH1 균주의 병원성

상업용 돼지 농장에서의 GETV 발생의 높은 사망률과 BHK-21 및 PK-15 세포에서 분리된 GETV 바이러스의 높은 역가로 인해, 더 높은 역가의 HNzk-XH1 균주를 본 연구에서 병원성 평가에 사용했습니다. 챌린지 그룹의 새끼 돼지에게 10⁷TCID₅₀의 HNzk-XH1 균주를 근육 내 주사했고, 대조군에는 동일한 부피의 DMEM 배지를 주사했습니다. 챌린지 후 24시간 만에 챌린지 그룹의 새끼 돼지에서 설사가 발생했고, 1.5일 후 뒷다리 마비가 나타났습니다. 이틀 후, 일부 새끼 돼지가 사망했고, 4일 이내에 모든 새끼 돼지가 사망하여 100% 사망률에 도달했습니다(그림 4(c)). 임상 증상 점수는 HNzk-XH1 그룹이 대조군보다 현저하게 더 심각한 증상을 보였습니다(그림 4(b)). 사망한 새끼 돼지는 즉시 부검했고, 대조군은 8일 후에 부검했습니다. HNzk-XH1 그룹의 소장 벽은 현저하게 얇아졌고, 노란색의 물 같은 내용물이 있었으며, 대조군의 소장은 정상적이었습니다(그림 4(a)). RT-qPCR 분석 결과, 챌린지 후 이틀째에 채취한 혈액에서 GETV nsP1 유전자 복제수는 10⁶/ml에 가까웠고, 대조군에서는 바이러스가 검출되지 않았습니다(그림 4(d)). 새끼 돼지의 간, 폐, 신장, 비장, 소장 및 뇌 조직 검사 결과, HNzk-XH1 감염 그룹의 모든 장기에서 높은 바이러스 부하가 나타났고, 대조군에서는 GETV RNA가 검출되지 않았습니다(그림 4(e)).

그림 4. 새끼 돼지에서의 병원성

(a) 감염된 새끼 돼지의 임상 증상 및 부검 결과. (b) 감염된 새끼 돼지의 임상 점수.

(c) 감염된 새끼 돼지의 생존율. (d) 감염된 새끼 돼지의 감염 후 2일째 혈액 내 바이러스 RNA 수준.

(e) 감염 후 사망하거나 안락사된 새끼 돼지의 다양한 장기 내 바이러스 RNA 수준.

결론: HNzk-XH1 균주는 새끼 돼지에게 매우 병원성이 높으며, 심각한 임상 증상과 사망을 빠르게 유발합니다. 바이러스는 혈액 및 주요 장기에 광범위하게 존재합니다. 대조군에서는 이상이 관찰되지 않았습니다.

5. HNzk-XH1 변종에 감염된 젖먹이 쥐의 병리학적 변화

본 연구는 젖먹이 쥐가 GETV의 독성을 연구하기 위한 이상적인 모델임을 보여줍니다. 실험 결과, HNzk-XH1 변종에 젖먹이 쥐를 감염시키면 뒷다리 마비 및 성장 지연이 발생하고(그림 5(a)), 다양한 용량에서 빠른 사망을 초래했습니다. 반면, HNZJ-S1 균주는 덜 치명적이었고, 낮은 용량으로 감염된 젖먹이 쥐는 생존하여 정상적인 체중을 얻었으며, 이는 두 균주의 병원성에 상당한 차이가 있음을 나타냅니다.

그림 5. HNzk-XH1 및 HNZJ-S1의 병원성 비교

(a) 젖먹이 쥐의 감염 임상 증상. (b) 다양한 용량의 HNzk-XH1 균주에 감염된 젖먹이 쥐의 생존율.

(c) 다양한 용량의 HNZJ-S1 균주에 감염된 젖먹이 쥐의 생존율. (d) 다양한 용량의 HNzk-XH1 균주에 감염된 젖먹이 쥐의 체중 변화.

(e) 다양한 용량의 HNZJ-S1 균주에 감염된 젖먹이 쥐의 체중 변화.

결론: HNzk-XH1 변종은 젖먹이 쥐에게 매우 병원성이 높으며, 뒷다리 마비, 성장 지연 및 빠른 사망을 유발합니다. HNZJ-S1 균주는 덜 병원성이 있으며, 낮은 용량으로 감염된 젖먹이 쥐는 생존하여 정상적인 체중을 유지하며, 이는 두 균주의 독성에 상당한 차이가 있음을 나타냅니다.

결론

본 연구는 2024년 7월부터 9월까지 허난성 돼지 농장에서 발생한 GETV 발생이 GIII 그룹의 독립적인 분기 변종으로 확인되었으며, E2 및 nsP3 단백질에서 4개의 고유한 아미노산 돌연변이를 가지고 있음을 보여줍니다. 이전 분리주에 비해, 이 변종은 향상된 독성을 보이며, 발생 전에 돼지와 모기를 통해 조용히 전파되었을 수 있습니다. 기후 조건과 돼지 농장의 순환 패턴이 유행의 확산을 가속화했습니다. 현재 중국에서는 백신이 없으므로, 강화된 감시와 예방 및 통제 전략의 적시 조정이 필요합니다.