猪繁殖与呼吸综合征病毒流行病学研究进展

周桐枫，周远成，刘小琬，徐志文，2*，朱 玲，2

（1.四川农业大学动物生物技术中心，四川 雅安 625014，2.四川农业大学动物疫病与人类健康四川省重点实验室，四川 雅安 625014）

1 PRRSV的发现

猪繁殖与呼吸道综合征是猪的一种破坏性疾病，感染后可出现发热、呼吸系统和生殖功能的衰竭、母猪流产、公猪生精功能下降等症状并具有高度传染性[1]。20世纪80年代，美国率先报道了一种新型猪群传染病。其临床表现为母猪严重繁殖障碍，断奶仔猪发生肺炎，生长迟缓，新生仔猪死亡率明显增加。当时该病的病因不明，人们通常称其为猪的“神秘病”[2]。1990年11月，在欧洲的德国暴发了一种传播迅速的疾病，该病与MSD临床症状十分相似。在亚洲，日本于1988年首先暴发，1991年中国台湾也首次发现了该病[3]。同年，Koch的主张得到了证实，病因是由前所未有的一种RNA病毒引起[4]。在这不久之后，美国成功完成对该病毒毒株的分离，该毒株并被荷兰和美国分别命名为“Lelystad病毒”和“swine infertil ity and respiratory syndrome (SIRS)病毒(BIAH-001)”。欧洲的研究人员后来引进了“猪繁殖与呼吸综合征”（PRRS）这一最终名称[4]。目前该病的普遍流行性和难以防控已成为世界上大多数生猪养殖地区所面临的重要问题。

2 PRRSV的基本特征

PRRSV是一种单股正链RNA病毒。病毒粒子呈球形，直径50～65 nm，有囊膜，表面有纤突，立方形核衣壳直径为30～35 nm，呈二十面体对称，基因组RNA具有感染性，3’端有PolyA尾，与马的动脉炎病毒（EAV）、乳酸脱氢酶增高病毒（LDV）、猴出血热病毒同属于动脉炎病毒科，动脉炎病毒科和冠状病毒科均属于套式病毒目[5]。由此可见,PRRSV也是套式病毒目中的成员。

PRRSV基因组全长约15 kb，不分节段，含9个开放性阅读框架（ORF）。即 ORF1a、ORF1b、ORF2a、ORF2b、ORF3、ORF4、ORF5、ORF6 和 ORF7。PRRSV的2个主要遗传谱系的代表株基因型为1型和2型。目前，2种病毒的全球所占比重大致情况为：欧洲主要是1型病毒所在地，而北美和亚洲则是2型病毒主要分布区。从进化角度上分析，1型和2型PRRSV的显著差异主要来自于ORF5编码的主要包膜糖蛋白 (GP5)。虽然PRRSV的起源目前还未知，但是1型和2型PRRSV之间所展现出的差异性，反映出他们的祖先可能在各自不同的生态环境和地理位置中独立进化了很长一段时间从而发生了基因的突变。

3 PRRSV的基因多样性

PRRSV的毒株及其分离株都存在着很大程度的基因变异，1型PRRSV就有着多种基因遗传谱系。这些基因型分布于俄罗斯、白俄罗斯、乌克兰、立陶宛、拉脱维亚，它们呈现出更大的多样性而且极有可能比1型PRRSV发生变异的时期更早。系统发生学上，人们给2型PRRSV ORF5定义了9种不同类别的谱系，根据北美和东亚2个隔离种群具有相同的组成分析，有7个谱系在ORF5中占有主导地位。在这其中亚洲谱系也和一些北美谱系一样相较于大流行前已经发生了某些变异。也就是说，和1型PRRSV一样，人们已经把广泛传播的进化型2型PRRSV作为新型猪病来看待。生物分类学中强调：PRRSV基因组中的ORF5可能掩盖了其他地区重要的遗传变异。因此，通过基因分析和对多个编码蛋白的比较，这些编码蛋白包括广泛用于RNA病毒进化的聚合酶全基因序列，可以得到关于PRRSV基因关系和进化起源更为全面的认识。

3.1 有关PRRSV的基因变异

目前研究表明，PRRSV分离株间的核苷酸序列存在明显差异，尤其是 Nsp2、ORF5变异较大，依据血清学试验和基因序列分析结果，将PRRSV划分为2种基因型，即美洲型（代表毒株为VR-2332）和欧洲型（代表毒株为LV），并且PRRSV Nsp2基因序列高度变异，Nsp2蛋白具有糜蛋白酶样（或小RNA 病毒3C样）半胱氨酸蛋白结构域，拥有大量线性 B细胞表位，具有较强的免疫原性，能在病毒感染期间激发机体产生特异性抗体，是 PRRSV的免疫原之一[6]。然而在环境和免疫压力作用下，ORF5基因同时极易发生变异，不同国家和地区 PRRSV分离株的ORF5基因同源性差异较大，给该病的防控带来更大挑战。

3.2 PRRSV基因变异的产生机制

PRRSV基因变异的一个可能因素是RNA聚合酶缺少纠错功能，这是最简单的解释PRRSV遗传的多样性。事实上PRRSV核苷酸的替换大致为（4.7～9.8）×10-2个 位 点/年， 这是迄今为止所发现的变化率很高的一种RNA病毒[7]，因此PRRSV核苷酸的高替代率可能会持续很长时间。其次，PRRSV基因组容易受到自身或外界环境条件的影响从而发生碱基对的嵌入或缺失，这是由于基因重组导致的PRRSV基因型的变异。研究表明，基因重组在增加野生型PRRSV株产生的概率导致基因多样性方面起着不可忽视的作用。基因嵌入和缺失的现象，在结构和非结构性蛋白编码的区域基因组中已经被大量发现，从某种程度上反映出基因重组与基因变异密切相关。最后，PRRSV容易变异表现在猪体内持续感染的过程中，即会有准种或病毒亚群出现。这个过程大致为PRRSV感染猪后，猪自身体内会进行一系列的免疫反应，此时猪体内环境中可能存在野毒株和疫苗株几个不同毒株混合感染的情况，这就可能引起猪体内PRRSV基因的重组产生新的基因型。总之，PRRSV基因变异的原因多种多样是一个复杂而又漫长的过程。

4 目前我国PRRS病毒株流行变异相关情况

1996年，郭宝清等从一个已经暴发蓝耳病的猪场流产胎儿中分离到中国第1株PRRSV（CH-1A）毒株[8]。这不久之后，人们成功分离鉴定出了BJ-4，HB-1（SH）/ 2002和 HB-2（SH）/2002等病毒株，分子生物学方面也成功地测出了毒株的全基因序列。研究表明中国分离到的PRRSV毒株全基因排列顺序与北美株同源性在89%以上，与欧洲株同源性低于60%。这体现出中国地区目前广泛流行的PRRSV毒株很可能多为美洲株变异而来，但也不排除国内PRRSV自身发生变异的因素。

2006年，一种由高致病性PRRSV（HP-PRRSV）引起的所谓猪的“高热病”在中国南方暴发，造成了近400 000头生猪的死亡，超过200万头猪受到不同程度的影响。有报道证实, 暴发过PRRS 的省份于2007 年又发生了同样疫情, 如湖南、北京、河北、广东、辽宁等[9]。此种高致病性PRRSV的来源值得思考，研究发现在病毒的每个基因组ORF内部，高致病性PRRSV显示出比之前的PRRSV株更高的同源性。由此推测，中国新出现的高致病性PRRSV是由国内毒株基因组积累进化而形成，这是一个漫长的渐进过程。也就是说中国国内目前PRRSV的多样性不仅仅来自于美洲株，高致病性PRRSV在国内的流行也反映出PRRSV的变异是十分迅速的，国内株的自身变异和交叉进化也值得人们进一步重视。

5 将来如何有效防控PRRSV的变异

生猪养殖上控制和根除PRRSV是一个全球性问题。就目前而言，在国内为预防和控制猪蓝耳病接种疫苗是广大养猪生产者的首要选择。其次，通过使用国家规定允许添加的抗生素来控制带毒猪群的继发感染也是十分有效。然而控制PRRS在猪场进一步传播的最行之有效的措施是淘汰PRRSV检测呈现阳性的猪只。

随着我国国内养猪规模的不断扩大，PRRSV呈现出明显的地域性分布，不同地区PRRSV毒株的差异也会导致防控难度的加大，以高致病性PRRSV为例，其高病发率、高死亡率以及持续影响母猪生产仔猪的特性预示PRRS很长一段时间内会持续影响中国的养猪业发展。随着PRRS疫苗的不断使用，我国各地养殖场的PRRSV多样性也会变得更加复杂，因此PRRS已经成为我国猪的一种十分复杂的传染病，完全控制PRRS还有大量的工作需要我们去做，尤其是预防PRRSV在我国各地区之间的交叉蔓延。在PRRS的控制上，应充分认识该病的复杂性和潜在的危害。如果猪群仅仅只是单独感染PRRSV并没有继发其他病毒或细菌病，可能还不会造成太严重的损失而使其得不到应有的重视。但是，如果PRRS和其他疾病混合感染就会出现母猪免疫低下，从而使仔猪抵抗力下降，易患病死亡，生长方面出现饲喂难，生长慢等表现。由此可见，我国PRRSV变异所引起的一系列问题仍需要更加深入的研究。

[1]Bilodeau R,Dea S,Sauvageau R A, etal.Porcine reproductive and respiratory syndrome in Quebec[J].Vet Rec,1991,129(5):102-103.

[2]Hill H. Overview and history of mystery swine disease (swine infertility/respiratory syndrome).In Proceedings of the Mystery Swine Disease Committee Meeting[S],Livestock Conservation Institute,Denver,Colorado, 1990,29-31.

[3]Chang C C, Chung W B, Lin M W, et al. Porcine reproductive and respiratory syndrome (PRRS)in Taiwan.I. Viral isolation[J].J Chin Soc Vet Sci，1993，19:268-276.

[4]Terpstra C, Wensvoort G, Ter Laak E A.. The“new” pig disease:laboratory investigations. In The new pig disease. Porcine reproductive and respiratory syndrome[C]. Areport on the seminar/workshop held in Brussels, and organized by the European Commission Directorate General for Agriculture, 1991.

[5]Pringle C R. Virus taxonomy 1997-proceeding of the executive committee of ICTV strasbourg[J].Arch Virol,1997,142(8);1727-1733

[6]Mateu E, Diaz I.The challenge of PRRS immunology[J].The Veterinary Journal, 2008,177:345-351.

[7]Hanada K, Suzuki Y, Nakane T,et al. The origin and evolution of porcine reproductive and respiratory syndrome viruses[J]. Mol. Biol.Evol. 2005,22(4):1024-1031.

[8]GuoB Q, ChenZ S, LiuW X,et al.Isolation and Identi cation of porcine reproductive and respiratory syndrome (PRRS)virus from aborted fetuses suspected of PRRS.Chin[J].Anim. Poult. Infect. Dis,1996,26(1):1-5.

[9]侯丽丽,赵铁柱,遇秀玲，等.高致病性猪繁殖与呼吸综合征病毒分子流行病学调查[J].中国兽医学报,2009,29(6):677-682.