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广泛使用疫苗对圆环病毒2型流行病学的影响

随着时间的推移,于2012年,PCV2a 和PCV2b亚型减少,PCV2d亚型 增加,除了基于PCV2a的疫苗导致的免疫选择外,更多的是由于未知的因素。

圆环病毒2型(PCV2)疫苗有效的预防了猪圆环病毒相关疾病。美国于2006年在猪圆环病毒相关疾病病例增加后开始使用该疫苗,并迅速在生猪养殖业广泛使用以控制猪圆环病毒相关疾病的爆发。自2006年美国广泛使用PCV2疫苗后,诱导了高水平的PCV2抗体,并降低了病毒载量,但并没有完全根除猪场的PCV2(Dvorak等2016)。持续的疫苗接种可能导致在猪群中根除PCV2,尽管在美国常规接种PCV2疫苗,仍可在三分之一到一半的猪场观察到该病毒(Dvorak等2016)。

目前所有主要的PCV2疫苗都基于PCV2a亚型,已知其可对其他基因型造成的疾病亦起到保护作用(Fort等, 2008; Opriessnig等, 2017)。可见主要基因型从PCV2a 变为PCV2b,现在又变为PCV2d,这可能是由于使用基于PCV2a亚型疫苗造成的。但看上去与新出现的基因型有关的猪圆环病毒相关疾病的爆发在严格执行重新建立的同一或不同疫苗接种程序后得到了控制,揭示疾病爆发可能是由于执行或者其他问题,而非交叉保护的免疫失败造成的。为了更进一步的研究基因型的变化,我们从明尼苏达大学兽医诊断实验室获得了PCV2序列数据库以研究广泛使用疫苗后,PCV2流行病学的变化。

结果

对2002-2015年间提交给明尼苏达大学兽医诊断实验室的PCV2流行株ORF2序列(Genbank ID KT867794-KT868522, n=729)的完整性,准确性和关联的元数据进行了检查核实。大部分序列来自2006 (47%) 和 2007 (18%),另外一大部分序列来自2012-2013 (图 1)。直至2005年,在检查的样本中仅存在PCV2a,PCV2b出现于2005年(图1)。2006 – 2010年间观察的主要基因型为PCV2b,但在2011和2012年,PCV2a再次占主导地位(图1)。2012年首次鉴定到PCV2d序列,到2014年其成为主要的基因型(图1)。2006年首次分离到PCV2e,并于2012年再次分离到该病毒,但其流行率较低(图1)。

Figure 1. PCV2 genotype prevalence from 2002 – 2015. Frequency of PCV2 sequences acquired from the UMN-VDL from 2002 – 2015 are shown as the dashed line on the right hand axis. The percent of total samples of each genotype present by year is shown by shaded boxes on the left hand axis.
Figure 1. PCV2 genotype prevalence from 2002 – 2015. Frequency of PCV2 sequences acquired from the UMN-VDL from 2002 – 2015 are shown as the dashed line on the right hand axis. The percent of total samples of each genotype present by year is shown by shaded boxes on the left hand axis.

图1:2002-2015年PCV2基因型流行性。虚线所示为2002-2015年间从明尼苏达大学兽医诊断实验室获得的PCV2序列数量,右侧坐标轴表示PCV2序列数量,左侧坐标轴表示每种基因型占总样本数的百分比。

为了直观的说明基因型随时间推移的变化,使用MEGA 7.0.21创建了最大似然树,并以不同颜色表示不同年份(图2,729份样本)。有趣的是,在检查的整个时期PCV2a和PCV2b均持续存在,且每种基因型的序列多样性不断降低。2006-2007年,存在数个相同或几近相同的序列, PCV2b尤为显著,随后消失(图2)。于近期观察到PCV2d和PCV2e基因型(2012-2015年),尽管在2006年也观察到PCV2e(图2)。

Figure 2. Maximum likelihood phylogenetic tree. The 729 ORF2 sequences from the UMN-VDL PCV2 database are colored by year acquired. The genotypes are noted.
Figure 2. Maximum likelihood phylogenetic tree. The 729 ORF2 sequences from the UMN-VDL PCV2 database are colored by year acquired. The genotypes are noted.

图2: 最大似然种系发育树。对来自明尼苏达大学兽医诊断实验室PCV2数据库的729份ORF2序列基于年份标注不同颜色。标注基因型。

结论

PCV2疫苗于2006年首次引入美国,且其基于PCV2a基因型。疫苗接种对根除圆环病毒相关疾病明显有效,且其可显著降低病毒血症水平。但疫苗接种可能不能将PCV2从猪群根除,并可能导致较高的非PCV2a基因型的流行性。检查来自明尼苏达大学兽医诊断实验室数据库的大于700份保存良好的PCV2序列,表明从2005年起,PCV2b基因型的流行性逐渐增加。2011年PCV2a基因型再次起主导作用表明,尽管使用疫苗,PCV2a在美国猪场仍然存在。故,PCV2a 和PCV2b基因型随时间推移降低,且PCV2d于2012年增加可能更多是由于未知的因素,而非由基于PCV2a的疫苗接种导致的免疫选择所致。

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