اخبار شرکت یک تیم سیچوان یک سویه ویروس نوترکیب PRRSV بسیار بیماری‌زا را کشف کرد: ترکیب واکسن و نوع وحشی

در تاریخ ۲ ژوئیه ۲۰۲۵، تیمی به سرپرستی ژانگ ژیدونگ و ژو لانگ از دانشکده علوم دامی و دامپزشکی دانشگاه ملی جنوب غربی، با همکاری آکادمی علوم دامی سیچوان، آخرین تحقیقات خود را در مجله بین‌المللی *Frontiers in Veterinary Science* منتشر کردند و یک سویه جدید ویروس سندرم تولید مثل و تنفسی خوک (PRRSV) به نام GX2024 را گزارش کردند که ناشی از ترکیبی از یک ویروس وحشی و یک واکسن زنده تعدیل شده (MLV) است. این سویه از یک مزرعه خوک در استان سیچوان، چین، جدا شد و در خوک‌های جوان بیماری‌زایی فوق‌العاده بالایی (۱۰۰٪ مرگ و میر) نشان داد.

نکات برجسته تحقیق

• اولین کشف ویژگی‌های بسیار ویروسی سویه نوترکیب PRRSV نوع L1C.5 RFLP-1-4-4 در چین

• این سویه از سه منبع نوترکیب شده است: یک سویه وحشی شبیه NADC30 (L1C.5) + یک سویه بسیار بیماری‌زا شبیه JXA1 (L8E) + یک سویه واکسن زنده تجاری RespPRRS MLV (L5A)

• عفونت خوک‌های جوان باعث تب بالا (۴۰–۴۲ درجه سانتی‌گراد)، خونریزی شدید ریوی و ادم شد و همه خوک‌های جوان در عرض ۱۴ روز مردند.

• این نشان می‌دهد که واکسن‌های MLV فعلی خطر نوترکیبی و فرار ایمنی در مناطق بومی وحشی را دارند.

در سال ۲۰۲۴، یک تیم تحقیقاتی سقط جنین و مرده‌زایی در خوک‌های ماده و مرگ و میر حاد در خوک‌های جوان در یک مزرعه خوک در سیچوان کشف کردند. جداسازی سلولی و تجزیه و تحلیل توالی‌یابی کل ژنوم تأیید کرد که سویه جدید GX2024 متعلق به نوع L1C.5 از شجره PRRSV-2 است.

تجزیه و تحلیل ژنتیکی بیشتر نشان داد که این سویه یک ویروس نوترکیب چندگانه است که از یک سویه وحشی شبیه NADC30، یک سویه بسیار بیماری‌زا شبیه JXA1 و یک سویه واکسن زنده تعدیل شده (MLV) نوترکیب شده است.

آزمایش‌های چالش حیوانی نشان داد که GX2024 بسیار بیماری‌زا است. خوک‌های جوان آلوده در مدت زمان کوتاهی مردند و ذات‌الریه خونریزی‌دهنده شدید و ادم ریوی، گره‌های لنفاوی به طور قابل توجهی بزرگ شده و خونریزی‌دهنده، افزایش سریع بار ویروسی و افزایش قابل توجه سطح آنتی‌بادی سرم را نشان دادند.

مقدمه

سندرم تولید مثل و تنفسی خوک (PRRS) یکی از مخرب‌ترین بیماری‌های ویروسی در صنعت خوکداری جهانی است. در سال‌های اخیر، سویه شبیه NADC30 (L1C) به تدریج به سویه غالب در گردش در مزارع خوک چینی تبدیل شده است، در حالی که ظهور نوع RFLP 1–4-4 توجه جهانی را به خود جلب کرده است.

با توجه به همزیستی خطوط مختلف سویه‌ها و واکسن‌های زنده، رویدادهای نوترکیبی ژن PRRSV مکرر است که منجر به جهش‌های ویروسی پیچیده و مشکلات در کنترل واکسن می‌شود.

نتایج تحقیق

۱. جداسازی و شناسایی سویه جدید GX2024:

• بافت ریه از خوک‌های جوانی که علائم شدید تنفسی داشتند از یک مزرعه خوک در سیچوان که با واکسن RespPRRS MLV واکسینه شده بودند، جمع‌آوری شد. سویه PRRSV GX2024 با استفاده از سلول‌های Marc-145 و ماکروفاژهای آلوئولی خوک (iPAMs) جدا شد، با ژنوم کامل به طول ۱۵۰۱۸ نوکلئوتید (شماره دسترسی GenBank: PV362838).

شکل ۱. جداسازی ویروس PRRSV GX2024

(الف) iPAM و سلول‌های Marc-145 با PRRSV GX2024 تلقیح شدند و ۶۰ ساعت پس از عفونت شناسایی شدند. (ب) سنجش پلاک سویه GX2024 با استفاده از سلول‌های iPAM با رقت ۱۰⁻¹⁰ از محلول ذخیره ویروس انجام شد. (ج) سلول‌های iPAM و Marc-145 با کشت ویروس نسل ششم به مدت ۴۸ ساعت آلوده شدند و IFA با استفاده از آنتی‌بادی مونوکلونال ضد-N PRRSV انجام شد. هسته‌های سلولی با DAPI رنگ‌آمیزی شدند. مقیاس = ۷۵ میکرومتر.

• ژن NSP2 این سویه دارای حذف ناپیوسته ۱۳۱ اسید آمینه است که با سویه NADC30 (۱۱۱ اسید آمینه حذف شده در موقعیت‌های ۳۲۲-۴۳۲، ۱ اسید آمینه حذف شده در موقعیت ۴۸۳ و ۱۹ اسید آمینه حذف شده در موقعیت‌های ۵۰۴-۵۲۲) مطابقت دارد و پروتئین GP5 دارای جهش‌های اسید آمینه منحصر به فرد (Pⁱ⁵→Lⁱ⁵، F²³→S²³ و غیره) است که به طور قابل توجهی با سویه‌های L1C در داخل و خارج از کشور متفاوت است.

شکل ۲. هم‌ترازی اسید آمینه چندگانه NSP2 و GP5

(الف) سه حذف ناپیوسته (مناطق آبی) در موقعیت‌های اسید آمینه ۳۲۲–۴۳۲، ۴۸۳ و ۵۰۴–۵۲۲ در NSP2 از GX2024 و سویه‌های شبیه NADC30 وجود دارد. مناطق قرمز روشن حذف اسید آمینه را در ویروس سندرم تولید مثل و تنفسی خوک بسیار بیماری‌زا (HP-PRRSV، سویه شبیه JXA1) نشان می‌دهند. (ب) هم‌ترازی چندگانه توالی اسید آمینه GP5 از سویه GX2024 و ۱۷ سویه مرجع PRRSV L1C از چین و ایالات متحده. کادرهای بنفش مناطق پپتید سیگنال را نشان می‌دهند، کادرهای قرمز مناطق فوق‌العاده متغیر (HVR1 و ۲) را نشان می‌دهند و کادرهای زرد دامنه‌های غشایی (TM1، ۲ و ۳) را نشان می‌دهند.

۲. تجزیه و تحلیل نوترکیبی ژنومی منشأ نوترکیبی سه‌گانه را تأیید می‌کند:

تجزیه و تحلیل با استفاده از نرم‌افزار RDP4 و SimPlot پنج نقطه شکست نوترکیبی را در ژنوم GX2024 نشان داد که در مناطق ORF1a، ORF1b، ORF3 و ORF4 قرار داشتند:

• مناطق ORF1a (1-1868nt) و ORF1b (3565-9392nt) بیشترین همولوژی را با سویه شبیه JXA1 (L8E) نشان دادند;

• منطقه ORF3 (12688-13172nt) ۹۰.۱٪ همولوژی را با سویه واکسن RespPRRS MLV نشان داد که بالاتر از سویه والد آن VR-2332 است;

• مناطق باقی‌مانده (1869-3564nt، 9393-12687nt و غیره) همولوژی بالایی با سویه شبیه NADC30 (L1C.5) نشان دادند و آن را به عنوان یک سویه نوترکیبی سه‌گانه تأیید کردند.

جدول ۱. مقایسه هویت نوکلئوتیدی بین GX2024 و ۱۱ سویه مرجع PRRSV

جدول ۲. اطلاعات رویداد نوترکیبی شناسایی شده در GX2024

شکل ۳. تجزیه و تحلیل نوترکیبی ژنومی سویه GX2024

۳. آزمایش بیماری‌زایی: ۱۰۰٪ مرگ و میر، خطر بالا را برجسته می‌کند

یک آزمایش چالش بر روی ۹ خوک جوان چهار هفته‌ای بدون آنتی‌بادی PRRSV (۵ چالش، ۴ کنترل) انجام شد:

• خوک‌های جوان چالش‌دیده در روز ۳ تب بالایی بالای ۴۰ درجه سانتی‌گراد ایجاد کردند و علائمی مانند ناراحتی تنفسی، آتاکسی و اسهال در روزهای ۴ تا ۱۴ ظاهر شد. همه خوک‌های جوان در عرض ۱۴ روز مردند (نرخ مرگ و میر ۱۰۰٪)؛ گروه کنترل هیچ ناهنجاری نشان نداد.

شکل ۴. تجزیه و تحلیل بیماری‌زایی سویه PRRSV GX2024 در خوک‌های جوان

(الف) طراحی آزمایش حیوانی این مطالعه. (ب) دمای رکتال خوک‌های جوان تلقیح شده با GX2024 و آلوده نشده با محیط RPMI-1640. مقدار قطع برای تب بالینی در ۴۰.۰ درجه سانتی‌گراد تنظیم شد. (ج) نمرات علائم بالینی در روزهای ۳، ۷، ۱۰ و ۱۴ در طول آزمایش چالش. نمرات شامل علائم بالینی، علائم تنفسی و علائم عصبی بود. (د) منحنی‌های بقا و مرگ و میر خوک‌های جوان تلقیح شده. (ه) میانگین افزایش وزن هفتگی خوک‌های جوان تلقیح شده در طول آزمایش چالش.

معاینه پاتولوژیک، استحکام شدید، ادم و خونریزی در بافت ریه خوک‌های جوان چالش‌دیده، ضخیم شدن سپتوم‌های آلوئولی، نکروز سلول‌های اپیتلیال، مرزهای تار بین قشر و مدولای گره‌های لنفاوی، کاهش لنفوسیت‌ها و خونریزی را نشان داد. ایمونوهیستوشیمی وجود مقادیر زیادی آنتی‌ژن PRRSV را در ریه‌ها و گره‌های لنفاوی تأیید کرد.

شکل ۵. مشاهده ضایعات ریه و گره لنفاوی در خوک‌های جوان تلقیح شده

• تشخیص بار ویروسی نشان داد که بار ویروسی سرم ۷ روز پس از چالش به اوج خود رسید و بار ویروسی در بافت ریه به طور قابل توجهی بالاتر از سایر بافت‌ها بود. علاوه بر این، همه خوک‌های جوان چالش‌دیده در عرض ۷ روز آنتی‌بادی‌های خاص PRRSV تولید کردند (S/P>0.4).

شکل ۶. بار ویروسی در سرم و بافت‌ها و تشخیص آنتی‌بادی‌های خاص ویروس سندرم تولید مثل و تنفسی خوک (PRRSV)

خلاصه

این مطالعه برای اولین بار یک سویه PRRSV L1C.5 RFLP-1-4-4 بسیار بیماری‌زا را گزارش می‌کند که از یک سویه وحشی و یک سویه واکسن نوترکیب شده است که برای خوک‌های جوان بسیار کشنده است. ظهور این سویه یک چالش جدی برای استراتژی‌های کنترل واکسن PRRS فعلی ایجاد می‌کند و نیاز به نظارت تقویت‌شده ویروس، طراحی بهینه واکسن و تأکید بر ایمنی زیستی و اقدامات پیشگیری و کنترل یکپارچه را برجسته می‌کند.