豬繁殖與呼吸綜合征病毒流行病學研究進展

周桐楓，周遠成，劉小琬，徐志文，2*，朱 玲，2

（1.四川農業大學動物生物技術中心，四川 雅安 625014，2.四川農業大學動物疫病與人類健康四川省重點實驗室，四川 雅安 625014）

1 PRRSV的發現

豬繁殖與呼吸道綜合征是豬的一種破壞性疾病，感染后可出現發熱、呼吸系統和生殖功能的衰竭、母豬流產、公豬生精功能下降等癥狀并具有高度傳染性[1]。20世紀80年代，美國率先報道了一種新型豬群傳染病。其臨床表現為母豬嚴重繁殖障礙，斷奶仔豬發生肺炎，生長遲緩，新生仔豬死亡率明顯增加。當時該病的病因不明，人們通常稱其為豬的“神秘病”[2]。1990年11月，在歐洲的德國暴發了一種傳播迅速的疾病，該病與MSD臨床癥狀十分相似。在亞洲，日本于1988年首先暴發，1991年中國臺灣也首次發現了該病[3]。同年，Koch的主張得到了證實，病因是由前所未有的一種RNA病毒引起[4]。在這不久之后，美國成功完成對該病毒毒株的分離，該毒株并被荷蘭和美國分別命名為“Lelystad病毒”和“swine infertil ity and respiratory syndrome (SIRS)病毒(BIAH-001)”。歐洲的研究人員后來引進了“豬繁殖與呼吸綜合征”（PRRS）這一最終名稱[4]。目前該病的普遍流行性和難以防控已成為世界上大多數生豬養殖地區所面臨的重要問題。

2 PRRSV的基本特征

PRRSV是一種單股正鏈RNA病毒。病毒粒子呈球形，直徑50～65 nm，有囊膜，表面有纖突，立方形核衣殼直徑為30～35 nm，呈二十面體對稱，基因組RNA具有感染性，3’端有PolyA尾，與馬的動脈炎病毒（EAV）、乳酸脫氫酶增高病毒（LDV）、猴出血熱病毒同屬于動脈炎病毒科，動脈炎病毒科和冠狀病毒科均屬于套式病毒目[5]。由此可見,PRRSV也是套式病毒目中的成員。

PRRSV基因組全長約15 kb，不分節段，含9個開放性閱讀框架（ORF）。即 ORF1a、ORF1b、ORF2a、ORF2b、ORF3、ORF4、ORF5、ORF6 和 ORF7。PRRSV的2個主要遺傳譜系的代表株基因型為1型和2型。目前，2種病毒的全球所占比重大致情況為：歐洲主要是1型病毒所在地，而北美和亞洲則是2型病毒主要分布區。從進化角度上分析，1型和2型PRRSV的顯著差異主要來自于ORF5編碼的主要包膜糖蛋白 (GP5)。雖然PRRSV的起源目前還未知，但是1型和2型PRRSV之間所展現出的差異性，反映出他們的祖先可能在各自不同的生態環境和地理位置中獨立進化了很長一段時間從而發生了基因的突變。

3 PRRSV的基因多樣性

PRRSV的毒株及其分離株都存在著很大程度的基因變異，1型PRRSV就有著多種基因遺傳譜系。這些基因型分布于俄羅斯、白俄羅斯、烏克蘭、立陶宛、拉脫維亞，它們呈現出更大的多樣性而且極有可能比1型PRRSV發生變異的時期更早。系統發生學上，人們給2型PRRSV ORF5定義了9種不同類別的譜系，根據北美和東亞2個隔離種群具有相同的組成分析，有7個譜系在ORF5中占有主導地位。在這其中亞洲譜系也和一些北美譜系一樣相較于大流行前已經發生了某些變異。也就是說，和1型PRRSV一樣，人們已經把廣泛傳播的進化型2型PRRSV作為新型豬病來看待。生物分類學中強調：PRRSV基因組中的ORF5可能掩蓋了其他地區重要的遺傳變異。因此，通過基因分析和對多個編碼蛋白的比較，這些編碼蛋白包括廣泛用于RNA病毒進化的聚合酶全基因序列，可以得到關于PRRSV基因關系和進化起源更為全面的認識。

3.1 有關PRRSV的基因變異

目前研究表明，PRRSV分離株間的核苷酸序列存在明顯差異，尤其是 Nsp2、ORF5變異較大，依據血清學試驗和基因序列分析結果，將PRRSV劃分為2種基因型，即美洲型（代表毒株為VR-2332）和歐洲型（代表毒株為LV），并且PRRSV Nsp2基因序列高度變異，Nsp2蛋白具有糜蛋白酶樣（或小RNA 病毒3C樣）半胱氨酸蛋白結構域，擁有大量線性 B細胞表位，具有較強的免疫原性，能在病毒感染期間激發機體產生特異性抗體，是 PRRSV的免疫原之一[6]。然而在環境和免疫壓力作用下，ORF5基因同時極易發生變異，不同國家和地區 PRRSV分離株的ORF5基因同源性差異較大，給該病的防控帶來更大挑戰。

3.2 PRRSV基因變異的產生機制

PRRSV基因變異的一個可能因素是RNA聚合酶缺少糾錯功能，這是最簡單的解釋PRRSV遺傳的多樣性。事實上PRRSV核苷酸的替換大致為（4.7～9.8）×10-2個 位 點/年， 這是迄今為止所發現的變化率很高的一種RNA病毒[7]，因此PRRSV核苷酸的高替代率可能會持續很長時間。其次，PRRSV基因組容易受到自身或外界環境條件的影響從而發生堿基對的嵌入或缺失，這是由于基因重組導致的PRRSV基因型的變異。研究表明，基因重組在增加野生型PRRSV株產生的概率導致基因多樣性方面起著不可忽視的作用。基因嵌入和缺失的現象，在結構和非結構性蛋白編碼的區域基因組中已經被大量發現，從某種程度上反映出基因重組與基因變異密切相關。最后，PRRSV容易變異表現在豬體內持續感染的過程中，即會有準種或病毒亞群出現。這個過程大致為PRRSV感染豬后，豬自身體內會進行一系列的免疫反應，此時豬體內環境中可能存在野毒株和疫苗株幾個不同毒株混合感染的情況，這就可能引起豬體內PRRSV基因的重組產生新的基因型。總之，PRRSV基因變異的原因多種多樣是一個復雜而又漫長的過程。

4 目前我國PRRS病毒株流行變異相關情況

1996年，郭寶清等從一個已經暴發藍耳病的豬場流產胎兒中分離到中國第1株PRRSV（CH-1A）毒株[8]。這不久之后，人們成功分離鑒定出了BJ-4，HB-1（SH）/ 2002和 HB-2（SH）/2002等病毒株，分子生物學方面也成功地測出了毒株的全基因序列。研究表明中國分離到的PRRSV毒株全基因排列順序與北美株同源性在89%以上，與歐洲株同源性低于60%。這體現出中國地區目前廣泛流行的PRRSV毒株很可能多為美洲株變異而來，但也不排除國內PRRSV自身發生變異的因素。

2006年，一種由高致病性PRRSV（HP-PRRSV）引起的所謂豬的“高熱病”在中國南方暴發，造成了近400 000頭生豬的死亡，超過200萬頭豬受到不同程度的影響。有報道證實, 暴發過PRRS 的省份于2007 年又發生了同樣疫情, 如湖南、北京、河北、廣東、遼寧等[9]。此種高致病性PRRSV的來源值得思考，研究發現在病毒的每個基因組ORF內部，高致病性PRRSV顯示出比之前的PRRSV株更高的同源性。由此推測，中國新出現的高致病性PRRSV是由國內毒株基因組積累進化而形成，這是一個漫長的漸進過程。也就是說中國國內目前PRRSV的多樣性不僅僅來自于美洲株，高致病性PRRSV在國內的流行也反映出PRRSV的變異是十分迅速的，國內株的自身變異和交叉進化也值得人們進一步重視。

5 將來如何有效防控PRRSV的變異

生豬養殖上控制和根除PRRSV是一個全球性問題。就目前而言，在國內為預防和控制豬藍耳病接種疫苗是廣大養豬生產者的首要選擇。其次，通過使用國家規定允許添加的抗生素來控制帶毒豬群的繼發感染也是十分有效。然而控制PRRS在豬場進一步傳播的最行之有效的措施是淘汰PRRSV檢測呈現陽性的豬只。

隨著我國國內養豬規模的不斷擴大，PRRSV呈現出明顯的地域性分布，不同地區PRRSV毒株的差異也會導致防控難度的加大，以高致病性PRRSV為例，其高病發率、高死亡率以及持續影響母豬生產仔豬的特性預示PRRS很長一段時間內會持續影響中國的養豬業發展。隨著PRRS疫苗的不斷使用，我國各地養殖場的PRRSV多樣性也會變得更加復雜，因此PRRS已經成為我國豬的一種十分復雜的傳染病，完全控制PRRS還有大量的工作需要我們去做，尤其是預防PRRSV在我國各地區之間的交叉蔓延。在PRRS的控制上，應充分認識該病的復雜性和潛在的危害。如果豬群僅僅只是單獨感染PRRSV并沒有繼發其他病毒或細菌病，可能還不會造成太嚴重的損失而使其得不到應有的重視。但是，如果PRRS和其他疾病混合感染就會出現母豬免疫低下，從而使仔豬抵抗力下降，易患病死亡，生長方面出現飼喂難，生長慢等表現。由此可見，我國PRRSV變異所引起的一系列問題仍需要更加深入的研究。

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