蓝耳病，也称为猪繁殖与呼吸综合征（Porcine Reproductive and Respiratory Syndrome，PRRS），是一种影响猪健康的病毒性疾病。这种病由猪繁殖与呼吸综合征病毒（PRRSV）引起，对全球养猪业造成了巨大的经济损失。
亚系8.7作为近年来迅速扩展的一种PRRSV亚系，已在多个地区、尤其是亚洲广泛传播，对当地的猪群健康和养殖业经济带来了重大挑战。然而，亚系8.7的具体进化模式、地理扩散路径以及影响其传播的生态和人类因素仍未完全了解。
2024年10月13日，华南农业大学王衡，张桂红联合比利时鲁汶大学Guy Baele共同通讯在
Nature Communication在线发表题为“Untangling lineage introductions, persistence and transmission drivers of HPPRRSV sublineage 8.7”的研究论文。 该文章依托一个建立超过20年的全国性PRRSV监测项目，作者扩展了中国亚系8.7的基因组数据。揭示了广东省在亚洲地区作为重要感染枢纽的角色。PRRSV的空间传播与人类活动和生猪产业在省级分布的差异密切相关，尤其是近年来小规模的中国农村养殖系统是主要推动力。
总体而言，本研究为HP-PRRS MLV的进化、传播动态及潜在泄露状态提供了深入概览，为新型MLV的开发提供了关键洞见。
猪繁殖与呼吸综合征（PRRS）是全球猪肉产业的主要疾病威胁，尤其在中美两国造成了巨大经济损失。其致病病毒PRRSV是一种正链RNA病毒，PRRSV分为多个基因系，中国常见系别包括1、3、5和8.7，1995年美国“流产风暴”期间引起大规模感染。
2006年，中国出现了高致病性PRRSV（HP-PRRSV）8.7亚系株，随后多种改良活疫苗（MLV）被广泛应用，但由于其较低的复制保真度，具有毒力逆转的风险。
作者根据基因型和时空信息对基因数据库中的数据分布进行了量化。时间轴显示，从1994到1999年，系别8的序列较少，而2000到2005年感染急剧增加。2006至2016年，亚系8.7快速扩展，集中于中国，主要在美国发现系别8。广东在中国省级传播中起关键作用。
图1. 谱系8序列的全球时空分布
系统进化分析表明，HP-PRRSV簇成为主导后，病毒在东部、南部、中部和北部多地扩散，广东地区传播率较高，HP-PRRSV已成为地方性毒株，且主要来源于广东。
图2. PRRSV亚谱系8.7全球系统地理重建
通过MCC树分析，作者估计亚系8.7 HP-PRRSV在中国的起源时间为1987年，最早出现于广东，传播模式符合“源-汇”动态，即广东为主要传播源，河南、山东和江苏为次要传播中心。
传播受地理距离驱动（BF > 100），近距离传播频率更高，且工业化养殖因生物安全措施较强而减少传播风险，形成“反重力效应”。
图3. PRRSV亚型8.7在中国的系统地理重建
研究量化了影响亚系8.7地理扩散的因素，发现农村猪肉销售、人群总量、育种数量和“源自广东”均为重要驱动因素。结果显示，PRRSV传播与人类活动及养殖业分布密切相关，农村小规模养殖在生物安全上的不足使其易通过交易扩散。
工业化养殖规模对传播具有保护作用，广东为主要传播源，扩散主要由农村养殖和猪肉贸易驱动。
图4. 30个中国各省PRRSV扩散预测因子的支持度和贡献
随后，作者追踪了亚系8的重组历史，包括与其他亚系的重组和重组事件的时间分布。
亚系间重组的首次事件可追溯到2007年，2007至2013年间事件较少，但自2014年起，重组事件急剧增加，尤其在2014至2018年，亚系1和3频繁参与重组。自2010年起，ORF1ab和ORF3-ORF5区域是重组最频繁的区域，尤其在ORF1a的nsp2区域和ORF1b的nsp12区域中。
图5. 复合印迹图
相比之下，亚系内的重组事件更为频繁。亚系内的首次重组事件同样始于2007年，但在2010至2015年间激增。与亚系间重组不同，亚系内重组主要发生在ORF1ab区域，且事件分布更均匀。
然而，尽管已有实验确认HP-PRRSV衍生的减毒活疫苗（MLV）可能恢复毒力，但缺乏其“泄漏”状态的证据。基因组数据显示，MLV疫苗在中国广泛使用。作者对在中国获批的四种HP-PRRS MLV（JXA1-R、HuN4-F112、GDr180和TJM-F92）进行了测序，并采用系统发育方法分析它们的同源关系。
图6. 疫苗同质分析
自2017年起，病例数下降，GDr180群体在其研发前已出现病例激增，证实其逆转可能性低。同时作者还识别出与MLV逆转相关的氨基酸突变，在TJM-F92中发现35个，在JXA1-R中发现32个，在HuN4-F112中发现13个，部分突变显示潜在的共同变异。
总之，作者构建了一个尽可能大的数据集，以重建亚系8.7的空间动态，并评估其相关的生态、人口和地理变量以及养猪实践的影响。作者还提供了关于HP-PRRS MLV可能“泄漏”状态的证据。随着NADC30样和NADC34样亚系在PPRSV-2中传播并演变为全球流行的主要菌株，研究这些新亚系以防止类似HP-PRRSV的疫情至关重要。
原文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-024-53076-w
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