关键词:
圆环病毒2型
流行病学调查
进化树
遗传进化分析
摘要:
猪圆环病毒(Porcine circovirus,PCV)无包膜结构,最早发现于1974年,是一种环状DNA病毒,属于圆环病毒科(Circoviridae),圆环病毒属成员(Circovirus)。目前PCV包含四种病毒亚型,PCV1、PCV2、PCV3和PCV4。PCV2基因组进化速率惊人,自发现以来PCV2己进化出了9种不同基因亚型,分别为PCV2a、PCV2b、PCV2c、PCV2d、PCV2e、PCV2f、PCV2h、PCV2h和PCV2i,其中PCV2是猪圆环病毒相关疾病(PCVAD)的主要致病原,且临床上广泛流行。PCV2可以感染单核巨噬细胞,导致患病猪免疫系统产生高度免疫抑制,继而引发其他病毒和细菌的感染,是全球公认的危害养猪业的重要免疫抑制病原。辽宁省作为中国的重要畜牧大省,其生猪养殖业对地方经济和全国肉类供应具有重要影响。然而,猪圆环病毒2型的持续感染问题一直是制约该省乃至全国养猪业健康发展的关键因素。且有关辽宁省内PCV2流调及分析的报道较少,因此本课题对辽宁省各市PCV2免疫猪场的病原流行情况展开检测和遗传进化分析。可以为辽宁省的PCV2防控政策提供科学依据,帮助相关部门制定更为有效的防控措施,减少由PCV2引起的经济损失,并提高养猪业的整体健康水平和生产效率。
本研究选取了辽宁地区14个市332个PCV2免疫猪场作为流行病学调查对象,进行了样本采集工作,共采集885份血液样本并对其进行病原学检测,阳性样品进行全基因组PCR扩增、测序等分子生物学实验,共得到29份全基因组序列。通过对测序结果进行分析,我们获得了PCV2病毒的基因序列信息,并基于PCV2基因组序列数据利用生物信息学方法对其进行遗传进化分析。对辽宁地区PCV2基因序列进行了一系列的遗传进化分析,如进化树对遗传距离进行分析、同源性的分析、变异位点的分析、基因重组的分析和进化压力的分析,全面解析PCV2的遗传进化过程。
结果显示,在辽宁地区的PCV2免疫猪场中,PCV2感染率较高,结果为41个猪场(96份血样)PCV2阳性,猪场的阳性率为12.35%(41/332),样品的阳性率为10.85%(96/885)。各个市均有阳性检出,且存在一定的地域差异,其中丹东地区阳性率最高,为25%,沈阳地区阳性率最低,仅为6%。进一步分析发现,PCV2感染与季节因素密切相关,夏季阳性率最高,冬季阳性率最低。通过对全基因进行进化树分析,本次调查获得的毒株分别属于PCV2a、PCV2b和PCV2d亚型。其中PCV2d亚型有23个,表明该毒株为辽宁地区的流行毒株,PCV2a和PCV2b分别为2个和4个。通过相似性分析表明,不同分离毒株全基因组的相似性为95.3%~100%,分离毒株ORF2基因组序列的核苷酸同源性为97.2%-100%,分离毒株的ORF2基因组序列和14株PCV2参考毒株ORF2基因组序列核苷酸同源性为91.1%-99.9%,表明在PCV2的不同毒株之间存在较高的遗传相似性。这种高度的同源性可能意味着病毒在进化过程中保持了一定的遗传稳定性,或者病毒株之间的基因流动较为频繁,导致基因组序列保持较高的一致性。对ORF1和ORF2基因进行氨基酸突变位点分析,发现ORF2氨基酸变异位点明显多于ORF1氨基酸变异位点,可能由于Cap蛋白是宿主免疫系统的主要靶标,它可能会受到较强的免疫选择压力,从而导致较多的氨基酸变异位点。对ORF2的选择压力位点进行预测,发现有4个阳性选择位点(59位、185位、214位、90位),这可能是由于免疫压力下,PCV2发生了遗传变异造成。本研究明确了辽宁省PCV2的分子特征和进化规律,为防控工作提供科学依据。
综上所述,目前2023年辽宁地区免疫猪场的PCV2流行主要以PCV2d基因型为主,且未出现明显的变异。通过分析结果,我们可以更全面地了解PCV2在猪群中的传播规律和遗传演化特征,为疫病防控工作提供科学依据,促进养猪业的可持续发展。