一株豬流行性腹瀉病毒的分離鑒定和遺傳進化分析

孫豐廷，史紅麗，高小聰，杜恩岐

(1．陜西諾威利華生物科技有限公司，陜西楊凌 712100；2．北京康寶利華生物科技有限公司，北京 100176；3．南通市動物疫病預防控制中心，江蘇南通 226000；4．西北農林科技大學，陜西楊凌 712100)

一株豬流行性腹瀉病毒的分離鑒定和遺傳進化分析

孫豐廷1，史紅麗2，高小聰3，杜恩岐4*

(1．陜西諾威利華生物科技有限公司，陜西楊凌 712100；2．北京康寶利華生物科技有限公司，北京 100176；3．南通市動物疫病預防控制中心，江蘇南通 226000；4．西北農林科技大學，陜西楊凌 712100)

從陜西地區26個疑似豬流行性腹瀉病毒感染的豬場，采集發病仔豬的肛門拭子、糞便以及死亡仔豬的小腸，將其接種于Vero細胞，在添加胰酶的情況下，連續傳代培養并觀察，直至細胞出現典型的合胞體病變，經RT-PCR檢測、測序、基因比對分析與動物回歸實驗，最終確定分離到一株PEDV病毒強毒株。經過測定毒株的S基因序列，進行序列比對分析和遺傳進化分析，發現本次分離到的毒株與疫苗株CV777同源性較低，進化分支位于目前流行的PEDV G2a亞群。

豬流行性腹瀉病毒；分離鑒定；S基因

1973年豬流行性腹瀉(Porcine Epidemic Diarrhea, PED)在中國上海首次發生，直到1984年才明確其病原體為豬流行性腹瀉病毒(Porcine Epidemic Diarrhea Virus, PEDV)[1]。2010年末開始我國東南沿海地區暴發PED并擴散至全國各地，主要以高發病率和高死亡率為特征[2-4]。近年來由PEDV引起的豬流行性腹瀉(PED)對養豬產業造成了巨大損失，飼養管理不當非常容易導致PEDV的暴發，由于其臨床癥狀與豬傳染性胃腸炎(Transmissible Gastroenteritis of Swine，TGE)等腸道疾病類似，臨床診斷比較困難。PEDV可感染各種年齡段的豬，以嘔吐、腹瀉及脫水為主要臨床特征，該病主要發生于冬季，夏秋季節也可發生，造成養豬業嚴重經濟損失[5-6]。S基因易發生變異，因此常被用來研究不同年代和地點毒株之間的親緣關系，本研究對2013年9月12日從陜西26個豬場疑似PEDV樣品分離到一株病毒，經鑒定確認為PEDV，對毒株病毒的S基因進行同源性與遺傳進化分析，為疫苗研發提供了理論依據[7]。

1 材料與方法

1.1 病料與細胞 從陜西地區26個疑似豬流行性腹瀉病毒感染的豬場采集病料大約380份，包括仔豬的肛門拭子、糞便以及死亡仔豬的小腸等。Vero細胞(非洲綠猴腎細胞)購自中國獸醫藥品監察所。

1.2 主要試劑 RNA提取試劑盒，購自OMEGA公司；Oligo(dt)、M-MLV反轉錄酶、Taq 酶等購自TaKaRa公司；胎牛血清與DMEM培養基，購自Hyclone公司；胰酶，購自Sigma公司。國內外建立了各種RT-PCR方法檢測PEDV，大部分針對保守的M基因[8],引物：檢測引物與S基因引物序列參考何振洋碩士論文[9]，P EDV檢測引物目的片段大小645～647 bp，豬輪狀病毒(Porcine Rotavirus PoRV)檢測引物目的片段大小309 bp，豬傳染性胃腸炎病毒(TGEV)檢測引物目的片段大小528 bp檢測引物，由上海Invitrogen公司合成。

1.3 病料處理 采集到的病料樣品按照1∶10的比例加入PBS緩沖液，進行研磨處理，反復凍融三次后，使用3000 r/min離心15 min，取上清液經0.22 μm微孔濾膜過濾，濾液分裝，-80 ℃保存。

1.4 RT-PCR檢測 取病料處理后的上清液，使用RNA提取試劑盒提取病毒RNA，使用隨機引物和M-MLV酶反轉錄成cDNA，擴增條件為：42 ℃反應 60 min，72 ℃ 15 min。以cDNA 為模板，檢測引物進行PCR擴增，循環參數：94 ℃預變性 3 min，94 ℃變性1 min，56 ℃退火45 s，72 ℃延伸1 min，共35個循環，72 ℃延伸 10 min。PCR 產物進行電泳檢測(表1)。

表1 本研究用到的檢測引物與測序引物

1.5 病毒的分離 按常規方法傳代Vero 細胞，培養 48 h至單層，按10%接種檢測陽性的病毒液，并添加胰酶至終濃度 10 μg/mL，37 ℃吸附1 h ，其間輕搖2次。待吸附結束后，加入含有終濃度 10 μg/mL胰酶的DMEM 溶液作為維持液，置于37 ℃ 5% CO2培養箱培養，72 h后收毒。將收毒后的病毒液反復凍融 3 次，按上述方法進行盲傳下一代，直至出現細胞病變。

1.6 病毒的鑒定 細胞毒RT-PCR的鑒定：將細胞培養物在-80 ℃凍融3次，提取RNA進行RT-PCR檢測，具體方法同1.4項。

細胞病變觀察：病毒接種細胞后盲傳幾代會出現細胞病變，用倒置顯微鏡能觀察到明顯的細胞病變同時記錄病變情況。

動物回歸實驗：用Vero F5代細胞毒灌胃接種5日齡抗原抗體陰性未吸初乳仔豬3只，1 mL每頭份，每日觀察臨床癥狀。

1.7 病毒基因組核酸序列分析 核酸提取與反轉錄：根據試劑盒的說明書進行，反應程序為42 ℃1 h，70 ℃15 min，完成后-20 ℃凍存備用。20 μL反轉錄體系：RNA 12 μL，5×Reaction Buffer 4 μL，10 mM dNTPs 1 μL，隨機引物(10 mmol/L)1 μL，M-MLV反轉錄酶1 μL，RNase Inhibitor 1 μL。

RT-PCR產物電泳檢：取10 μL擴增的RT-PCR產物進行瓊脂糖凝膠電泳，在凝膠成像系統中進行觀察有無特異性條帶，陽性條帶產物送大連寶生物公司進行測序。50 μL RT-PCR反應體系：cDNA 2 μL，10×Buffer 5 μL，10 mM dNTPs 2 μL，上、下游引物(10 mmol/L)各1μL，Taq酶1 μL，ddH2O 38 μL。

序列比對分析：使用MEGA5.5軟件分析S基因，對本次PEDV毒株進行遺傳進化分析。

2 結果與分析

2.1 PEDV的分離及在Vero細胞中的傳代培養 將處理后病料上清接種Vero細胞后，F3代開始出現細胞脫落等明顯細胞病變，連續傳至F10代病變出現時間穩定(圖1)。

圖1 A為正常Vero細胞,B為PEDV感染后48 h的Vero細胞(200×)

2.2 PCR鑒別檢測 用PEDV的引物PEDV-F/R進行PCR 擴增，糞便樣品均可以擴增到一條645 bp左右的特異性條帶。TGEV 和PoRV 的引物均沒有擴增出特異條帶(圖2)，PEDV S基因擴增見圖3。

M: Marker DL2000;1.PEDV陰性對照；2.PEDV陽性對照;3.PEDV樣品；4.TGEV陰性對照；5. TGEV陽性對照；6.PoRV陰性對照；7.PoRV陽性對照圖2 鑒別檢測PCR結果的電泳圖

圖3 S基因測序引物擴增結果的電泳圖(M: Marker DL2000；1．陰性對照；2～5分別為覆蓋S基因的四個片段(S1～S4))

2.3 動物回歸試驗 接種動物后24 h發病，出現嘔吐、腹瀉，48 h出現明顯消瘦(圖4)，48～72 h出現死亡，解剖觀察胃、小腸粘膜病變，胃內有大量白色未消化食物，胃壁出現潰瘍、出血、壞死、小腸充血鼓氣，腸壁變薄，腸黏膜脫落見圖4，并于3～4 d全部死亡，表明通過細胞培養獲得的PEDV對乳豬有較強的感染性，病毒分離成功。2.4 序列比對分析 選取不同亞群代表性毒株的S基因，推導氨基酸序列，根據推導的氨基酸序列進行同源性比對分析，KB2013-4與2011-2014年中國分離毒株(JS-HZ2012、BJ-2011-1、CHZJCX-12012、CPGEN-20140427)、美國毒株USA-Colorado-2013、中國分離毒株GD-B同源性較高，分別為99.5%、99.4%、99.4%、99.1%、99.3%、99.1%，與比利時疫苗株CV777、韓國毒株(atternuated DR13、SM98)、中國分離株AH-M同源性較低，分別為9%、8.5%、10.7%、8.5%(表2)。

A: 乳豬接種KB2013-4毒株后第2天，出現明顯消瘦；B: 乳豬接毒后第3天死亡，剖檢可見小腸壁明顯變薄，胃內容物為乳糜樣圖4 仔豬接種PEDV KB2013-4株后臨床剖解圖片

表2 各群代表毒株之間S蛋白氨基酸序列比較

比較G2a亞群中毒株氨基酸變化發現，KB2013-4毒株沒有插入或缺失氨基酸，但存在四個氨基酸突變，分別為389位 A→S，503位 T→A，1009位N→S，1109位Q→R。

2.5 遺傳進化分析 基于PEDV S基因進行遺傳進化分析，可以看出，PEDV的亞型眾多，主要可分為G1亞型與G2亞型，而G1與G2又可細分為G1a、G1b、G2a、G2b與G2c，此外還存在一些特殊變異的毒株亞型，比如重組的毒株與存在插入和缺失突變的毒株(INDEL, insertion and deletion)。從圖5可以看出KB2013-4 株屬于G2a亞型，與AH2012株屬于同一亞型。

3 討論與小結

豬流行性腹瀉病毒是豬場發生流行性腹瀉疾病的主要病原之一，對規模化養殖帶來巨大經濟損失，此外免疫系統抑制病病毒如PCV2、PRRSV也是導致PED控制難度增加的重要因素。目前，PED的防控主要靠PED-TGE二聯苗免疫。但是，隨著病毒的變異和進化，現有疫苗免疫保護力呈下降趨勢。為防控豬流行性腹瀉疫病，研究安全、有效的疫苗刻不容緩。

細胞培養PEDV難度高，本實驗在Vero細胞培養液中加入終濃度10 μg/mL的胰酶，從豬腹瀉糞便中分離出一株PEDV。并通過PT-PCR、細胞培養、動物回歸試驗等多種方法對該分離病毒進行鑒定，結果表明，此分離株為豬流行性腹瀉病毒。通過對測序結果的遺傳進化分析， 發現M基因比較保守，是研究PEDV遺傳演化的優先選擇基因。有研究表明PEDV的變異主要集中在S 基因上[10]，該區核酸序列變異而引起氨基酸突變可能是病毒變異的主要原因。因此，比較不同病毒株PEDV S基因的親緣關系，對疫苗的研制及使用具有重要的意義。

紅色字體KB-4為本研究的分離株，藍色字體毒株為各亞型的代表毒株圖5 基于PEDV-S基因核苷酸序列的遺傳進化分析

本研究分離的PEDV同時經過核酸序列分析及遺傳進化樹分析，發現分離毒株的S蛋白與疫苗株CV777同源性僅為9%，存在較大差異。而與JS-HZ2012毒株S基因同源性最高為99.5%，在遺傳進化上屬于當前流行毒株G2a亞群分支。因此，將其作為候選疫苗株，對于豬流行性腹瀉防控具有重要的實踐意義。

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(編輯：侯向輝)

Isolation and Identification of One Porcine Epidemic Diarrhea Virus Strains and Genetic Evolution Analysis

SUN Feng-ting1，SHI Hong-li2，GAO Xiao-cong3，DU En-qi4*

(1．ShaanxiNovaleverBiologicalTechnologyCoLtd，Yangling，Shaanxi712100，China；2．BeijingCanboleverBiologicalTechnologyCoLtd，Beijing100176，China；3．NantongAnimalDiseasePreventionandControlCenter，Nantong，Jiangsu226000，China；4．NorthwestA&FUniversity，Yangling，Shaanxi712100，China)

The anal swab and feces for the onset of piglets, and dead piglets intestine were gathered from 26 pig farms which were suspected porcine epidemic diarrhea virus (PEDV) infection in Shaanxi area. Then the samples were subcultured by vero cell line in the case of adding the pancreatic enzyme, until the syncytial cells showed typical pathological changes. By methods of RT-PCR detection, sequence analysis, gene comparison and animal regression experiment, one PEDV virulent strain was confirmed. After sequence alignment analysis and genetic evolution analysis of S gene, results showed that there was low homology between the isolated strain and vaccine strains CV777, and evolutionary branch was located in the current popular PEDV G2a subgroup.

porcine epidemic diarrhea virus；isolation and identification；S gene

孫豐延，碩士，從事獸用生物制品研究。

2016-08-12

A

1002-1280 (2016) 10-0010-05

S852.65