我国猪繁殖和呼吸综合征流行及疫苗现状

侯 谦，代军飞，张 杰

(中国农业科学院 兰州兽医研究所 家畜疫病病原生物学国家重点实验室，甘肃 兰州 730046)

猪繁殖与呼吸综合征(porcine reproductive and respiratory syndrome，PRRS)，是一种高度接触性传染性疾病，由猪繁殖与呼吸综合征病毒(porcine reproductive and respiratory syndrome virus，PRRSV)引起。PRRSV的起源现在仍不清楚，也没有猪以外的第2种动物宿主。在我国已有大约30年的历史，由持续新现毒株和重发毒株保持着我国一直流行的状态[1]。

PPRSV为RNA病毒，属动脉炎病毒科，动脉炎病毒属，该属共有5种病毒。其核衣壳呈二十面体对称，有囊膜。直径为45～65 nm的球形或卵球形的粒子。基因组结构为单股正链，不分节段，全长约15kb。不同毒株的基因组实际长度不同。分为10个开放阅读框(open reading frame,ORF)包括ORF1a、ORF1b、ORF2a、ORF2b、ORF3-5、ORF5a、ORF6-7。根据病毒基因型特性，PRRSV分为以ATCCVR-2332为代表的美洲型毒株和以lelystad virus(LV)为代表的欧洲型毒株。我国主要流行毒株为美洲型[2]。随着毒株的不断发展、变异、重组，我国的流行毒株种类更加繁多，流行区域也发生了变化。因此针对PRRSV不同地区的发病感染率以及发病毒株情况,将我国不同地区的流行病学以及变异毒株和现有疫苗现状进行综述，为PRRS的防控提供参考。

1 流行发展

1987年，PRRS首次暴发于美国；紧接着欧洲和亚洲也暴发了由PRRSV引起的相关疾病。欧洲荷兰于1991年成功分离出病原株，并命名为LV，美国毒株ATCC VR2332于同年分离得到。由于病毒的基因和抗原性不同，PRRSV分为美洲型VR-2332和欧洲型LV，它们之间的基因序列差异大概为40%，且抗原性也有较大差异[3]。该病在我国最早发生于1991年，1995年北京地区也发现PRRS。此病在随后的2～3年内从我国的北方扩散到东北、中国中部、东部、南方以至西南区域[4]。1998年，仇华吉等[5]首次报道从流产胎儿中分离出PRRSV，并命名为CH-1a；病毒分离株BJ-4 和 J1也随后被中国学者各自分离到，它们均为美洲型毒株。从PRRSV发现后，就以感染率居高不下的流行状态，在我国流行且发生着广泛的变异。其中具有重大意义为2006年TIAN等[6]报告的猪群中少有人知但以高热著名的疾病在国内空前大规模的爆发，最开始以起源于江西，随后涉及到全国十多个省份，再然后席卷全国25个省份。分析代表毒株JAXI的全基因组，发现它的Nsp2蛋白特征缺失30个不连续氨基酸。因其发病表现高发病率和高死亡率，称为高致病性猪繁殖和呼吸综合征病毒(HP-PRRSV)，此病毒引起的疾病成为了危害我国养猪业一大重要疾病。HP-PRRSV的出现也是我国PRRSV在遗传变异过程的重大标志。2008年美国国家动物疾病研究中心研究人员分离到1种新的毒株，并命名为NADC30，其基因序列特征是在NSP2基因上有131个氨基酸的不连续缺失。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。这3组氨基酸的缺失都可用来区分NADC30毒株和其他PRRSV毒株。但是在我国并没有NADC30毒株或者类似毒株的相关报道。我国学者于2012年底检测到了与NADC30分子进化关系相近的JL580，HENAN-XIN(与NADC30序列同源性为95.43%，称为NADC30-like毒株)等毒株。2013年新命名为FJZ03的NADCC30-like毒株在福建省发现[7]。TIAN[8]也分离得到了NADC30-like毒株。在随后的2年中，NADC30-like毒株已传播到多个省份，使得PRRS再次在我国流行。渐渐NADC30-like毒株形成了独立的分支，并成为当地疫苗接种猪的主要发病毒株。与高致致病毒株相比，NADC30-like毒株猪的临床症状较为轻缓和死亡率较低为30%～50%，但变异重组率较高。我国零星有几个省份出现过欧洲型的PRRSV，但是它的起源和基因的多态性仍不清楚[9]。我国首次对欧洲型毒株BJEU06-1(与LV同源性为91.5%)和 NMEU09-1(与LV同源性为87.0%)的分离和分析报道，是在2006—2009年。尽管之前GenBank中有在中国大陆上的欧洲型PRRSV的基因序列，如B13(我国知道的最早的欧洲型PRRSV),Ningbo42和 FJ0603等[10]。之后，4种欧洲型 PRRSV NVDC-NM1-2011，NVDC-NM2，NVDC-NM3 和NVDC-FJ在2015年被分离报道。但却未深入分析过基因特征以及变化等。现如今我国有9个省市报道过欧洲型PRRSV，包括内蒙古，黑龙江，辽宁，北京，福建，贵州，广东，上海和香港。可能是因为临床症状不明显和检出率低故导致欧洲型毒株在我国报道较少。

2 流行地区感染率

自从我国PRRS首次暴发流行扩散后，我国大部分省份都有此病毒的痕迹，严重威胁着我国的养猪业。目前针对PRRSV的预防大多采用疫苗接种的方式。我国疫苗研究种类繁多，有灭活疫苗，弱毒疫苗，以及深入分子水平的疫苗等(核酸疫苗，活载体疫苗，合成肽疫苗)。但PRRSV的高变异性和多样性致使没有完全保护力的疫苗产生。PRRS感染率依然维持在较高水平，而不同地区的感染率有所不同。

2012—2013年对河南省的猪场进行PRRS检测，从54份疑似PRRS病料中检出17份阳性，阳性率为31.5%[11]。2014年10月—2015年9月期间，对安徽省119家猪场共211份疑似病例进行了病原学检测，阳性率为20.85%[12]。2014年1—12月期间，对山东地区通过现场解剖和临床送样的方式，共收集疑似PRRS病料727份(包括肺门淋巴结，肺脏，脾脏肾脏等病变明显的各部位)，阳性检出率为42.09%[13]。天津地区在2014—2015年PRRS阳性率为27%[14]。2014—2016年广东省1 137份组织样品抗原检测，9 432份样品抗体检测。抗原分别为阳性率30.86%，34.35%和37.50%，3年抗体阳性率分别为 82.86%，68.87%，74.56%[15]。

2016—2017年间对四川各地共149份的疑似PRRS病料进行了检测。149份病料中，阳性结果为33份，占比为22.15%[16]。2015—2016年间共收集了我国10多个省市的不同猪场的362份肺脏样品，省份包括浙江，江苏，四川，安徽，山东，河北，河南，上海，广东，广西，福建，江西等，囊括了我国中部，南部和东部大部分地区。阳性检测结果为52.8%[17]。2015—2016年对全国超过20个省份，共3 000多份样品进行检测和分析，平均阳性率为28.88%[18]。2015年1 693份样品的总阳性率为23.51%，2016年635份样品阳性率为36.12%。

采用ELISA和RT-PCR方法对我国2015年华南地区以及周边地区的猪场的血清进行了抗原及抗体检测。ELISA方法共检测6 035份血清样品的抗体，所有猪场的抗体平均阳性率超过60%，RT-PCR检测了879份血清样品和132病料的抗原，其检测结果相对于抗体阳性率低一些，但也高于50%[19]。

2017年的调查的QYYZ-like PRRSV出现在中国南方其比例仅低于54.19%的HP-PRRSV，占比35.68%[20]。

以上的数据涉及了全国大部分地区，从2012—2017年5年间的不同地区的PRRSV的感染率，最低的为2014年天津市的27%。最高为徐晓杰和王培培的综合性检测结果，均高于50%。由此可以得出PRRS在我国的感染率确实不低。另外这些临床调查结果中涉及到全国20多个省份，也说明其涵盖范围之大。

不过早10多年前已有报道PRRS基本流行于我国所有的省份，且10年前PRRS由我国的东北地区向西南地区发展[21]。现在东北地区和西部地区已少见报道，多为华中地区的省份如河南，安徽和华南地区江西，广东，福建以及西南地区的四川等省。

3 PRRSV毒株变异重组

PRRSV基因上的ORF5编码病毒的GP5蛋白，它包含1个氨基酸信号肽、糖基化位点和中和表位，因其免疫上的重要性和多态性，用来分析病毒的遗传多样性[22]。全球根据ORF5的基因序列，将美洲型PRRSV分为9个lineage，为lineage1-9。目前，我国绝大多数美洲型PRRSV毒株为lineage 1(NADC30-like)、lineage3(QYYZ-like)(一种新起的变异株，从2010年开始，主要出现在中国的南方江西，福建，广东和广西等地。临床检出率低于10%[20])、lineage5(5.1)(VR2332-like)和lineage8(8.7)(JXA1-like)这4系病毒株。也有学者根据我国毒株实际情况归纳为经典PRRSV毒株、HP-PRRSV毒株、NADC30-Iike PRRSV毒株、经典PRRSV疫苗株和HP-PRRSV疫苗株[23]。

新的PRRSV毒株层出不穷，一方面是我国多种PRRSV共存于猪群中，为不同毒株之间重组提供了条件。另一方面PRRSV是RNA病毒，在复制的过程中，RDRP(RNA 依赖的RNA 聚合酶)缺乏从基因3′到5′的校正能力，基因易发生突变。在这个方面，PRRSV的突变率是所有报道过RNA病毒中最高的。这种高变异率给养猪业造成了巨大的经济损失，引起了人们对病毒重组的关注[1]。

毒株的重组有自然毒株的重组。2014年，福建省发现毒株FJ1402。对PRRSV FJ1402的全基因组序列分析表明，该毒株是由NADC30毒株和HP-PRRSV毒株重组而成。重组区域包NSP2、NSP3、NSP12、ORF2和ORF3。它与NADC30毒株的同源性最高达94.3%。为NADC30-like毒株。同年，吉林省有出现NADC30-like毒株和HP-PRRSV毒株的重组毒株JL580[24]。在ORF5区域，与NADC30更加相似，致病性却更与HP-PRRSV相似。重组位点发生在NSP2、NSP3、NSP7、ORF2a 和 ORF4等区域。另外还有毒株HENAN-XINX 和HENAN-HEB也有一定的可能是病毒重组株，但与JL580的重组模式并不相同[25]。2017年，从猪场分离了命名为FJLIUY-2017的病株，它的系统和分子进化分析显示它为国内毒株lineage 1、lineage 3、lineage 5.1和lineage 8.7的自然重组，集聚了我国主要的4个流行lineage的基因，说明毒株重组的范围之广[26]。

弱毒疫苗株与其他毒株的重组。2015年从JXA1-R(HP-PRRSV JAXI的弱毒活疫苗株)疫苗接种猪场分离到FJXS15毒株，与PRRSV JAXI相似，FJXS15有着高发病率和达25%的死亡率。病原全长基因分析得出FJXS15处于JAXI和NADC30这2毒株分系的中间。在基因组上，ORF5-ORF7片段相似性归入NADC30，其余则为JXAI-R。同源性分析得出FJXS15与JXAI-R疫苗株的同源性达95.8%。与lineage1(NADC30-like)中的FJZ03的5′-UTR,ORF5a-ORF7和3′-UTR也有极高相似性,这说明重组并不只是发生在自然系毒株中[7]。有研究报道，从中国高致病性PRRSV中分离出介于NADC30-like PRRSV和MLV-like PRRSV(JXAI p80弱毒疫苗株)之间的新型重组2型PRRSV-TJnh1501，其致病性高于NADC30-like PRRSV[27]。重组分析发现TJnh1501有2个重组位点，将NSP2基因区域划分为3个区域，中间部分与中国PRRSV TJbd14-1，JXAI十分相近。前段部分与NADC30 和 NADC30-like CHsx14有着高相似率。以上分析结果证明TJnh1501由NADC30-like PRRSV和疫苗毒株重组而成[28]。此外，在MLV疫苗接种的农场中还发现了lineage5(VR2332-like)的MLV毒株和最近重新出现的lineage3(QYYZ-like)毒株的谱系间基因重组毒株GM2[29]。四川地区NADC30-like PRRSV，JAXI-like和弱毒活疫苗株RespPRRS MLV (parental strain VR2332)重组的毒株为SCN17[30]。

其他毒株的重组，ZHANG等[31]在河南省分离得到了6株PPRRSV毒株，有2株是疫苗株变异进化而来的MLV-like毒株。还有2株是由MLV-like毒株之间的重组而成的，但是其中1株是由同一个疫苗毒株进化而来的2个相似MLV-like毒株重组而成，最后2株，与上述疫苗株与其他毒株重组一样，是由NADC30-like和MLV-like重组而成的。

4 疫苗现状

自从PRRS暴发以来，第1个商用弱毒疫苗Ingelvac PRRS®已经上市20多年，并得到了广泛的使用。针对我国PRRS现状，我国主要的商用疫苗有传统的灭活疫苗，弱毒活疫苗以及近几年新上市的的基因工程嵌合疫苗[32]。临床疫苗最重要的2个特性就是安全性和有效性。

我国商用的灭活疫苗主要有3种，包括中国动物疫病预防控制中心于2006年在江西分离的第1株PRRSV变异毒株(NVDC-JXA1株)、经典美洲型毒株CH-1a株，和CH-1R株。其制作工艺简单，运输便捷。主要诱导机体体液免疫，接种后猪只提高了体内的抗体水平和IFN-γ的分泌水平，但很少能诱导出细胞介导的免疫反应。它的作用对已感染PRRSV的猪能够增强免疫反应，对于生产母猪有助于提高生殖性能，增加产仔率，提高母猪所生小猪的健康状况等[33]。故它相对于弱毒活疫苗来说有着安全系数更高，不过因其毒力弱，所以临床接种还可能面临着需要接种多次和疫苗免疫计量较大，甚至临床免疫失败等问题。

如今，我国的商用的PRRSV弱毒活疫苗分为以VR2332毒株 、CH-1R毒株为代表的经典PRRSV弱毒活疫苗和以 JXA1-R 、TJM-F92 、HuN4-F112等为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应原性，诱导机体的细胞免疫。对同源性野生毒株提供保护作用，异种性毒株提供部分保护作用(不能完全提供保护)。但随着我国PRRSV毒株的变异，其有效性也逐渐降低。另外有报道弱毒疫苗免疫后可诱发病毒血症，长达1个月左右，使疫苗毒得以散播。以及此病毒的抗体依赖性作用，随着非中和抗体在体内的浓度的增加，PRRSV的感染情况更加严重，还有疫苗可能出现毒力反强与现有毒株共同感染甚至如上文所述发生重组，增加了病毒毒株的多样性。因此弱毒活疫苗保护的安全性和有效性也令人质疑[34]。

基因工程嵌合疫苗，是融合了经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)的复合型基因工程疫苗。因其上市时间不久，故在此不对其效用做评价。

尽管第1种疫苗Ingelvac PRRS®MLV已上市20多年并得到广泛应用，但猪群中PRRSV感染的患病率仍然很高。攻毒NADC30-like毒株试验表明，我国几乎所有的商业疫苗只能提供有限的保护。而且对于疫苗希望它有着更强大的作用，比如说面对多种毒株的足够的交叉保护效力，能够区分野生毒株和变异毒株等，这也是现在疫苗研究的方向。此外DNA疫苗等亚单位疫苗，针对PRRSV已经进行了测试，以及活PRRSV疫苗的研究，病毒载体的运用(将伪狂犬病毒作为PRRSV的载体)等[35]虽然不能用于临床，但这也是疫苗研究上取得的进步。

5 总结

综上所述， 2006年PRRS高致病性毒株暴发以来，PRRSV在我国大范围的存在，涉及到我国大部分地区。NADC30-like PRRSV毒株的出现，使得PRRS重新暴发流行。我国PRRSV现状为在经典毒株存在的同时，又有新的不断变异的毒株出现。尤为NADC30-like PRRSV的高重组性，使得NADC30-like与其他毒株重组组合的新毒株不断出现。且许多疫苗株也参与到了新毒株的生成中，使得毒株重组更加复杂。疫苗防控作用力度并不能有效阻止PRRSV的发生和散播，且疫苗本身也存在一定的安全问题。大量新型疫苗的研发仍是解决问题的关键，此外加强猪场的生物安全体系的管理也是一种有效手段。