我國豬繁殖和呼吸綜合征流行及疫苗現(xiàn)狀

侯 謙，代軍飛，張 杰

(中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院 蘭州獸醫(yī)研究所 家畜疫病病原生物學(xué)國家重點實驗室，甘肅 蘭州 730046)

豬繁殖與呼吸綜合征(porcine reproductive and respiratory syndrome，PRRS)，是一種高度接觸性傳染性疾病，由豬繁殖與呼吸綜合征病毒(porcine reproductive and respiratory syndrome virus，PRRSV)引起。PRRSV的起源現(xiàn)在仍不清楚，也沒有豬以外的第2種動物宿主。在我國已有大約30年的歷史，由持續(xù)新現(xiàn)毒株和重發(fā)毒株保持著我國一直流行的狀態(tài)[1]。

PPRSV為RNA病毒，屬動脈炎病毒科，動脈炎病毒屬，該屬共有5種病毒。其核衣殼呈二十面體對稱，有囊膜。直徑為45～65 nm的球形或卵球形的粒子?；蚪M結(jié)構(gòu)為單股正鏈，不分節(jié)段，全長約15kb。不同毒株的基因組實際長度不同。分為10個開放閱讀框(open reading frame,ORF)包括ORF1a、ORF1b、ORF2a、ORF2b、ORF3-5、ORF5a、ORF6-7。根據(jù)病毒基因型特性，PRRSV分為以ATCCVR-2332為代表的美洲型毒株和以lelystad virus(LV)為代表的歐洲型毒株。我國主要流行毒株為美洲型[2]。隨著毒株的不斷發(fā)展、變異、重組，我國的流行毒株種類更加繁多，流行區(qū)域也發(fā)生了變化。因此針對PRRSV不同地區(qū)的發(fā)病感染率以及發(fā)病毒株情況,將我國不同地區(qū)的流行病學(xué)以及變異毒株和現(xiàn)有疫苗現(xiàn)狀進行綜述，為PRRS的防控提供參考。

1 流行發(fā)展

1987年，PRRS首次暴發(fā)于美國；緊接著歐洲和亞洲也暴發(fā)了由PRRSV引起的相關(guān)疾病。歐洲荷蘭于1991年成功分離出病原株，并命名為LV，美國毒株ATCC VR2332于同年分離得到。由于病毒的基因和抗原性不同，PRRSV分為美洲型VR-2332和歐洲型LV，它們之間的基因序列差異大概為40%，且抗原性也有較大差異[3]。該病在我國最早發(fā)生于1991年，1995年北京地區(qū)也發(fā)現(xiàn)PRRS。此病在隨后的2～3年內(nèi)從我國的北方擴散到東北、中國中部、東部、南方以至西南區(qū)域[4]。1998年，仇華吉等[5]首次報道從流產(chǎn)胎兒中分離出PRRSV，并命名為CH-1a；病毒分離株BJ-4 和 J1也隨后被中國學(xué)者各自分離到，它們均為美洲型毒株。從PRRSV發(fā)現(xiàn)后，就以感染率居高不下的流行狀態(tài)，在我國流行且發(fā)生著廣泛的變異。其中具有重大意義為2006年TIAN等[6]報告的豬群中少有人知但以高熱著名的疾病在國內(nèi)空前大規(guī)模的爆發(fā)，最開始以起源于江西，隨后涉及到全國十多個省份，再然后席卷全國25個省份。分析代表毒株JAXI的全基因組，發(fā)現(xiàn)它的Nsp2蛋白特征缺失30個不連續(xù)氨基酸。因其發(fā)病表現(xiàn)高發(fā)病率和高死亡率，稱為高致病性豬繁殖和呼吸綜合征病毒(HP-PRRSV)，此病毒引起的疾病成為了危害我國養(yǎng)豬業(yè)一大重要疾病。HP-PRRSV的出現(xiàn)也是我國PRRSV在遺傳變異過程的重大標(biāo)志。2008年美國國家動物疾病研究中心研究人員分離到1種新的毒株，并命名為NADC30，其基因序列特征是在NSP2基因上有131個氨基酸的不連續(xù)缺失。包括在322-432位的111-aa缺失，在483位的1-aa缺失，以及在504-522位的19-aa缺失。這3組氨基酸的缺失都可用來區(qū)分NADC30毒株和其他PRRSV毒株。但是在我國并沒有NADC30毒株或者類似毒株的相關(guān)報道。我國學(xué)者于2012年底檢測到了與NADC30分子進化關(guān)系相近的JL580，HENAN-XIN(與NADC30序列同源性為95.43%，稱為NADC30-like毒株)等毒株。2013年新命名為FJZ03的NADCC30-like毒株在福建省發(fā)現(xiàn)[7]。TIAN[8]也分離得到了NADC30-like毒株。在隨后的2年中，NADC30-like毒株已傳播到多個省份，使得PRRS再次在我國流行。漸漸NADC30-like毒株形成了獨立的分支，并成為當(dāng)?shù)匾呙缃臃N豬的主要發(fā)病毒株。與高致致病毒株相比，NADC30-like毒株豬的臨床癥狀較為輕緩和死亡率較低為30%～50%，但變異重組率較高。我國零星有幾個省份出現(xiàn)過歐洲型的PRRSV，但是它的起源和基因的多態(tài)性仍不清楚[9]。我國首次對歐洲型毒株BJEU06-1(與LV同源性為91.5%)和 NMEU09-1(與LV同源性為87.0%)的分離和分析報道，是在2006—2009年。盡管之前GenBank中有在中國大陸上的歐洲型PRRSV的基因序列，如B13(我國知道的最早的歐洲型PRRSV),Ningbo42和 FJ0603等[10]。之后，4種歐洲型 PRRSV NVDC-NM1-2011，NVDC-NM2，NVDC-NM3 和NVDC-FJ在2015年被分離報道。但卻未深入分析過基因特征以及變化等?，F(xiàn)如今我國有9個省市報道過歐洲型PRRSV，包括內(nèi)蒙古，黑龍江，遼寧，北京，福建，貴州，廣東，上海和香港?？赡苁且驗榕R床癥狀不明顯和檢出率低故導(dǎo)致歐洲型毒株在我國報道較少。

2 流行地區(qū)感染率

自從我國PRRS首次暴發(fā)流行擴散后，我國大部分省份都有此病毒的痕跡，嚴(yán)重威脅著我國的養(yǎng)豬業(yè)。目前針對PRRSV的預(yù)防大多采用疫苗接種的方式。我國疫苗研究種類繁多，有滅活疫苗，弱毒疫苗，以及深入分子水平的疫苗等(核酸疫苗，活載體疫苗，合成肽疫苗)。但PRRSV的高變異性和多樣性致使沒有完全保護力的疫苗產(chǎn)生。PRRS感染率依然維持在較高水平，而不同地區(qū)的感染率有所不同。

2012—2013年對河南省的豬場進行PRRS檢測，從54份疑似PRRS病料中檢出17份陽性，陽性率為31.5%[11]。2014年10月—2015年9月期間，對安徽省119家豬場共211份疑似病例進行了病原學(xué)檢測，陽性率為20.85%[12]。2014年1—12月期間，對山東地區(qū)通過現(xiàn)場解剖和臨床送樣的方式，共收集疑似PRRS病料727份(包括肺門淋巴結(jié)，肺臟，脾臟腎臟等病變明顯的各部位)，陽性檢出率為42.09%[13]。天津地區(qū)在2014—2015年P(guān)RRS陽性率為27%[14]。2014—2016年廣東省1 137份組織樣品抗原檢測，9 432份樣品抗體檢測?？乖謩e為陽性率30.86%，34.35%和37.50%，3年抗體陽性率分別為 82.86%，68.87%，74.56%[15]。

2016—2017年間對四川各地共149份的疑似PRRS病料進行了檢測。149份病料中，陽性結(jié)果為33份，占比為22.15%[16]。2015—2016年間共收集了我國10多個省市的不同豬場的362份肺臟樣品，省份包括浙江，江蘇，四川，安徽，山東，河北，河南，上海，廣東，廣西，福建，江西等，囊括了我國中部，南部和東部大部分地區(qū)。陽性檢測結(jié)果為52.8%[17]。2015—2016年對全國超過20個省份，共3 000多份樣品進行檢測和分析，平均陽性率為28.88%[18]。2015年1 693份樣品的總陽性率為23.51%，2016年635份樣品陽性率為36.12%。

采用ELISA和RT-PCR方法對我國2015年華南地區(qū)以及周邊地區(qū)的豬場的血清進行了抗原及抗體檢測。ELISA方法共檢測6 035份血清樣品的抗體，所有豬場的抗體平均陽性率超過60%，RT-PCR檢測了879份血清樣品和132病料的抗原，其檢測結(jié)果相對于抗體陽性率低一些，但也高于50%[19]。

2017年的調(diào)查的QYYZ-like PRRSV出現(xiàn)在中國南方其比例僅低于54.19%的HP-PRRSV，占比35.68%[20]。

以上的數(shù)據(jù)涉及了全國大部分地區(qū)，從2012—2017年5年間的不同地區(qū)的PRRSV的感染率，最低的為2014年天津市的27%。最高為徐曉杰和王培培的綜合性檢測結(jié)果，均高于50%。由此可以得出PRRS在我國的感染率確實不低。另外這些臨床調(diào)查結(jié)果中涉及到全國20多個省份，也說明其涵蓋范圍之大。

不過早10多年前已有報道PRRS基本流行于我國所有的省份，且10年前PRRS由我國的東北地區(qū)向西南地區(qū)發(fā)展[21]。現(xiàn)在東北地區(qū)和西部地區(qū)已少見報道，多為華中地區(qū)的省份如河南，安徽和華南地區(qū)江西，廣東，福建以及西南地區(qū)的四川等省。

3 PRRSV毒株變異重組

PRRSV基因上的ORF5編碼病毒的GP5蛋白，它包含1個氨基酸信號肽、糖基化位點和中和表位，因其免疫上的重要性和多態(tài)性，用來分析病毒的遺傳多樣性[22]。全球根據(jù)ORF5的基因序列，將美洲型PRRSV分為9個lineage，為lineage1-9。目前，我國絕大多數(shù)美洲型PRRSV毒株為lineage 1(NADC30-like)、lineage3(QYYZ-like)(一種新起的變異株，從2010年開始，主要出現(xiàn)在中國的南方江西，福建，廣東和廣西等地。臨床檢出率低于10%[20])、lineage5(5.1)(VR2332-like)和lineage8(8.7)(JXA1-like)這4系病毒株。也有學(xué)者根據(jù)我國毒株實際情況歸納為經(jīng)典PRRSV毒株、HP-PRRSV毒株、NADC30-Iike PRRSV毒株、經(jīng)典PRRSV疫苗株和HP-PRRSV疫苗株[23]。

新的PRRSV毒株層出不窮，一方面是我國多種PRRSV共存于豬群中，為不同毒株之間重組提供了條件。另一方面PRRSV是RNA病毒，在復(fù)制的過程中，RDRP(RNA 依賴的RNA 聚合酶)缺乏從基因3′到5′的校正能力，基因易發(fā)生突變。在這個方面，PRRSV的突變率是所有報道過RNA病毒中最高的。這種高變異率給養(yǎng)豬業(yè)造成了巨大的經(jīng)濟損失，引起了人們對病毒重組的關(guān)注[1]。

毒株的重組有自然毒株的重組。2014年，福建省發(fā)現(xiàn)毒株FJ1402。對PRRSV FJ1402的全基因組序列分析表明，該毒株是由NADC30毒株和HP-PRRSV毒株重組而成。重組區(qū)域包NSP2、NSP3、NSP12、ORF2和ORF3。它與NADC30毒株的同源性最高達94.3%。為NADC30-like毒株。同年，吉林省有出現(xiàn)NADC30-like毒株和HP-PRRSV毒株的重組毒株JL580[24]。在ORF5區(qū)域，與NADC30更加相似，致病性卻更與HP-PRRSV相似。重組位點發(fā)生在NSP2、NSP3、NSP7、ORF2a 和 ORF4等區(qū)域。另外還有毒株HENAN-XINX 和HENAN-HEB也有一定的可能是病毒重組株，但與JL580的重組模式并不相同[25]。2017年，從豬場分離了命名為FJLIUY-2017的病株，它的系統(tǒng)和分子進化分析顯示它為國內(nèi)毒株lineage 1、lineage 3、lineage 5.1和lineage 8.7的自然重組，集聚了我國主要的4個流行l(wèi)ineage的基因，說明毒株重組的范圍之廣[26]。

弱毒疫苗株與其他毒株的重組。2015年從JXA1-R(HP-PRRSV JAXI的弱毒活疫苗株)疫苗接種豬場分離到FJXS15毒株，與PRRSV JAXI相似，F(xiàn)JXS15有著高發(fā)病率和達25%的死亡率。病原全長基因分析得出FJXS15處于JAXI和NADC30這2毒株分系的中間。在基因組上，ORF5-ORF7片段相似性歸入NADC30，其余則為JXAI-R。同源性分析得出FJXS15與JXAI-R疫苗株的同源性達95.8%。與lineage1(NADC30-like)中的FJZ03的5′-UTR,ORF5a-ORF7和3′-UTR也有極高相似性,這說明重組并不只是發(fā)生在自然系毒株中[7]。有研究報道，從中國高致病性PRRSV中分離出介于NADC30-like PRRSV和MLV-like PRRSV(JXAI p80弱毒疫苗株)之間的新型重組2型PRRSV-TJnh1501，其致病性高于NADC30-like PRRSV[27]。重組分析發(fā)現(xiàn)TJnh1501有2個重組位點，將NSP2基因區(qū)域劃分為3個區(qū)域，中間部分與中國PRRSV TJbd14-1，JXAI十分相近。前段部分與NADC30 和 NADC30-like CHsx14有著高相似率。以上分析結(jié)果證明TJnh1501由NADC30-like PRRSV和疫苗毒株重組而成[28]。此外，在MLV疫苗接種的農(nóng)場中還發(fā)現(xiàn)了lineage5(VR2332-like)的MLV毒株和最近重新出現(xiàn)的lineage3(QYYZ-like)毒株的譜系間基因重組毒株GM2[29]。四川地區(qū)NADC30-like PRRSV，JAXI-like和弱毒活疫苗株RespPRRS MLV (parental strain VR2332)重組的毒株為SCN17[30]。

其他毒株的重組，ZHANG等[31]在河南省分離得到了6株P(guān)PRRSV毒株，有2株是疫苗株變異進化而來的MLV-like毒株。還有2株是由MLV-like毒株之間的重組而成的，但是其中1株是由同一個疫苗毒株進化而來的2個相似MLV-like毒株重組而成，最后2株，與上述疫苗株與其他毒株重組一樣，是由NADC30-like和MLV-like重組而成的。

4 疫苗現(xiàn)狀

自從PRRS暴發(fā)以來，第1個商用弱毒疫苗Ingelvac PRRS?已經(jīng)上市20多年，并得到了廣泛的使用。針對我國PRRS現(xiàn)狀，我國主要的商用疫苗有傳統(tǒng)的滅活疫苗，弱毒活疫苗以及近幾年新上市的的基因工程嵌合疫苗[32]。臨床疫苗最重要的2個特性就是安全性和有效性。

我國商用的滅活疫苗主要有3種，包括中國動物疫病預(yù)防控制中心于2006年在江西分離的第1株P(guān)RRSV變異毒株(NVDC-JXA1株)、經(jīng)典美洲型毒株CH-1a株，和CH-1R株。其制作工藝簡單，運輸便捷。主要誘導(dǎo)機體體液免疫，接種后豬只提高了體內(nèi)的抗體水平和IFN-γ的分泌水平，但很少能誘導(dǎo)出細胞介導(dǎo)的免疫反應(yīng)。它的作用對已感染PRRSV的豬能夠增強免疫反應(yīng)，對于生產(chǎn)母豬有助于提高生殖性能，增加產(chǎn)仔率，提高母豬所生小豬的健康狀況等[33]。故它相對于弱毒活疫苗來說有著安全系數(shù)更高，不過因其毒力弱，所以臨床接種還可能面臨著需要接種多次和疫苗免疫計量較大，甚至臨床免疫失敗等問題。

如今，我國的商用的PRRSV弱毒活疫苗分為以VR2332毒株 、CH-1R毒株為代表的經(jīng)典PRRSV弱毒活疫苗和以 JXA1-R 、TJM-F92 、HuN4-F112等為代表具有高致病性的弱毒活疫苗。其具有和活毒株相似的免疫原性和反應(yīng)原性，誘導(dǎo)機體的細胞免疫。對同源性野生毒株提供保護作用，異種性毒株提供部分保護作用(不能完全提供保護)。但隨著我國PRRSV毒株的變異，其有效性也逐漸降低。另外有報道弱毒疫苗免疫后可誘發(fā)病毒血癥，長達1個月左右，使疫苗毒得以散播。以及此病毒的抗體依賴性作用，隨著非中和抗體在體內(nèi)的濃度的增加，PRRSV的感染情況更加嚴(yán)重，還有疫苗可能出現(xiàn)毒力反強與現(xiàn)有毒株共同感染甚至如上文所述發(fā)生重組，增加了病毒毒株的多樣性。因此弱毒活疫苗保護的安全性和有效性也令人質(zhì)疑[34]。

基因工程嵌合疫苗，是融合了經(jīng)典毒株的一部分基因片段(ORF1ab)和高致病性毒株的一部分基因片段(ORF2-7)的復(fù)合型基因工程疫苗。因其上市時間不久，故在此不對其效用做評價。

盡管第1種疫苗Ingelvac PRRS?MLV已上市20多年并得到廣泛應(yīng)用，但豬群中PRRSV感染的患病率仍然很高。攻毒NADC30-like毒株試驗表明，我國幾乎所有的商業(yè)疫苗只能提供有限的保護。而且對于疫苗希望它有著更強大的作用，比如說面對多種毒株的足夠的交叉保護效力，能夠區(qū)分野生毒株和變異毒株等，這也是現(xiàn)在疫苗研究的方向。此外DNA疫苗等亞單位疫苗，針對PRRSV已經(jīng)進行了測試，以及活PRRSV疫苗的研究，病毒載體的運用(將偽狂犬病毒作為PRRSV的載體)等[35]雖然不能用于臨床，但這也是疫苗研究上取得的進步。

5 總結(jié)

綜上所述， 2006年P(guān)RRS高致病性毒株暴發(fā)以來，PRRSV在我國大范圍的存在，涉及到我國大部分地區(qū)。NADC30-like PRRSV毒株的出現(xiàn)，使得PRRS重新暴發(fā)流行。我國PRRSV現(xiàn)狀為在經(jīng)典毒株存在的同時，又有新的不斷變異的毒株出現(xiàn)。尤為NADC30-like PRRSV的高重組性，使得NADC30-like與其他毒株重組組合的新毒株不斷出現(xiàn)。且許多疫苗株也參與到了新毒株的生成中，使得毒株重組更加復(fù)雜。疫苗防控作用力度并不能有效阻止PRRSV的發(fā)生和散播，且疫苗本身也存在一定的安全問題。大量新型疫苗的研發(fā)仍是解決問題的關(guān)鍵，此外加強豬場的生物安全體系的管理也是一種有效手段。