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猪场防控急需升级——PCV2、PCV3和PCV4共同大流行

猪场防控急需升级——PCV2、PCV3和PCV4共同大流行 正业生物
2021-06-26
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导读:猪圆环病毒2型(PCV2)是普遍存在的一种初级病毒PCV2相关疾病(PCVAD)病原体,给养猪业造成巨大损失。PCV2根据它们的开放阅读框(ORF)序列被分为5种基因型(PCV2a-PCV2f)...

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猪圆环病毒2型(PCV2)是普遍存在的一种初级病毒PCV2相关疾病(PCVAD)病原体,给养猪业造成巨大损失。PCV2根据它们的开放阅读框(ORF)序列被分为5种基因型(PCV2a-PCV2f)。PCV2是猪圆环病毒相关疾病(PCVAD)的主要病原,单独感染 PCV2的猪通常以亚临床感染为主,但会引起机体的免疫抑制,在与其他病毒共感染的情况下会加重临床疾病的发生。2012年开始出现 PCV2d 逐渐代替 PCV2b 的趋势,与经典的PCV2a和2b基因型相比 , PCV2d有更大的毒力,临床症状较重,病毒血症多,并存在严重病理损伤。然而,大多数商业化的PCV2疫苗是基于PCV2a设计的,但该基因型已不再是与PMWS相关的主要流行菌株,因此对于当前猪圆环疾病的防控急需实现精准防控。


PCV2遗传进化与流行病学分析


上海会展中心展会活动会场图 



PCV2 虽为 DNA 病毒,但其变异速率很高,近些年来 PCV2 的流行毒株呈现由 PCV2b 演化为 PCV2d 的趋势。2018-2019年山东地区猪主要呼吸道病原(PCV2、PRRSV、CSFV和PRV)的调查研究显示,在对2650份样本检测分析发现这4种病原(PCV2、PRRSV、CSFV和PRV)的阳性率分别为8.45%(224/2650)、3.81%(101/2650)、4.42%(117/2650)和 0.07%(2/2650),因此对于当前猪呼吸道疾病的主要病原仍以圆环为主。该研究同时对所检测的22条全基因序列进行进化分析,发现44条 PCV2 基因序列包括 4条 PCV2a、15条 PCV2b、25 条 PCV2d,不同地区均以 PCV2d 亚型为主。



图1 PCV2 ORF2基因进化树分析


图2 当前商业化PCV2疫苗毒株的基因进化树

(汪孟航制图)



近期,有研究对广西地区猪群中 PCV2 的流行态势和基因特性进行检测对比分析,该研究采集了2017-2019 年广西壮族自治区6个地区42个猪场495份临床样品,通过PCR方法对 PCV2 进行检测,结果表明PCV2的总阳性率为 39.6%(196/495),2017、2018和2019 年的阳性率分别为 35.56%(48/135),40.00%(66/165)和 42.05%(82/195),表明 PCV2 在广西地区的感染率呈逐年上升趋势。


当前,国内 PCV2 感染主要流行基因亚型有PCV2a亚型、PCV2b亚型和PCV2d亚型,但多数地区以PCV2b和PCV2d二者共存,且不同地区间二者互为优势流行毒株。有研究对我国南方地区的95条PCV2基因序列进行分析,结果显示,95株PCV2毒株序列相似性在93.7%~100%之间,可分为PCV2a、PCV2b、PCV2d和PCV2h四种基因型,其中PCV2d已超过PCV2b。当前的主要流行毒株开始发生转变,由PCV2b 转变为 PCV2d 为主要的优势流行毒株。



图3 广西分离 PCV2 毒株的基因型分


PCV3新流行


上海会展中心展会活动会场图 



PCV3是于2016年在美国使用元基因组学检测而首次被发现的一种新病毒。此后,在亚洲、南美和欧洲发现了PCV3存在于各种临床症状的猪身上,在我国,已有超过24个省和地区证实存在PCV3。


有研究通过系统发育分析,将PCV3毒株划分为2个主要分支和5个亚分支:PCV3a-1、PCV3a-2、PCV3a-3、PCV3b-1和PCV3b-2,分别为PCV3a-1、PCV3a-2、PCV3a-3、PCV3b-1和PCV3b-2。但也有研究表明关于PCV3的基因分型也有一些悬而未决的意见,例如,Li等将PCV3分为3a和3b,而欧阳等人建议将PCV3分为PCV3a、3b和3c。


华南农业大学张桂红教授有研究对这种PCV3的流行病学和进化动力学进行了系统发育分析,检测结果表明PCV3总阳性样本率为26.7%(76/285),3年来呈逐渐上升趋势,其中死胎阳性率最高。Ha等对2018年从东北地区病猪中分离的105份肺样本进行了PCV3分析。PCR检测PCV3总阳性率为33.3%(35/105),黑龙江、吉林、辽宁分别为17.8%(8/45)、66.7%(10/15)、37.8%(17/45)。


进化分析表明13株PCV3的全基因组序列发育分析结果表明,PCV3可分为PCV3a和PCV3b两个分支。综上研究表明,PCV3在我国一直广泛存在,但其多误诊为PCV2感染,因此持续跟踪监测PCV3的流行动态十分必要。



图4 PCV3在不同国家及中国省份中分布


PCV4 


上海会展中心展会活动会场图 



2018年,在中国湖南省发现了一种独特的新型猪圆环病毒,命名为猪圆环病毒4(PCV4),其临床症状严重,包括呼吸道疾病、腹泻和PDNS。为了调查该病毒的流行概况和遗传多样性,该研究从2018年2月至2019年12月从中国河南和山西省14个市的24个不同养猪场采集了63份临床样本,并通过PCR扩增了PCV4的部分外壳基因


63份不同样本中,检测到PCV4阳性16份(25.40%),在检测的24个猪场中PCV4阳性率为50%(12/24)。除此之外,我国河南和山西的猪群中已经出现了PCV4,其他省份也很可能有PCV4潜在感染状况。其病毒基因组大小为1770个核苷酸。其与水貂圆环病毒的同源性最高(66.9%),而与其它PCV基因组的同源性仅为43.2%~51.5%。


该研究通过使用建立TaqMan Real-time PCR检测方法对湖南省187份临床标本中PCV4的感染情况进行了调查,结果显示PCV4总感染率为12.8%,鼻拭子阳性率最高(28.5%,6/21),其次是血清标本(13.4%,11/82)。


PCV4当前仅在我国被报道,其是否致病,以及它的临床意义、流行病学和疾病预防都需要深入调查。但是,PCV4的发现表明,PCV正在进入一个高速变异期,对当前及未来的PCV防控很可能带来重大影响。


图5 已知PCV的进化关系


商品化PCV2疫苗分析


上海会展中心展会活动会场图 



PCV2 疫苗主要包括全病毒疫苗和基因工程疫苗已经被广泛运用于临床,都能很大程度的降低感染后的临床症状或无症状,然而 PCV2 的广泛流行趋势并没有被遏制,且进化速度依然很快。由于目前PCV2d 作为主要流行毒株,有研究发现,利用杆状病毒表达的基于PCV2d Cap蛋白亚单位疫苗不但能够诱导保护性免疫反应,产生高水平的PCV2特异性抗体细胞因子反应这种亚单位疫苗有效减少感染PCV2d病猪的病毒血症,且亚单位疫苗只含有病毒的部分基因组,不具备完整的核酸,因此不存在毒力返强的风险,安全性好,所以在选择疫苗时,与流行毒株匹配度高显得尤为重要,匹配度越高其保护效率就越高,其对于临床症状的降低及遏制排毒的效果就会更好一些。


总结


上海会展中心展会活动会场图 



PCV作为一种重要的免疫抑制病,一直广泛的分布于猪群中,其是猪场头号防控疾病之一。但是,随着圆环病毒本身的特征及环境的不断变化,其不断变异进化,演变成多种新型毒株及其亚型。因此,圆环病毒对养猪业的危害将会持续存在,制定具有精准化的生物安全防控策略将是其净化的重要方向。





参考文献

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[2] Chen Y, Xu Q, Chen H, et al. Evolution and Genetic Diversity of Porcine Circovirus 3 in China[J]. Viruses, 2019, 11(9):786.

[3] Tian R B, Zhao Y, Cui J T, et al. Molecular detection and phylogenetic analysis of Porcine circovirus 4 in Henan and Shanxi Provinces of China[J]. Transboundary and Emerging Diseases, 2020.

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编  辑|王 岩

责任编辑|徐 敏

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