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猪圆环病毒2型的挑战:种间分类

猪圆环病毒2型(PCV2)已经成为对生猪生产破坏性最大的病毒,造成相当大的经济影响(直接损失和控制疾病的花费)。PCV2是断奶仔猪多系统衰竭综合征(PMWS)的病原体,目前被称为PCV2-系统性疾病(PCV2-SD, 图 1)。流行病学和和实验研究已证明基因多样性可能影响PVC2的毒力,表现为在全球范围内出现新的基因型以及重组株的流行。也许这正是为什么PCV2种间分类颇具争议的原因。2008年,欧盟猪圆环病毒病联盟提出了以成对基因序列比较为基础的PCV2基因型标准命名法(www.pcvd.eu)。通过分析PCV2完整和衣壳(ORF2)核苷酸序列确定了2个距离阈值,分别为0.020 和0.035。当2个序列之间的遗传距离大于这两个阈值时,认为这些毒株属于不同的基因型。分析发现了4种基因型,分别命名为PCV2a, PCV2b, PCV2c和 PCV2d(也被称为PCV2b突变型)。

星期三 1 6月 2016 (之前 3 年 6 月 6 天)
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猪圆环病毒2型(PCV2)已经成为对生猪生产破坏性最大的病毒,造成相当大的经济影响(直接损失和控制疾病的花费)。PCV2是断奶仔猪多系统衰竭综合征(PMWS)的病原体,目前被称为PCV2-系统性疾病(PCV2-SD, 图 1)。流行病学和和实验研究已证明基因多样性可能影响PVC2的毒力,表现为在全球范围内出现新的基因型以及重组株的流行。也许这正是为什么PCV2种间分类颇具争议的原因。2008年,欧盟猪圆环病毒病联盟提出了以成对基因序列比较为基础的PCV2基因型标准命名法(www.pcvd.eu)。通过分析PCV2完整和衣壳(ORF2)核苷酸序列确定了2个距离阈值,分别为0.020 和0.035。当2个序列之间的遗传距离大于这两个阈值时,认为这些毒株属于不同的基因型。分析发现了4种基因型,分别命名为PCV2a, PCV2b, PCV2c和 PCV2d(也被称为PCV2b突变型)。

Three months pigs with PCV2-SD. Note the marked spine, indicative of growth retardation, and body pallor

图1:患PCV2-SD的3个月大的猪。注意标记的脊椎,表明生长迟缓且皮肤偏白(贫血)

自2008年大量的PCV2序列被列入GenBank (www.ncbi.nlm.nih.gov),并提出了几种新的基因型,但并不总能通过验证。很大比例的序列有重组现象,在某些案例,这些重组株在美国和多个亚洲国家传播且患病率在不断增加。在最近的研究中(Franzo et al, 2015),一个由研究人员组成的国际团队重新分析了PCV2的种内分类法和基因组定义,以检查它们目前的有效性,从而统一命名法以避免进一步的错误概念。

用目前流行的PCV2基因序列和衣壳分析证明用于定义阈值的数个假定方法已有十多年并不适用了。特别的不同PCV2病毒基因型之间核苷酸置换率相同的假设不能成立。此外用单一的断开值界定PCV2基因型很复杂。更重要的是为界定基因型而提出的阈值并无意义(图2)。这些证据与大量新出现的基因序列一起说明PCV2种内命名的重要性。故自2008年开始使用的界定PCV2的阈值目前已经不适用于界定所有的PCV2菌株,故应重新考虑此法。

Threshold analyses of complete PCV2 genome database and of ORF2 sequences

图2.阈值分析PCV2全基因(a)和ORF2序列(b)。报道了成对遗传距离占0.01遗传距离的比例。同样指出了全基因(0.020)和衣壳(0.035)的阈值,以及重新分析的阈值结果(0.038, 0.068 和 0.090)

相应地,提出了新的清晰的界定PCV2菌株的方法。新的方法考虑到了数种重组菌株的存在,它们属于多种基因型。考虑到报道的高重组频率,倾向于以ORF2基因为基础进行分类。为了提供清晰的分类标准,选择了数个分类明确的(系统发育分析方法)参照序列。这使我们用系统发育构建和47个特定基因型标记核苷酸位置来界定4中基因型。这些标记的位置在每种基因型一致(>95%),可被用于将有争议的序列归为特定的基因型。此分类方法快速且易于操作。

PCV2的分类仍是一个挑战。该病毒序列的多变性,以及不同PCV2菌株基因型内部和基因型之间的重组使明确界定一个基因型很困难。此外未来出现新的PCV2基因型的可能性很高,故非常需要新的可靠的基因鉴定方法。

PCV2基因型分类以实践为基础。目前为止,在欧洲和北美市场上销售的疫苗均以PCV2a基因型为基础,但流行性最广的却是PCV2b和PCV2d。但已证实这3种基因型之间存在交叉保护作用,评估疫苗对这些不同的基因型的免疫效果将是非常有趣的。此外,目前发表的数个系统发育研究指出从免疫和未免疫猪场可能出现PCV2序列氨基酸的特定改变。事实上,推测由于这种疫苗免疫压力,将来可能出现病毒突变株。故适宜的基因型监控是评估疫苗效果的关键。

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