اخبار شرکت پیشرفت جدید در تحقیقات تکامل PEDV | تجزیه و تحلیل سیستماتیک ژن S از 1109 سویه در چین

ویروس اسهال همه‌گیر خوکی (PEDV) یک پاتوژن اصلی در صنعت خوکداری جهانی است. قبل از سال 2010، واکسن CV777 سویه کلاسیک را ریشه کن کرد. با این حال، پس از سال 2010، یک همه‌گیری GII در چین شیوع یافت (با میزان مرگ و میر بچه خوک‌ها بیش از 90%). شکست واکسن کلاسیک نشان داد که ویروس ممکن است از طریق رانش آنتی‌ژنی یا نوترکیبی از ایمنی فرار کند و مکانیسم خاص آن هنوز باید روشن شود.

در 2 ژوئیه 2025، تیمی از دانشگاه A&S شمال غربی و مؤسسه دامپزشکی لانژو مطالعه‌ای را در مجله BMC Vet Res بر اساس 1109 سویه PEDV منتشر کردند که جهش‌های ژن S، نقاط داغ نوترکیبی و تغییرات گلیکوزیلاسیون را نشان داد و پشتیبانی کلیدی را برای توسعه واکسن فراهم کرد.

نتایج نشان داد که سویه‌های GII (87.38%) تکامل و شیوع PEDV را از طریق جهش‌های با فرکانس بالا در ناحیه COE (مانند L521H)، نقاط داغ نوترکیبی دامنه 0 و تغییرات گلیکوزیلاسیون N62/N118 هدایت می‌کنند و اتصال به گیرنده و فرار از ایمنی را افزایش می‌دهند.

مقدمه

تجزیه و تحلیل ژن S از 1109 سویه PEDV در کشور من نشان داد که سویه‌های GII (غالب، با GIIa/b/c که روی هم بیش از 85٪ را تشکیل می‌دهند) از طریق یک استراتژی دوگانه از "اتصال به اسید سیالیک و فرار از ایمنی" تکامل می‌یابند. نقاط داغ نوترکیبی آنها (دامنه D0) و الگوهای گلیکوزیلاسیون منحصر به فرد (سایت‌های N62/N118) انتقال بین گونه‌ای را هدایت می‌کنند و بینش‌های کلیدی را برای بهینه‌سازی واکسن و پیشگیری و کنترل منطقه‌ای ارائه می‌دهند.

نتایج تحقیق

1. سویه‌های GII غالب هستند

یک درخت فیلوژنتیک نشان می‌دهد که سویه‌های PEDV در چین به دو کلاد اصلی تعلق دارند: GI (کلاسیک) و GII (متغیر)، که شامل شش زیرگروه است. پس از سال 2010، GII به سویه غالب تبدیل شد. نسبت GIIa از سال 2014 در حال کاهش بوده است، در حالی که GIIc به طور پیوسته افزایش یافته است. GIIb ثابت باقی می‌ماند، و دو زیرگروه اخیر در حال حاضر سویه‌های غالب غالب را تشکیل می‌دهند.

شکل 1. تجزیه و تحلیل فیلوژنتیک توالی ژن S از 1099 جدایه PEDV در این مطالعه.

Gla (زرد)، Glb (قهوه‌ای)، S-INDEL (بنفش),

GIIa (قرمز)، GIIb (آبی) و GIIc (سبز).

شکل 2. فراوانی نسبی زیرگروه‌های مختلف ویروس بر حسب سال.

شکل 3. توزیع جغرافیایی PEDV در مناطق مختلف چین

استان‌ها بر اساس فاصله به هفت منطقه تقسیم می‌شوند: شمال چین، شمال شرقی چین، شرق چین، مرکز چین، جنوب چین، جنوب غربی چین و شمال غربی چین.

نتیجه‌گیری: تجزیه و تحلیل توزیع جغرافیایی نشان می‌دهد که استان‌های گوانگدونگ، سیچوان و هنان بیشترین شیوع PEDV را دارند.

2. جهش‌های اسید آمینه پروتئین S

مقایسه اپی‌توپ‌های خنثی‌کننده در پروتئین S از سویه‌های مختلف، هشت جهش رایج با فرکانس بالا در ناحیه COE را نشان داد، از جمله L521H و S523G، و همچنین نوع A517S متقاطع. ناحیه SS6 تحت سلطه جهش Y766S است. سویه GIIa دارای یک درج کلیدی در موقعیت‌های 608-609 است. اپی‌توپ‌های SS2 و 2C10 بسیار محافظت شده‌اند، که نشان می‌دهد ویروس از طریق جهش‌های هدفمند اپی‌توپ از فشار ایمنی فرار می‌کند.

شکل 4. تجزیه و تحلیل جهش اسید آمینه اپی‌توپ‌های خنثی‌کننده SS2 (A),

SS6 (B), 2C10 (C) و COE (D) در پروتئین S PEDV چینی

نتیجه‌گیری: سویه‌های GII جهش‌های مکرری را در نواحی COE و SS6 (به عنوان مثال، L521H/S523G، Y766S) نشان می‌دهند، اما اپی‌توپ‌های SS2 و 2C10 بسیار محافظت شده‌اند و به آنها امکان می‌دهد از آنتی‌بادی‌های خنثی‌کننده فرار کنند.

3. تجزیه و تحلیل نوترکیبی

تحقیقات نشان داده است که نوترکیبی یک نیروی محرکه کلیدی در تکامل ویروسی PEDV است. تجزیه و تحلیل نشان می‌دهد که سویه‌های GII منبع اصلی والد رویدادهای نوترکیبی اخیر در ژن S از سویه‌های PEDV هستند.

به طور خاص: سویه‌های نوترکیب GIb بیشتر توسط نوترکیبی بین سویه‌های GI و GII تشکیل می‌شوند و مناطق نوترکیبی آنها شامل دامنه 0 است. سویه‌های نوترکیب GIIb عمدتاً توسط نوترکیبی بین سویه‌های مختلف GIIb تولید می‌شوند و مناطق نوترکیبی بیشتر HR2، TM و دامنه 0 را پوشش می‌دهند. بخشی از سویه‌های نوترکیب GIIc از نوترکیبی بین سویه‌های GIIb منشا می‌گیرند و این ناحیه اساساً شامل FP و HR1 از S1 و S2 است، در حالی که بخش دیگر نوترکیب سویه‌های GIa و GIIb است و ناحیه نوترکیبی نیز شامل دامنه 0 است.

جدول 1. اطلاعات مربوط به رویدادهای نوترکیبی ژن S در 282 سویه PEDV در چین از سال 2020 تا 2024

نتیجه‌گیری: در سال‌های اخیر، رویدادهای نوترکیبی ژن S در درجه اول در سویه‌های GII رخ داده است و همه انواع نوترکیبی شامل نواحی کلیدی مانند دامنه 0 است.

4. تغییرات سایت N-گلیکوزیلاسیون

مطالعات نشان داده‌اند که N-گلیکوزیلاسیون برای تهاجم PEDV و فرار از ایمنی بسیار مهم است. سویه‌های G1 (شامل G1a/G1b/S-INDELs) الگوهای گلیکوزیلاسیون مشابهی با سویه‌های CV777 دارند و فاقد سایت‌های تازه اضافه شده هستند. با این حال، سویه‌های GII (GIIa/GIIb/GIIc) سایت‌های جدید و بسیار خاصی (یعنی N62 و N118) را در دامنه 0 نشان می‌دهند که به طور بالقوه بر تعاملات ویروسی-میزبان و تشخیص ایمنی تأثیر می‌گذارد.

شکل 6. در مقایسه با سویه واکسن CV777، پروتئین S از زیرگروه‌های مختلف PEDV تفاوت‌هایی در تعداد سایت‌های N-گلیکوزیلاسیون کلیدی نشان می‌دهد.

نتیجه‌گیری: در مقایسه با سویه CV777، همه زیرگروه‌ها به طور کلی گلیکوزیلاسیون را در سایت‌های 127، 511 و 553 از دست دادند. در همین حال، زیرگروه GII الگوهای گلیکوزیلاسیون جدیدی را در سایت‌های 62 و 118 به دست آورد.

خلاصه

این مطالعه سه ویژگی تکاملی کلیدی ویروس‌های PEDV در چین را نشان داد: زیرگروه‌های GII از طریق جهش در دامنه D0 به مزایای دوگانه "میل ترکیبی بالای اسید سیالیک و فرار از ایمنی" دست می‌یابند. نقاط داغ نوترکیبی متمرکز در ناحیه D0 تکامل سازگار را هدایت می‌کنند. و اصلاحات گلیکوزیلاسیون در سایت‌های N62/N118 واسطه فرار از ایمنی هستند.

بنابراین، استراتژی‌های هدفمند پیشگیری و کنترل پیشنهاد می‌شود: توسعه یک واکسن mRNA چند ظرفیتی با هدف قرار دادن اپی‌توپ‌های بدون گلیکوزیلاسیون، ایجاد یک سیستم نظارتی مبتنی بر نقاط داغ نوترکیبی و ارزیابی خطر انتقال بین گونه‌ای.