豬病原感染組學(xué)：一種分析豬病原混合感染的新思路

我國是農(nóng)業(yè)大國，豬的健康養(yǎng)殖與穩(wěn)定生產(chǎn)對國民經(jīng)濟有重要影響。由于豬病的病種多、病原復(fù)雜、混合感染和隱性感染等復(fù)雜的疾病狀態(tài)，以及不斷出現(xiàn)新發(fā)病原或變異株，嚴重影響了我國養(yǎng)豬業(yè)的健康發(fā)展。鑒于臨床多種病原協(xié)同致豬發(fā)病的現(xiàn)象較為普遍，僅監(jiān)測感染豬的單一病原或少數(shù)幾種主要病原并不能全面展現(xiàn)豬的感染狀況。已經(jīng)有較多的報道利用宏基因組與宏轉(zhuǎn)錄組技術(shù)檢測病毒，但系統(tǒng)地從動物組織中發(fā)現(xiàn)病原微生物或未知病原、分析病原混合感染的相關(guān)性、探查病原感染譜與臨床癥狀/病理剖檢變化之間的關(guān)聯(lián)性，較為全面地展示病原感染的相關(guān)信息，目前鮮有報道。

近期發(fā)表在《Microbiome》雜志的一項研究“A to‐tal infectome approach to understand the etiology of in‐fectious disease in pigs”，采集了我國136 頭臨床發(fā)病豬的樣品和臨床癥狀信息，建立了豬病原感染組學(xué)分析方法，較為系統(tǒng)地繪制了我國當(dāng)前的豬病原感染譜，展現(xiàn)了豬病原混合感染的復(fù)雜現(xiàn)狀。該研究利用宏轉(zhuǎn)錄組測序技術(shù)對臨床樣本進行病原微生物探查，共檢測到34 種RNA 病毒、9 種DNA 病毒以及多種細菌、支原體和真菌。其中豬繁殖與呼吸綜合征病毒（PRRSV）、腹瀉相關(guān)病原檢出比例較高；也檢測到了多種人畜共患病原微生物（如鏈球菌、戊型肝炎病毒、日本乙型腦炎病毒和偽狂犬病病毒）；首次發(fā)現(xiàn)了肺孢子蟲的兩個新種，暫命名為Pneumocys‐tissp.suis1 和Pneumocystissp.suis2。

該研究表明，在發(fā)病豬體內(nèi)存在病毒、細菌、支原體或真菌的混合感染；PRRSV 在這些病原中的豐度相對較高，且與多種病原的共感染具有相關(guān)性（包括PCV2、副豬嗜血桿菌和豬鼻支原體），提示PRRSV 感染可以促進其他病原微生物的繼發(fā)感染，導(dǎo)致豬的臨床癥狀更為復(fù)雜，這與PRRSV 引起機體的免疫抑制有關(guān)。本研究還對宏轉(zhuǎn)錄組測出的病原基因組序列進行了遺傳進化分析，發(fā)現(xiàn)多種病毒存在不同的基因型（或亞型），且可以顯示出病毒株的遺傳多樣性和優(yōu)勢流行株的類型。在多種病原混合感染的情況下，發(fā)病豬的臨床癥狀更加復(fù)雜，單一病原感染所致的典型臨床癥狀并不多見。通過對發(fā)病豬臨床癥狀及其對應(yīng)的病原感染譜進行關(guān)聯(lián)性分析，發(fā)現(xiàn)同一臨床癥狀與多種病原微生物感染相關(guān)，相同病原的感染（單一病原感染或多病原混合感染）也可以誘發(fā)多種臨床癥狀；發(fā)病豬組織的病理變化及其對應(yīng)的病原感染譜也是如此。。

該感染組學(xué)分析方法的建立，不僅能夠系統(tǒng)地從動物組織中發(fā)現(xiàn)病毒、細菌、支原體或真菌等病原或未知病原，定量地分析各病原的豐度，而且能根據(jù)基因序列進行病原的遺傳特征分析。進一步分析多病原的混合感染情況，還可以發(fā)現(xiàn)致豬發(fā)病的主要病原。將多病原混合感染與其致宿主的臨床癥狀和組織病理變化作關(guān)聯(lián)性研究，能夠較為全面地展示病原感染的相關(guān)信息。該分析方法將為系統(tǒng)了解病原感染譜、病原混合感染及其致病特征之間的關(guān)聯(lián)性提供重要的技術(shù)支撐。