中国农大揭示猪流行性腹泻病毒致病关键因子

近日，中国农业大学动物医学院猪病研究团队在猪流行性腹泻病毒（PEDV）研究领域取得新进展，揭示PEDV流行毒株毒力是多因子作用结果，S基因仅是BJ2011C株致病的必要条件，结构蛋白编码区促进PEDV在仔猪肠道内定殖，并和3UTR协同作用，影响病毒致病力。该成果在线发表在国际病毒学期刊Journal of Virology上，原文题为“The S gene is necessary but not sufficient for the virulence of porcine epidemic diarrhea virus novel variant strain BJ2011C”。

猪流行性腹泻病毒（Porcine epidemic diarrhea virus, PEDV）是危害我国及世界养猪业的重要病毒性病原，其感染以猪只的急性肠炎、腹泻、呕吐、脱水等为临床特征，即为猪流行性腹泻（PED）。PEDV为有囊膜的单股正链RNA病毒，属套式病毒目α冠状病毒属，自上世纪80年代初在我国发现以来，一直呈散发性流行。2010年秋，PEDV变异株突然在免疫猪群突然出现，给我国养猪业造成了巨大的经济损失，其中10日龄内仔猪最为敏感，发病率和死亡率可达100%。3年后，类似疫情在北美暴发，在很短时间内引起几百万猪只死亡。与经典毒株CV777（G1亚群）相比，高毒力PEDV变异株属G2亚群，其基因组发生明显变异，其高变区之一位于S蛋白编码区内，以碱基的插入、缺失和突变为典型特征。由于S蛋白介导病毒入侵和诱导中和抗体，因此S基因的变异被认为病毒致病性增强相关，但缺少实验数据支持。 

中国农业大学动物医学院猪病研究团队前期构建了基于流行毒株BJ2011C和低致病性毒株CHM2013的反向遗传操作平台(Li, et al, PLoS one，2017)。本研究在此基础上构建并拯救互换S基因、整个结构蛋白编码区（SP）以及3UTR的嵌合病毒，然后利用2日龄健康仔猪感染模型进行了致病性试验。研究结果发现，互换S基因后，BJ2011C失去致病性，但并未使CHM2013获得致病力。相反，互换SP编码区后，CHM2013嵌合病毒获得肠道定殖能力，引起典型PED临床症状，感染猪只持续排毒，且有明显肠道组织损伤。进一步交换3UTR后，CHM2013嵌合病毒毒力增强，引起部分猪只死亡（图一）。上述研究揭示，PEDV流行毒株毒力是多因子作用结果，S基因仅是BJ2011C致病的必要条件，结构蛋白编码区促进病毒在PEDV在仔猪肠道内定殖，并和3UTR协同作用，影响病毒致病力。本研究结果为阐明PEDV流行毒株的致病机制提供了科学依据，并为PEDV疫苗设计提供了重要的思路。

图一 PEDV流行毒株毒力是多因子作用结果，S基因仅是BJ2011C株致病的必要条件

团队博士研究生王迪和盖新娜副教授为论文共同第一作者，韩军教授和杨汉春教授为共同通讯作者。该研究得到十三五国家重点研发专项（2016YFD05001010）、青年项目基金（1051-21986001）及国家现代农业产业技术体系建设专项资金（CARS-35）资助。