wiadomości o firmie Nowe przełomowe odkrycie w badaniach nad ewolucją PEDV | Systematyczna analiza genu S 1109 szczepów w Chinach

Wirus epidemicznej biegunki świń (PEDV) jest głównym patogenem w światowej branży trzody chlewnej. Przed rokiem 2010 szczepionka CV777 wyeliminowała klasyczny szczep. Jednak po 2010 roku w Chinach wybuchła epidemia GII (ze śmiertelnością prosiąt przekraczającą 90%). Niepowodzenie klasycznej szczepionki ujawniło, że wirus może unikać odporności poprzez dryf antygenowy lub rekombinację, a konkretny mechanizm pozostaje do wyjaśnienia.

2 lipca 2025 roku zespół z Northwest A&S University i Instytutu Weterynarii w Lanzhou opublikował w czasopiśmie BMC Vet Res badanie oparte na 1109 szczepach PEDV, ujawniając mutacje genu S, gorące punkty rekombinacji i wariacje glikozylacji, zapewniając kluczowe wsparcie dla rozwoju szczepionek.

Wyniki wykazały, że szczepy GII (87,38%) napędzają ewolucję i rozpowszechnianie PEDV poprzez częste mutacje w regionie COE (takie jak L521H), gorące punkty rekombinacji domeny 0 i wariacje glikozylacji N62/N118, zwiększając wiązanie z receptorami i unikanie odpowiedzi immunologicznej.

Wprowadzenie

Analiza genu S 1109 szczepów PEDV w naszym kraju ujawniła, że szczepy GII (dominujące, z GIIa/b/c łącznie stanowiącymi ponad 85%) ewoluują poprzez podwójną strategię „wiązania z kwasem sjalowym i unikania odpowiedzi immunologicznej”. Ich gorące punkty rekombinacji (domena D0) i unikalne wzorce glikozylacji (miejsca N62/N118) napędzają transmisję międzygatunkową, zapewniając kluczowe informacje dla optymalizacji szczepionek oraz regionalnej profilaktyki i kontroli.

Wyniki badań

1. Szczepy GII dominują

Drzewo filogenetyczne pokazuje, że szczepy PEDV w Chinach należą do dwóch głównych kladów: GI (klasyczny) i GII (wariant), obejmujących sześć podtypów. Po 2010 roku GII stał się dominującym, powszechnym szczepem. Udział GIIa spada od 2014 roku, podczas gdy GIIc stale rośnie. GIIb pozostaje stabilny, a dwa ostatnie podtypy stanowią obecnie dominujące, powszechne szczepy.

Rysunek 1. Analiza filogenetyczna sekwencji genu S z 1099 izolatów PEDV w tym badaniu.

Gla (żółty), Glb (brązowy), S-INDEL (fioletowy),

GIIa (czerwony), GIIb (niebieski) i GIIc (zielony).

Rysunek 2. Względna częstotliwość różnych podtypów wirusa w poszczególnych latach.

Rysunek 3. Rozkład geograficzny PEDV w różnych regionach Chin

Prowincje podzielono na siedem regionów w oparciu o odległość: Chiny Północne, Chiny Północno-Wschodnie, Chiny Wschodnie, Chiny Centralne, Chiny Południowe, Chiny Południowo-Zachodnie i Chiny Północno-Zachodnie.

Wnioski: Analiza rozkładu geograficznego pokazuje, że prowincje Guangdong, Syczuan i Henan mają najwyższą częstość występowania PEDV.

2. Mutacje aminokwasowe białka S

Porównanie epitopów neutralizujących w białku S różnych szczepów ujawniło osiem powszechnych mutacji o wysokiej częstotliwości w regionie COE, w tym L521H i S523G, a także wariant A517S między podtypami. Region SS6 jest zdominowany przez mutację Y766S. Szczep GIIa ma kluczową insercję w pozycjach 608-609. Epitopy SS2 i 2C10 są wysoce zachowane, co sugeruje, że wirus unika presji immunologicznej poprzez ukierunkowane mutacje epitopów.

Rysunek 4. Analiza mutacji aminokwasowych epitopów neutralizujących SS2 (A),

SS6 (B), 2C10 (C) i COE (D) w chińskim białku S PEDV

Wnioski: Szczepy GII wykazują częste mutacje w regionach COE i SS6 (np. L521H/S523G, Y766S), ale epitopy SS2 i 2C10 są wysoce zachowane, co pozwala im uniknąć przeciwciał neutralizujących.

3. Analiza rekombinacji

Badania wykazały, że rekombinacja jest kluczową siłą napędową ewolucji wirusowej PEDV. Analiza wskazuje, że szczepy GII są głównym źródłem rodzicielskim ostatnich zdarzeń rekombinacji w genie S szczepów PEDV.

W szczególności: szczepy rekombinacyjne GIb są w większości tworzone przez rekombinację między szczepami GI i GII, a ich regiony rekombinacji obejmują domenę 0; szczepy rekombinacyjne GIIb są wytwarzane głównie przez rekombinację między różnymi szczepami GIIb, a regiony rekombinacji w większości obejmują HR2, TM i domenę 0; część szczepów rekombinacyjnych GIIc pochodzi z rekombinacji między szczepami GIIb, a region zasadniczo obejmuje FP i HR1 S1 i S2, podczas gdy druga część to rekombinacja szczepów GIa i GIIb, a region rekombinacji obejmuje również domenę 0.

Tabela 1. Informacje o zdarzeniach rekombinacji genu S w 282 szczepach PEDV w Chinach w latach 2020-2024

Wnioski: W ostatnich latach zdarzenia rekombinacji genu S występowały głównie w szczepach GII, a wszystkie typy rekombinacji obejmują kluczowe regiony, takie jak domena 0.

4. Zmiana miejsca N-glikozylacji

Badania wykazały, że N-glikozylacja ma kluczowe znaczenie dla inwazji PEDV i unikania odpowiedzi immunologicznej. Szczepy G1 (zawierające G1a/G1b/S-INDELs) mają podobne wzorce glikozylacji do szczepów CV777 i nie mają nowo dodanych miejsc. Jednak szczepy GII (GIIa/GIIb/GIIc) wykazują nowo dodane, wysoce specyficzne miejsca (tj. N62 i N118) w domenie 0, potencjalnie wpływające na interakcje wirus-gospodarz i rozpoznawanie immunologiczne.

Rysunek 6. W porównaniu ze szczepem szczepionkowym CV777, białko S różnych podtypów PEDV wykazuje różnice w liczbie kluczowych miejsc N-glikozylacji.

Wnioski: W porównaniu ze szczepem CV777, wszystkie podtypy ogólnie straciły glikozylację w miejscach 127, 511 i 553. Tymczasem podtyp GII nabył nowe wzorce glikozylacji w miejscach 62 i 118.

Podsumowanie

Badanie to ujawniło trzy kluczowe cechy ewolucyjne wirusów PEDV w Chinach: podtypy GII osiągają podwójne korzyści „wysokiego powinowactwa do kwasu sjalowego i ucieczki immunologicznej” poprzez mutacje w domenie D0; gorące punkty rekombinacji skoncentrowane w regionie D0 napędzają ewolucję adaptacyjną; a modyfikacje glikozylacji w miejscach N62/N118 pośredniczą w ucieczce immunologicznej.

Zatem proponuje się ukierunkowane strategie zapobiegania i kontroli: opracowanie wielowartościowej szczepionki mRNA ukierunkowanej na epitopy aglikozylowane, ustanowienie systemu nadzoru opartego na gorących punktach rekombinacji oraz ocena ryzyka transmisji międzygatunkowej.