山西豬偽狂犬病毒gE基因主要抗原區的遺傳變異分析

孟 帆，樊振華，吳 忻，姚敬明，王娟萍，米瑞娟，薛翼鵬，趙 岳

（山西省農業科學院畜牧獸醫研究所，山西 太原 030032）

山西豬偽狂犬病毒gE基因主要抗原區的遺傳變異分析

孟 帆，樊振華，吳 忻，姚敬明，王娟萍，米瑞娟，薛翼鵬，趙 岳

（山西省農業科學院畜牧獸醫研究所，山西 太原 030032）

根據GenBank中收錄的PRV Becker株的gE基因序列，設計了合成1對引物，對山西PRV流行株包含主要抗原表位區的gE部分基因進行了PCR擴增，并進行克隆與序列分析。經測序，山西PRV流行株包含主要抗原表位區的gE部分基因核苷酸序列長度為997 bp，編碼322個氨基酸。測序后對山西流行株包含主要抗原表位區的gE基因核苷酸序列和推導出的氨基酸序列與18株PRV參考株進行了遺傳變異分析，結果顯示，山西PRV流行株包含主要抗原表位區的gE基因核苷酸序列與18株PRV參考株之間同源性為97.8%～100%，其中與YY株（湖南）、SC-1-2015株（四川）、HNXX2012株（湖北）、HN-DZ株（廣東）及 DL14-08株（長春）同源性最高，均為100%，與75V19株（比利時）同源性最低，為97.8%。山西PRV流行株包含主要抗原表位區的gE基因核苷酸序列推導的氨基酸序列與18株PRV參考株之間同源性為96.1%～100%，其中與YY株（湖南）、SC-1-2015株（四川）、HNXX2012株（湖北）、HN-DZ株（廣東）及DL14-08株（長春）同源性最高，均為100%，與Rice（美國）同源性最低，為96.1%。山西PRV流行株包含主要抗原表位區的gE基因序列的遺傳進化分析表明，山西PRV流行株屬于2012年以來分離的PRV變異株群，與YY株和HNXX2012株親緣關系較近，與歐洲和美洲分離株親緣關系較遠。

豬偽狂犬病毒；gE基因；抗原區；遺傳變異

偽狂犬病是由偽狂犬病病毒（Pseudorabies v irus，PRV）引起的豬等多種家畜和野生動物共患的一種烈性自然疫源性傳染病，患病動物主要表現特征是發熱、奇癢（豬除外）、腦脊髓炎[1]。感染該病后只有豬可以存活，豬也是PRV唯一的自然宿主和病毒儲藏者[2-3]。有學者研究發現，豬圓環病毒2型（PCV-2）、豬瘟病毒（CSFV）和PRV是豬群中3種能引起神經癥狀的免疫缺陷性疫病病毒，三者中以PRV單獨感染情況最為嚴重[4]。PR作為豬群重要的傳染病之一，嚴重影響著養豬業的健康發展，并對養豬業造成巨大的經濟損失。在美國和部分歐洲國家飼養的豬群中，PRV已經得到根除，我國《國家中長期動物疫病防治規劃（2012—2020年）》中也明確提出，到2020年全國所有種豬場達到豬偽狂犬病凈化標準。

一般規模化豬場控制豬偽狂犬病的主要方法是免疫接種弱毒疫苗或gE基因缺失疫苗[5-6]，從而使該病得到有效控制。但自2012年開始，我國許多省市一些免疫過gE基因缺失疫苗后仍相繼暴發疑似豬偽狂犬病的傳染病[7-13]，2013年以來，山西省多個規模化豬場疫苗免疫后也發生PR。

本研究于2016年在山西省某發病豬群中分離到1株PRV，對其進行了病毒分離鑒定，并對其gE基因主要抗原區進行了克隆測序，與Genbank收錄的其他18株PRV流行株的核苷酸及推導氨基酸序列進行比較，構建遺傳發育進化樹，進而分析山西省目前的PRV分子流行病學特點，旨在為控制山西省豬偽狂犬病的傳播和選用合適的疫苗提供一定參考。

1 材料和方法

1.1 PRV陽性病料采集

2016年在山西省某疑似豬偽狂犬病發病豬場，無菌采集疑似豬偽狂犬病剖檢豬的淋巴結、扁桃體和腦組織等作為檢測PRV的材料，經PCR鑒定為PRV陽性，－70℃保存。

1.2 主要材料

豬偽狂犬病毒PCR檢測試劑盒購自北京世紀元亨動物防疫技術有限公司。DNA膠回收試劑盒購自上海生工生物工程有限公司。DL2000 DNA Marker，TaKaRa MiniBEST Viral RNA/DNA Extraction Kit Ver.4.0和TaKaRa LA PCRTMKit Ver.2.1試劑盒均由TaKaRa公司提供。

1.3 試驗方法

1.3.1 PRV病毒的分離與鑒定 參照文獻[14]的方法分離培養病毒。收獲的細胞毒按豬偽狂犬病毒PCR檢測試劑盒操作說明進行檢測，共分離出1株PRV，－70℃保存備用。

1.3.2 引物設計及合成 根據GenBank中收錄的PRV Becker株的基因序列，應用Primer Permier 5.0軟件，設計合成1對用于擴增gE基因部分序列的特異性引物，上游引物PRVF:5′-CTTTCCGCCGAG ACGACCC-3′；下游引物 PRVR：5′-TCATCACGAG CACGTACAG-3′，預期擴增片段長度約為1000bp。引物由北京華大基因公司合成，-70℃保存備用。

1.3.3 PRV病毒基因組的提取 參照文獻[14]的方法提取PRV病毒基因組DNA，用適量的DEPC水溶解，-70℃保存備用。

1.3.4 PRV gE基因的PCR擴增 把提取的病毒DNA作為模板擴增gE基因。反應體系為50 μL：2×GC BufferⅠ25 μL，dNTP Mixture 8 μL，TaKaRa LATaq0.5 μL，上下游引物（20μmol/L）各 1 μL，模板2.5 μL，用 ddH2O補充至 50 μL。反應條件為：94 ℃預變性5 min；進入循環94℃變性45 s，62℃退火45s，72℃延伸2min，共35個循環；72℃延伸10min。結束反應后，取PCR產物用1.0%瓊脂糖凝膠電泳檢測擴增結果。

1.3.5 PRV gE基因的克隆及測序 目的片段經凝膠回收試劑盒回收后，克隆至pMD18-T載體，并轉入大腸埃希菌DH5α克隆，而后進行PCR鑒定，由北京華大基因公司進行測序。

1.3.6 PRV gE基因序列的比對分析 將獲得的山西流行株gE基因主要抗原表位區的核苷酸序列和推導出的氨基酸序列用DNAStar生物信息學分析軟件包與已發表在GenBank中的PRV參考株的gE基因和推導出的氨基酸序列進行遺傳變異分析，以查清山西流行株的遺傳變異情況。

2 結果與分析

2.1 PRVgE基因的擴增結果

經PCR擴增后，凝膠電泳結果顯示，擴增出與預期片段大小相同的約為1 000 bp的擴增條帶（圖 1）。

2.2 PRVgE基因核苷酸序列分析

經測序，山西PRV流行株（SXPRV）的gE部分基因核苷酸序列長度為997 bp，編碼322個氨基酸。對獲得的山西PRV流行株包含主要抗原表位區的gE基因序列與GenBank中登錄的YY株（湖南）、75V19株（比利時）、Rice株（美國）、SC-1-2015株（四川）、LA株（山東）、DUL34pass株（德國）、HB-HS株（河北）、CL-15株（阿根廷）、Ea株（湖北）、Min-A株（河南）、Yangsan株（韓國）、P-Pro株（馬來西亞）、PRV-SH株（上海）、Kanplan株（匈牙利）、HNXX2012株（湖北）、HN-DZ株（廣東）、FJLY-2P2014株（福建）及 DL14-08株（長春）18株PRV參考株的gE基因序列進行了核苷酸序列相似性比較。由序列分析可知（圖2），19株PRV流行株之間的gE基因序列同源性均較高，介于97.3%～100%之間，山西PRV流行株的gE基因序列與18株PRV參考株之間同源性為97.8%～100%，其中，與YY株（湖南）、SC-1-2015株（四川）、HNXX2012株（湖北）、HN-DZ株（廣東）及DL14-08株（長春）同源性最高，為100%，與75V19株（比利時）同源性最低，為97.8%。

2.3 PRV分離株gE基因氨基酸序列分析

對獲得的山西PRV流行株包含主要抗原表位區的gE基因核苷酸序列推導的氨基酸與GenBank中登錄的18株PRV參考株進行了氨基酸序列相似性比較，結果發現，19株PRV流行株之間的gE基因核苷酸序列推導的氨基酸同源性都較高，介于95.2%～100%，山西PRV流行株與18株PRV參考株之間同源性為96.1%～100%，其中，與YY株（湖南）、SC-1-2015株（四川）、HNXX2012株（湖北）、HN-DZ株（廣東）及DL14-08株（長春）同源性最高，為100%，與Rice（美國）同源性最低，為96.1%（圖3）。

2.4 PRVgE基因系統發生樹分析

在山西PRV分離株和GenBank中登錄的18株PRV參考株的gE基因核苷酸相似性的基礎上進行了遺傳進化樹分析，結果發現，遺傳進化樹分為2個大的基因群，歐洲和美洲分離株位于一個大的基因群；亞洲分離株位于另一個大的基因群。其中，亞洲基因群又分為2個小支，一支主要是2012年前分離的PRV毒株群，另一支是2012年以來分離的PRV變異株群，山西PRV流行株就屬于變異株群，山西PRV流行株與YY株和HNXX2012株親緣關系最近，與歐洲和美洲分離株親緣關系最遠（圖4）。

3 討論

豬偽狂犬病對養豬業造成的經濟損失是巨大的。豬場一旦暴發豬偽狂犬病，妊娠母豬感染后會發生流產、產死胎、木乃伊胎和弱仔，特別以產死胎較為嚴重；新生仔豬出現神經癥狀[15-16]，15日齡內死亡率達100%，仔豬感染后發熱、腹瀉、呼吸困難、肌肉震顫、麻痹、共濟失調；感染的成年豬多呈隱性，長期帶毒排毒，是最危險的傳染源，對豬場生產的影響非常嚴重。樊振華等[17]曾于2009—2011年間對山西省11個地市的58個種豬場作了豬偽狂犬病分子流行病學調研，結果發現，豬場豬群感染豬偽狂犬病病毒比較普遍，而且大部分豬場免疫情況都比較好，但也有一部分豬場對免疫不重視。對種豬場來說，豬偽狂犬病危害性非常大，傳染性比較強，今后需要對該病的防疫免疫工作進一步加強。近幾年來，豬偽狂犬病的感染在我國豬場越來越嚴重，尤其許多使用豬偽狂犬基因缺失疫苗免疫的規模化豬場，山西省也不例外。因此，有必要對山西PRV流行株進行遺傳進化分析，以研究山西PRV流行株的變異情況，為控制山西省豬偽狂犬病的傳播提供參考。

PRV屬于皰疹病毒科ɑ亞科，基因組為線狀的雙股DNA，全長約150 kb，GC含量很高，達73%，可編碼70～100種蛋白質。其中，gE糖蛋白基因是病毒的重要毒力基因之一，也是存在于所有PRV野毒株的一個基因，對病毒在宿主體內的神經向性和病毒從細胞到細胞之間的傳播起重要作用，缺失gE基因，病毒的毒力將大幅下降，但對病毒在宿主體內的復制與免疫原性沒有影響[18]，因此，應廣泛應用gE基因缺失疫苗進行疫苗接種。對gE基因進行遺傳變異分析將有助于了解PRV流行株變異情況。

為了了解山西PRV流行株的變異情況，本研究對山西PRV分離株包含主要抗原表位區的gE部分基因進行了遺傳變異分析，通過對包含主要抗原表位區的gE基因核苷酸相似性分析發現，19株PRV流行株之間的gE基因序列同源性介于97.3%～100%，說明世界各地PRV分離株的基因序列相似性較高；其中，山西PRV流行株的gE基因序列與18株PRV參考株之間同源性為97.8%～100%，可見，山西PRV流行株與其他PRV流行株的基因序列差異也不大。另外，對19株PRV流行株在gE基因核苷酸相似性的基礎上進行遺傳進化分析發現，山西PRV流行株屬于2012年以來分離的PRV變異株群，說明山西PRV流行株在分子水平上也發生了變異，病毒毒力也可能隨之發生了改變，這也可能是部分免疫過gE基因缺失疫苗的規模化豬場發生偽狂犬病感染的原因。而且山西PRV流行株與YY株和HNXX2012株親緣關系最近，與歐洲和美洲分離株親緣關系最遠，說明山西PRV流行株可能來源于相近的湖南株及湖北株，這可能與近年來全國生豬市場環境好，山西省規模化養豬持續發展，從不同地區大量引種和跨地區的生豬流動有關，因此，應該加強生豬運輸的檢疫工作。對包含主要抗原表位區的gE基因推導的氨基酸相似性分析發現，19株PRV流行株之間的gE基因氨基酸序列同源性介于95.2%～100%，其中，山西PRV流行株的gE基因氨基酸序列與18株PRV參考株之間同源性為96.1%～100%，這些與核苷酸相似性研究結果是相對應的。本研究從分子水平研究了山西省PRV流行株的遺傳變異情況，以期為山西地區PRV的防控提供理論依據。

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Genetic Variation Analysis ofgEAntigen Epitope of Pseudorabies Virus Isolated from Shanxi Area

MENGFan，FANZhenhua，WUXin，YAOJingming，WANGJuanping，MI Ruijuan，XUE Yipeng，ZHAOYue
（Institute ofAnimal Husbandryand Veterinary，Shanxi AcademyofAgricultural Sciences，Taiyuan 030032，China）

Using a pair of primers designed according to the gE nucleotide sequence of PRV Becker strain from GenBank,the part of gE gene of Shanxi PRV strain containing the main antigenic regions encoding were amplified by PCR,and then PCR product was cloned and sequenced,a fragment of 997 bp carried out could encode 322 amino acids.The part of gE gene nucleotide sequence of Shanxi PRV strain containing the main antigenic regions encoding and amino acid sequence deduced were used to analysis the genetic variation with 18 PRV strains.The results showed that the homologies ofnucleotide sequences ofShanxi PRV strain to the 18 PRV strain were 97.8%-100%,the highest homologywas 100%between Shanxi PRVstrains and YY strains（Hunan）,SC-1-2015 strain（Sichuan）,HNXX2012 strain（Hubei）,HN-DZ strain（Guangdong）and DL14-08 strain（Changchun）,the lowest homology was 97.8%between Shanxi PRV strain and 75V19 strain（Belgium）.The homologies of amino acid sequences of Shanxi PRV strains to the 18 PRV strain were 96.1%-100%,the highest homology was 100%between Shanxi PRV strain and YY strains（Hunan）,SC-1-2015 strain（Sichuan）,HNXX2012 strain（Hubei）,HN-DZ strain（Guangdong）and DL14-08 strain（Changchun）,the lowest homology was 96.1%between Shanxi PRV strain and Rice（America）.The genetic evolution analysis showed that Shanxi PRV strain belonged to the PRV mutation group isolated after 2012,it had the closer relationship with YY strains and HNXX2012 strains,and the farther relationship with the European strains and the American strains.

pseudorabies virus;gE gene;antigen epitope;genetic variation

S858.28

A

1002-2481（2017）11-1844-05

10.3969/j.issn.1002-2481.2017.11.27

2017-06-26

山西省重點研發計劃項目（201603D221023-1）；山西省農業科學院畜牧獸醫研究所所級項目（XMS201503）

孟 帆（1980-），女，山西太原人，助理研究員，碩士，主要從事動物疫病分子生物學檢測與診斷技術的研究工作。樊振華為通信作者。