돼지 유행성 설사 바이러스(PEDV)는 전 세계 돼지 산업의 주요 병원체입니다. 2010년 이전에는 CV777 백신이 고전적인 균주를 근절했습니다. 그러나 2010년 이후 중국에서 GII 유행이 발생하여 돼지 새끼 사망률이 90%를 초과했습니다. 고전적인 백신의 실패는 바이러스가 항원 변이 또는 재조합을 통해 면역을 회피할 수 있음을 보여주었으며, 구체적인 메커니즘은 아직 밝혀지지 않았습니다.
2025년 7월 2일, 서북 농림대학교와 란저우 수의학 연구소의 연구팀은 1,109개의 PEDV 균주를 기반으로 한 연구 결과를 BMC Vet Res 저널에 발표하여 S 유전자 돌연변이, 재조합 핫스팟 및 당화 변이를 밝혀 백신 개발에 핵심적인 지원을 제공했습니다.
결과에 따르면 GII 균주(87.38%)는 COE 영역(L521H 등)의 고빈도 돌연변이, 도메인 0 재조합 핫스팟 및 N62/N118 당화 변이를 통해 PEDV 진화와 유병률을 주도하여 수용체 결합 및 면역 회피를 강화했습니다.
서론
우리나라 1,109개의 PEDV 균주의 S 유전자 분석 결과, GII 균주(우세종, GIIa/b/c 결합이 85% 이상 차지)가 "시알산 결합 및 면역 회피"라는 이중 전략을 통해 진화한다는 사실이 밝혀졌습니다. 이들의 재조합 핫스팟(D0 도메인)과 고유한 당화 패턴(N62/N118 부위)은 종간 전파를 유도하여 백신 최적화 및 지역 예방 및 관리에 핵심적인 통찰력을 제공합니다.
연구 결과
1. GII 균주가 우세함
계통 발생 트리는 중국의 PEDV 균주가 GI(고전) 및 GII(변이)의 두 가지 주요 계통에 속하며 6개의 아형을 포함함을 보여줍니다. 2010년 이후 GII가 우세한 유행 균주가 되었습니다. GIIa의 비율은 2014년부터 감소하고 있으며, GIIc는 꾸준히 증가하고 있습니다. GIIb는 안정적으로 유지되며, 후자의 두 아형이 현재 주요 유행 균주를 구성합니다.
그림 1. 본 연구에서 1099개의 PEDV 분리주의 S 유전자 서열의 계통 발생 분석.
Gla (노란색), Glb (갈색), S-INDEL (보라색),
GIIa (빨간색), GIIb (파란색), GIIc (녹색).
그림 2. 연도별 다른 바이러스 아형의 상대적 빈도.
그림 3. 중국의 다른 지역에서 PEDV의 지리적 분포
성은 거리에 따라 북중국, 동북중국, 화동, 중남중국, 화남, 서남중국, 서북중국의 7개 지역으로 나뉩니다.
결론: 지리적 분포 분석 결과 광둥성, 쓰촨성, 허난성이 PEDV 유병률이 가장 높습니다.
2. S 단백질 아미노산 돌연변이
다양한 균주의 S 단백질에서 중화 에피토프를 비교한 결과, COE 영역에서 L521H 및 S523G를 포함한 8개의 흔한 고빈도 돌연변이와 아형 간 A517S 변이가 나타났습니다. SS6 영역은 Y766S 돌연변이가 지배적입니다. GIIa 균주는 608-609 위치에 핵심적인 삽입이 있습니다. SS2 및 2C10 에피토프는 고도로 보존되어 있어 바이러스가 표적 에피토프 돌연변이를 통해 면역 압력을 회피함을 시사합니다.
그림 4. 중국 PEDV S 단백질에서 중화 에피토프 SS2 (A),
SS6 (B), 2C10 (C) 및 COE (D)의 아미노산 돌연변이 분석
결론: GII 균주는 COE 및 SS6 영역(예: L521H/S523G, Y766S)에서 빈번한 돌연변이를 나타내지만, SS2 및 2C10 에피토프는 고도로 보존되어 중화 항체를 회피할 수 있습니다.
3. 재조합 분석
연구에 따르면 재조합은 PEDV 바이러스 진화의 핵심 동력입니다. 분석 결과 GII 균주는 PEDV 균주의 S 유전자에서 최근 재조합 사건의 주요 부모 소스입니다.
구체적으로: GIb 재조합 균주는 대부분 GI와 GII 균주의 재조합으로 형성되며, 재조합 영역은 모두 도메인 0을 포함합니다. GIIb 재조합 균주는 주로 서로 다른 GIIb 균주의 재조합으로 생성되며, 재조합 영역은 대부분 HR2, TM 및 도메인 0을 포함합니다. GIIc 재조합 균주의 일부는 GIIb 균주의 재조합에서 유래하며, 영역은 기본적으로 S1 및 S2의 FP 및 HR1을 포함하는 반면, 다른 부분은 GIa와 GIIb 균주의 재조합이며, 재조합 영역도 도메인 0을 포함합니다.
표 1. 2020년부터 2024년까지 중국에서 282개의 PEDV 균주의 S 유전자 재조합 사건에 대한 정보
결론: 최근 몇 년 동안 S 유전자 재조합 사건은 주로 GII 균주에서 발생했으며, 모든 재조합 유형은 도메인 0과 같은 핵심 영역을 포함합니다.
4. N-당화 부위 변이
연구에 따르면 N-당화는 PEDV 침입 및 면역 회피에 매우 중요합니다. G1 균주(G1a/G1b/S-INDEL 포함)는 CV777 균주와 유사한 당화 패턴을 가지며 새로 추가된 부위가 없습니다. 그러나 GII 균주(GIIa/GIIb/GIIc)는 도메인 0에 새로 추가된 고도로 특이적인 부위(즉, N62 및 N118)를 나타내어 바이러스-숙주 상호 작용 및 면역 인식을 잠재적으로 영향을 미칩니다.
그림 6. CV777 백신 균주와 비교하여, 서로 다른 PEDV 아형의 S 단백질은 주요 N-당화 부위 수에서 차이를 나타냅니다.
결론: CV777 균주와 비교하여 모든 아형은 일반적으로 127, 511, 553 부위에서 당화를 잃었습니다. 한편, 아형 GII는 62 및 118 부위에서 새로운 당화 패턴을 획득했습니다.
요약
본 연구는 중국의 PEDV 바이러스의 세 가지 주요 진화적 특징을 밝혀냈습니다. GII 아형은 D0 도메인에서 돌연변이를 통해 "높은 시알산 친화력 및 면역 회피"라는 이중 이점을 달성합니다. D0 영역에 집중된 재조합 핫스팟은 적응 진화를 유도합니다. N62/N118 부위의 당화 변형은 면역 회피를 매개합니다.
따라서 표적 예방 및 관리 전략이 제안됩니다. 비당화 에피토프를 표적으로 하는 다가 mRNA 백신 개발, 재조합 핫스팟을 기반으로 한 감시 시스템 구축, 종간 전파 위험 평가.
담당자: Mr. Huang Jingtai
전화 번호: 17743230916
