豬繁殖與呼吸綜合征防控與凈化研究進展

唐燕婷，裴建武，葛 杰，朱九超，葉萃玉，鞠厚斌*

(上海市動物疫病預防控制中心，上海 201103)

摘 要：豬繁殖與呼吸綜合征(porcine reproductive and respiratory syndrome，PRRS)是由豬繁殖與呼吸綜合征病毒(porcine reproductive and respiratory syndrome virus，PRRSV)引起的以母豬繁殖障礙和仔豬呼吸道癥狀為主要特征的一種免疫抑制性傳染病。由于PRRSV的高變異率和高重組率，豬群的PRRS感染率居高不下，并且廣泛流行、不斷發展，給全球養豬業造成巨大經濟損失。本文通過綜述PRRS病毒分子生物學特征、國內外流行情況、防控措施及凈化技術的研究進展，以期為PRRS流行規律研究、防控及凈化工作等方面提供參考。

關鍵詞：PRRS；免疫抑制；流行情況；防控

豬繁殖與呼吸綜合征(porcine reproductive and respiratory syndrome，PRRS)是一種由豬繁殖與呼吸綜合征病毒(porcine reproductive and respiratory syndrome virus，PRRSV)引起的高度接觸性傳染病，以母豬繁殖障礙、各年齡段豬呼吸道癥狀及高死亡率為主要特征，其癥狀可能因所感染毒株的毒力和宿主因素而異[1]。PRRS于1987年在美國被首次報道[2]，隨后在全球范圍內相繼暴發，我國于1996年首次分離出PRRSV毒株，證實了中國存在PRRSV[3]。PRRSV能夠逃避宿主的免疫反應，在豬群中形成持續感染，并進行垂直傳播和水平傳播，且其基因組高度變異，增加了防控難度。目前，PRRS疫苗免疫效果不理想，也缺乏有效的抗病毒藥物，PRRSV感染導致豬出現繁殖障礙、生長性能下降和高死亡率，給全球養豬業帶來了巨大的經濟損失。因此，研究PRRS的防控與凈化技術以控制該病的發生與流行，具有重要的現實意義。

PRRSV是有囊膜的單股正鏈RNA病毒，基因組全長約為15 kb。PRRSV屬于套式病毒目動脈炎病毒科動脈炎病毒屬[4]，該屬病毒為非蟲媒病毒，其同屬成員還有馬動脈炎病毒、鼠乳酸脫氫酶病毒、猴出血熱病毒，目前尚未發現其他新成員。根據國際病毒分類委員會的分類，PRRSV分為歐洲型(PRRSV-1)和美洲型(PRRSV-2)[5]，PRRSV-1與PRRSV-2的核苷酸同源性為55％～70％[6]。

PRRSV基因組包含至少10個開放閱讀框(open reading frame，ORF)，分別是ORF1a、ORF1b、ORF2a、ORF2b、ORF3、ORF4、ORF5、ORF6、ORF7，以及最新發現的ORF5a，不同的ORF之間存在重疊現象。基于對ORF5核苷酸序列的系統發育分析和全球PRRSV分類系統，PRRSV-1分為4個亞型：Subtype Ⅰ(Global，Clade A～L)、Subtype Ⅱ(Russian)、Subtype Ⅲ和Subtype Ⅳ。PRRSV-2可分為至少9個亞型：譜系1～9(lineage 1～9)和37個亞譜系(sublineage)[7]。中國主要流行PRRSV-2，且存在多種毒株和基因型，主要流行毒株屬于譜系1、3、5、8[8]。PRRSV ORF編碼的8種結構蛋白(structural protein，SP)和至少12種非結構蛋白(nonstructural protein，NSP)[9]，在病毒復制、基因組轉錄、病毒發病機制和毒力等方面具有至關重要的功能[10]。其中，NSP2作為PRRSV中最長且變異程度最大的非結構蛋白，在不同PRRSV中具有顯著的差異，也可作為分類依據。

PRRSV基因組突變率極高[11]，以及不同毒株之間的重組，導致幾乎每隔幾年就會出現新的PRRSV分離株，增加了PRRSV的遺傳多樣性和復雜性[12]。

PRRSV不會感染人類，因此，PRRS疫情不會引起國際貿易限制。根據世界動物衛生組織官網最新數據(截至2024年8月16日)，除澳大利亞、新西蘭和印度外，PRRS普遍存在于世界各地，尤其是在亞洲、歐洲和北美洲主要養豬地區。

2.1 國內流行情況

1996年，我國分離到了第1株PRRSV，命名為PRRSV CH-1a株，這是經典PRRSV的代表毒株，證實了中國存在PRRSV。1996—2006年這10年間的主要流行毒株正是該毒株。2006年5月至2007年底，我國很多省份和地區的豬群感染了高致病性豬繁殖與呼吸綜合征病毒(highly pathogenic porcine reproductive and respiratory syndrome virus，HP-PRRSV)，出現高熱癥狀，并伴隨高發病率與高死亡率；妊娠母豬感染后流產率顯著升高。此后，該病毒迅速傳播，給養豬業造成了巨大的經濟損失。HP-PRRSV的NSP2出現了30個氨基酸的不連續缺失，代表毒株為PRRSV JXA1。2012年，我國首次發現與美國PRRSV NADC30毒株高度同源的PRRSV毒株[13]，2013—2014年，PRRSV NADC30-like毒株在多個地區的豬群中被陸續發現，并逐漸成為繼HP-PRRSV之后的又一田間優勢流行毒株，自此我國進入PRRSV多種變異株并存的局面。PRRSV NADC30-like毒株以高重組率而聞名，能夠與經典PRRSV和HP-PRRSV等其他毒株發生重組。在四川省，2021—2023年的研究顯示，PRRSV NADC30-like毒株已成為主要流行毒株，且出現了復雜的基因重組現象[14]。這種基因重組增加了PRRSV的基因多樣性，給防控帶來了更大的挑戰。2017年，PRRSV NADC34-like毒株在遼寧省和黑龍江省被發現[15-17]，PRRSV的NADC30-like和NADC34-like毒株都屬于PRRSV-2的譜系1，二者在NSP2區域都有131個氨基酸的不連續缺失，但與PRRSV NADC30-like毒株相比，PRRSV NADC34-like毒株的ORF5基因具有獨特的遺傳特征。從2021年開始，PRRSV NADC34-like毒株在我國的流行呈現上升趨勢，已成為部分地區豬群中的主要流行毒株之一[18]。此外，隸屬于亞系8.7的HP-PRRSV在我國廣泛流行，廣東省被認為是重要的感染樞紐[19]。2024年11月，中國農業科學院哈爾濱獸醫研究所的研究團隊發現了一種新型的PRRSV L1C-1-4-4變體(PRRSV HuN2021毒株)，該毒株是PRRSV NADC30-like毒株和PRRSV JXA1 like毒株的重組病毒[20]。研究發現，現有的商業化弱毒疫苗對這種新型變體的保護效果有限。這一發現提示，針對PRRSV的疫苗策略需要更新，以應對不斷出現的新型變體。

PRRSV-1在我國呈現零星狀態，有關PRRSV-1的研究相對較少，2011年陳南華等[21]首次從2006年至2009年采集的臨床樣本中分離、鑒定出2株PRRSV-1，這是首次在我國大陸發現的PRRSV-1臨床分離株。但近年來，PRRSV-1在我國的流行呈增加趨勢，其中廣東省和廣西壯族自治區的檢測顯示PRRSV-1在我國存在擴散現象[22-23]，可能會造成該病毒在一定區域內的流行，給豬群健康帶來一定的危害。PRRSV-2是PRRSV在我國流行的主要基因型[24]。

目前，我國主要存在的PRRSV毒株為經典PRRSV、HP-PRRSV、PRRSV NADC30-like毒株和PRRSV NADC34-like毒株，總體分屬于4個譜系：譜系1(PRRSV NADC30-like毒株細分為譜系1.8；PRRSV NADC34-like毒株細分為譜系1.5)、譜系3(PRRSV QYYZ毒株等)、譜系5(PRRSV VR2332毒株等)、譜系8(HP-PRRSV等)，其中譜系1是當前的優勢譜系。PRRSV各毒株的持續共存、頻繁重組與迅速傳播，使得在我國豬群中流行的PRRSV毒株極其復雜。此外，很多豬場工作人員在進行免疫預防時對在本場豬群中傳播的流行毒株缺乏關注，隨意變換不同毒株的疫苗，導致場內疫苗株泛濫，使PRRS感染情況進一步復雜化。

2.2 國外流行情況

除了中國，PRRSV在亞洲其他國家如韓國、泰國、日本等也有流行。在韓國，PRRSV-2和PRRSV-1分別于20世紀80年代和2005年被首次發現[11]；PRRSV-2的NADC30-like毒株于2014年首次被分離到，NADC34-like毒株于2022年被發現[25]。目前，PRRSV-2是韓國的主要流行毒株。

在泰國，PRRSV-2毒株于1996年首次被分離到[26]；目前，PRRSV-1和PRRSV-2同時流行，其中PRRSV-2的分布更為廣泛[27]。泰國的PRRSV-1主要集中在亞型Ⅰ的PRRSV Clade H毒株，而PRRSV-2則分布在譜系1、5.1、5.2和8.7中，其中譜系8.7的HP-PRRSV是主要流行毒株[26，28]。在日本，PRRSV-2是主要流行毒株，該病毒自1994年首次在日本被發現后廣泛傳播。2018年至2020年的研究顯示，在日本流行的PRRSV的序列主要分為5個集群(Cluster)，其中Cluster Ⅱ和Cluster Ⅳ是主要流行類型，不同地區的流行情況存在差異[29]。

在歐洲，PRRSV的流行歷史可以追溯到20世紀90年代初。1991年，荷蘭學者首次分離出PRRSV-1毒株，命名為Lelystad Virus(LV)，并完成了全基因組測序[30]。此后，該病毒在德國、比利時等西歐國家迅速傳播[26]。2020年以來，PRRSV-1重組毒株PRRSV Rosalía株在西班牙引發了嚴重疫情，其特征是感染母豬流產率提高，感染豬死亡率顯著增加[31-32]。在德國，PRRSV的流行毒株主要是PRRSV-1，且毒株多樣性較高，盡管尚未報道高致病性PRRSV，但PRRSV仍對德國豬場造成了重大的經濟損失[33]。

在北美洲，PRRSV主要在美國和加拿大流行，美國的臨床病例最早于1987年至1988年在北卡羅來納州、艾奧瓦州和明尼蘇達州出現。2008年，PRRSV NADC30毒株首次在美國艾奧瓦州暴發呼吸系統疾病的豬群中被發現。2020年至2021年，PRRSV-2的新變種PRRSV 1-4-4 L1C株開始在美國豬群中肆虐，該變種具有較強的致病性和傳播能力，能夠感染全年齡段、全生產階段的豬群[34]。據美國研究機構養豬健康信息中心的數據顯示，研究人員在2023年底和2024年初監測到了新的PRRSV變體PRRSV 1H.18毒株，該變體與RFLP模式1-12-2和1-8-4相關，截至2024年7月，已有65個PRRSV 1H.18毒株的基因序列被報道，其傳播能力和致病性尚需進一步評估。在美國，PRRS重大疫情幾乎每年都會發生，持續給該國的養豬業造成經濟損失，且通常與導致高死亡率和發病率的新突變毒株有關。在加拿大，PRRS是該國養豬業需要格外重視的疾病之一。根據2021年的研究，PRRSV在加拿大豬群中的總體感染率為37.1％，與美國、墨西哥和西班牙豬群的感染率相近[35]。在加拿大流行的主要基因型為PRRSV-2，未發現PRRSV-1。PRRSV-2在加拿大具有較高的遺傳多樣性，主要集中在該國的某些特定區域傳播，分為譜系1、5.1和8.9，其中譜系1是主要的流行譜系[36]。

3.1 PRRSV與宿主相互作用

PRRSV與宿主的相互作用是當前研究的重點之一，研究宿主-病毒的相互作用和結構，解析PRRSV免疫逃逸的分子機制，能夠為開發新的PRRSV抗病毒策略提供新的視角。PRRSV與宿主的互作方式復雜多樣，涉及病毒入侵、免疫調控、細胞內運輸和復制等多個方面。近期的研究發現，PRRSV的核衣殼蛋白N與新生兒Fc受體在酸性條件下(pH 6.0)的互作更強，這可能有助于病毒在細胞內的運輸[37]，該研究為研發抗PRRSV的藥物和進行分子抗病育種提供了潛在靶標。此外，中國農業科學院蘭州獸醫研究所科研團隊揭示了PRRSV通過降解宿主細胞蛋白含SH3結構域的激酶結合蛋白1拮抗宿主天然免疫的新機制[38]，為尋找新的抗病毒策略和探索病毒復制機制提供了理論依據，為PRRSV致弱毒株的培育提供了新思路。

3.2 新型疫苗研發

近年來，隨著分子生物學技術的快速發展，新型PRRS疫苗的研發取得了顯著進展。例如黏膜疫苗通過鼻、口以及眼途徑接種，能夠激發分泌型抗體反應，對通過黏膜途徑感染的病毒具有良好的預防效果，黏膜疫苗結合合適的佐劑(如霍亂毒素B亞單位)已被成功用于控制PRRSV等多種病毒的感染[39]。基于計算機的密碼子對去優化(codon pair deoptimisation，CPD)技術開發的減毒活疫苗，通過引入多個沉默突變，降低了mRNA穩定性和密碼子對非優化基因的翻譯效率，因此使其與大多數市售弱毒疫苗相比更安全。CPD疫苗的概念已應用于多種病毒的免疫預防，如PRRSV、HIV-1和脊髓灰質炎病毒等[40]。此外，靶向病毒入侵過程和宿主因子的干預策略也顯示出一定的應用前景。浙江大學何放課題組開發了一種新型抗病毒制劑——納米抗體-多肽偶聯物，該制劑基于靶向PRRSV顆粒的特異性納米抗體和靶向PRRSV受體結合域的中和性CD163受體表位多肽[41]，針對PRRSV不同譜系毒株的廣譜中和策略正在開發中。

3.3 新型抗病毒藥物研發

雖然目前尚未有特效的抗PRRSV藥物，但相關研究仍在進行中。近年來的研究發現，草藥提取物和一些化合物對PRRSV感染具有一定的抑制作用。例如，佛手柑素具有潛在的體外抗PRRSV作用，為體外預防PRRSV復制提供新的途徑[42]。也有研究顯示大蒜素具有抗PRRSV的活性，并可改善PRRSV感染誘導的炎癥反應，表明大蒜素有望成為體內抗PRRSV治療的候選藥物[43]。2024年6月，中國農業科學院蘭州獸醫研究所的研究團隊鑒定出硝唑尼特(nitazoxanide，NTZ)是一種強效PRRSV抑制劑，NTZ在體外和體內模型中均顯示出可以減少PRRSV增殖和傳播的強大效果，能夠緩解病毒血癥和肺部損傷[44]。這些研究對PRRS綜合防控有一定的參考意義。

3.4 抗病育種

利用基因組學技術篩選與PRRSV抗性相關的基因，通過基因編輯技術編輯豬的基因組，培育抗PRRSV的豬種，可從根本上提高豬群對PRRSV的抵抗力。Lunney等[45]通過全基因組關聯分析發現了多個與PRRSV抗性相關的單核苷酸多態性位點。Whitworth等[46]利用規律性成簇的間隔短回文重復序列(clustered regularly interspaced short palindromic repeats，CRISPR)/CRISPR相關蛋白9(CRISPR-associated protein 9，Cas9)技術成功敲除了豬CD163基因，該基因編碼的蛋白是PRRSV感染細胞的受體，敲除該基因的豬對PRRSV具有完全抗性。Rowland等[47]研究發現，母體CD163外顯子13的缺失可保護胎兒免受PRRSV感染，該研究為消除PRRSV相關的生殖疾病提供了一種可行的方法。未來，多基因抗病育種和基因編輯技術的優化將進一步推動PRRSV抗病育種的發展。

3.5 早期診斷與監測

開發快速、靈敏的檢測方法，用于早期診斷和疫情監測，為精準防控提供依據。利用高通量測序技術可以對PRRSV進行全基因組測序，分析病毒的遺傳變異和進化關系，追蹤病毒變異和傳播路徑。例如，美國的莫里森豬健康監測項目通過監測PRRSV毒株的變化，為養豬業提供早期預警[48]。此外，在當下大數據時代，部分地區創建數字化動物疫病監測監管平臺，將動物疫病監測試驗數據錄入平臺系統，實現數字化管理模式[49]，為開展監測凈化工作發揮帶動作用。

3.6 生物安全

生物安全是防控PRRSV傳播的重要手段。通過采取加強人員和車輛管理、豬群管理、環境控制以及優化飼養模式(如推廣全進全出、多點式生產等)等措施，可以有效減少PRRSV的傳播和擴散。研究顯示，通過嚴格的環境采樣和檢測流程，評估PRRSV在豬場內的傳播情況，制定并實施更為科學有效的生物安全，能夠顯著降低PRRS的發病率，豬場的關鍵性能指標(如每頭母豬的窩產仔數和斷奶仔豬數)顯著改善[50]，這表明生物安全不僅有助于防控PRRSV的傳播，還能提高豬場的生產效率。同時，由于PRRSV本身的復雜性，抵抗PRRSV感染不能僅依靠生物安全，綜合防控同樣格外重要，結合最新研究成果，如靶向病毒和宿主因子的干預策略、新型分子生物學技術的應用等，可以進一步提高生物安全的效果，為防控PRRSV傳播提供更科學的依據。

3.7 凈化策略

PRRS凈化是防控PRRSV傳播和感染的終極目標。與專注于清除PRRS病毒本身不同，PRRS凈化是廣義的，涵蓋所有與PRRS相關的凈化措施。目前，PRRS凈化方案主要有以下3種方案：徹底清群、檢測與淘汰和封群凈化。PRRSV雖能夠在豬體內長期存在，但最終會被機體清除，一般持續感染的時間在6～7個月。通過使用同源毒株的弱毒疫苗對豬群進行免疫，封閉豬群并淘汰陽性種豬，結合嚴格的生物安全，可在一定程度上實現PRRS的凈化，后續引種至少確保引入PRRSV陰性豬，理想情況下，應引入PRRS雙陰性豬，這是實現PRRS區域性逐步凈化的關鍵點。已有研究顯示，丹麥通過實施嚴格的生物安全和疫苗接種計劃，成功實現了PRRS的區域凈化[51]；匈牙利通過清群、重新建群、檢測淘汰陽性豬和封群管理等方法建立了PRRS陰性場[52]，美國一些豬場采用清群、徹底消毒和嚴格的生物安全，成功實現了PRRS的凈化[53]，加拿大通過增加實施外部生物安全、限制種豬暴露、疫苗接種等方式可控制PRRSV的傳播[54]。歐美國家的經驗表明，通過清群與徹底消毒、嚴格的生物安全、疫苗接種計劃和區域協作監測，可以有效實現PRRS的區域凈化，這些經驗為其他國家和地區的PRRS防控提供了重要參考。

PRRS作為一種高度接觸性傳染病，對全球養豬業造成了巨大的經濟損失。盡管PRRS防控與凈化研究取得了顯著進展，但仍面臨病毒變異、免疫抑制等諸多挑戰。隨著對PRRSV致病機制的深入研究和新型疫苗、抗病毒藥物等新技術、新策略的出現，PRRS的防控與凈化研究有望取得更大的突破。未來，此項研究應重點關注多靶點干預策略以及精準防控技術的集成與應用，同時開發更有效的診斷技術并加強生物安全的落實，以實現PRRS的有效防控與凈化，促進全球養豬業的可持續發展。

參考文獻(略)

基金項目：上海市科技興農項目(項目編號：2022-02-08-00-12-F01115)

作者簡介：唐燕婷(1995－ )，女，助理獸醫師，主要從事動物疫病防控工作

*通信作者：鞠厚斌(1979－ )，男，高級獸醫師，主要從事動物疫病防控工作；

E-mail：chengzinono@126.com

資料來自：國外畜牧學-豬與禽

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