豬繁殖與呼吸綜合征病原體研究進展

李繼堯

（遼寧省葫蘆島市動物疫病預防控制中心，葫蘆島 125000）

豬繁殖與呼吸綜合征是由豬繁殖與呼吸綜合征病毒（PRRSV）引起的母豬繁殖障礙和仔豬出現呼吸癥狀的病原。1991年荷蘭科學家Wensvoort博士首次從感染豬體內分離到該病毒，并命名為Lelystadvirus（LV）。隨后，德國、加拿大、美國等許多國家也分離到了該病毒。1992年，美國分離到1株PRRSV，引起的癥狀與LV相似，命名為VR-2332毒株。歐洲亞型和美洲亞型的臨床癥狀相似，但在病毒的抗原性、基因組成及結構上存在較大的差別。該病毒為一種小的有囊膜的正鏈RNA病毒，與馬動脈炎病毒、鼠乳酸脫氫酶升高病毒、猴出血熱病毒同屬于動脈炎病毒科。我國郭寶清等首次報道從流產胎兒中分離到PRRSV，從而證實我國也存在著豬繁殖與呼吸綜合征。

至今研究結果表明：根據PRRSV 抗原性的差異可分為2個亞群：亞群A的歐洲原型（LV）株，亞群B的美國原型（ATCC VR-2332）株。歐洲地區(qū)主要流行株為A亞群；而美國和亞太地區(qū)則以B亞群為主；仇華吉等用不同的方法檢測國內的PRRSV 分離株，表明我國的PRRSV分離株屬于美洲型。進一步的研究表明：目前美洲型毒株至少有3 個基因亞型，其中PRRSV 的（MLV）弱毒株構成一個亞型；加拿大Quebec 毒株與EAV 和LDV 間的同源性Quebec 毒株與2個歐洲型PRRSV 毒株間的同源性；日本毒株和臺灣毒株ORFS與美洲毒株相似。PRRSV為不分節(jié)段，聚腺苷酸化，有囊膜的單股正鏈RNA病毒。其基因組長約15kb，含有8個開放閱讀框架（ORFs）。病毒基因組的每個讀碼框都和相鄰的讀碼框有部分重疊。5′端有長約12kb的基因組ORF1，位于病毒基因組5′端非編碼前導序列之后，ORF1包括重疊16個核苷酸的ORF1a和ORF1b，占據基因組的80%，編碼病毒依賴RNA的RNA聚合酶，其氨基酸序列含有凸隆病毒、EAV、LDV及冠狀病毒RNA聚合酶的保守序列。在緊接ORF1a起始密碼子前導序列中有2個發(fā)夾結構。ORF1b具有4個結構域：1聚合酶元序列；2富含半胱氨酸和組氨酸的鋅指區(qū)；3蝸牛酶元序列；4功能不明的保守區(qū)域[18]。ORF1上游是長約189個核苷酸的5′端非編碼區(qū)（Noncoding Region，NCR），高度保守。在2種血清型毒株中5′端非編碼區(qū)同源性高達99%。3′端有6個編碼框（ORF2～7），位于基因組的3′端，編碼病毒結構蛋白，其中ORF7編碼病毒核衣殼蛋白，ORF2～6編碼與病毒膜有關的蛋白。ORF7終止密碼子之后為114個堿基的非編碼區(qū)和約20個堿基的poly（A）尾序列。在動脈炎病毒中poly（A）尾巴上游的8個堿基是高度保守的，意味這個結構為所有RdRp（RNA依賴性RNA聚酶）識別以及病毒復制的起始是很重要的。Meulenberg，等建議將ORF2～ORF5編碼的囊膜蛋白分別命名為GP2、GP3、GP4、GP5。其中GP2由ORF2編碼，其分子量大約為29～30kDa。研究表明GP2為糖蛋白，肽鏈內含有二硫鍵，合成后裝配于病毒粒子中，是PRRSV的結構蛋白。Meulenberg 等通過免疫印跡和免疫沉淀實驗，證明LV株的GP2為N-糖基化蛋白質，嵌入病毒顆粒中，為病毒的第6種結構蛋白。但是，通過體內表達發(fā)現GP2 也可出現于內質網上，這表明GP2可能是在內質網上組裝后才運輸到高爾基體上。

GP3由ORF3編碼，其分子量大約為45kDa，含有265個氨基酸，7個N-糖基化位點，為病毒的結構蛋白。Wieczorek-Krohmer等和VanNieuwstadt等證實LV株的ORF3產物為高度糖基化的結構蛋白，針對它的單克隆抗體具有中和活性。但Gonin 等研究認為GP3為非結構性病毒蛋白，通過對IAF-Klop株ORF3的體外表達證實它是高度糖基化并具有抗原性的蛋白，在感染細胞中其含量與E、M和N蛋白相當，但在純化的病毒粒子中卻未檢測出該蛋白。通過序列比較發(fā)現，北美洲型與歐洲型ORF3編碼產物的氨基酸同源性低于55%，其C-端為高變區(qū)，其中可能含有引起2種基因型抗原性差異的抗原表位。較多學者研究表明，盡管該蛋白具有含有線型抗原決定簇，但針對它的抗體與中和作用無關。GP4由ORF4編碼，其分子量大約為19～20kDa。Meulenberg 等發(fā)現LV 株的ORF4編碼的蛋白GP4誘導的抗體具有中和作用。據推測這個蛋白質至少有部分暴露在病毒粒子的表面。

ORF5編碼的糖基化囊膜蛋白（GP5），又稱E蛋白，分子量為22.4kDa左右。GP5有6個抗原決定簇，其中一個是血清型特異性線性中和決定簇，能在體外中和病毒的感染性，可誘導產生中和抗體，能在體外中和病毒，病毒中和作用與抗GP5抗體效價呈顯著相關性。也有人報道，該蛋白可誘導細胞凋亡。最近發(fā)現，E蛋白特異性單克隆抗體對于PRRSV在傳代細胞系中的感染具有中和作用。用Western blot 在感染豬血清中還檢出了其他蛋白的抗體。

Conzelmann等報道的LV株3′非編碼區(qū)為114nt，Mardassi等報道的IAF-exp91株3′非編碼區(qū)為151nt，二者同一性為59%，其中歐洲株（LV）3′端非編碼區(qū)分別比LDV（80nt）和EAV（59nt）的3′端非編碼區(qū)長34nt和55nt，而比美洲株3′端非編碼區(qū)少37nt，利用這種差異可進行PRRSV的分子診斷或毒型鑒定。研究證實基因組RNA具有感染性，PRRSV基因通過產生六個亞基因組mRNA來進行表達。這些mRNA具有來自病毒基因組RNA5′端編碼區(qū)的共同前導序列，其長度超過200個堿基，并且3′相同，從而形成了一組共同3′端的嵌套式結構，應用Northern印跡試驗證實了mRNA2～7與ORF的相關性。