G3P[13]猪A群轮状病毒的基因组特征及其跨种间传播研究

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A群轮状病毒(Group A rotavirus,RVA)是引起婴幼儿和幼龄动物发生腹泻的主要病原之一。猪A群轮状病毒(Porcine Group A rotavirus,PoRVA)是导致仔猪腹泻的重要病原,其跨种间传播的能力也受到越来越多的关注。本研究的目的是对一个爆发仔猪腹泻猪场中的饲养员、猪和鼠的粪便样本进行RVA的分离鉴定和基因组的研究分析,探究RVA的跨种间传播,取得如下成果:1一个爆发仔猪腹泻的猪场中人和猪及鼠粪便中A群轮状病毒的检测2018年5月四川某地一猪场爆发仔猪腹泻。采集了23份仔猪腹泻粪便样本、15份临床健康的母猪粪便样本、3个饲养员粪便样本和1份鼠粪便样本,采用荧光RT-PCR对RVA进行检测,并用RT-PCR方法鉴定阳性样本的RVA基因型。结果显示仔猪腹泻粪便样本中RVA阳性率为95.7%(22/23),母猪样本中RVA阳性率为60%(9/15)。其它常见致腹泻病毒在仔猪和母猪粪便中均未检出。在仔猪RVA阳性样本中鉴定出G3P[13](n=11)、G9P[13](n=3)和G3P[23](n=1)3种基因型;在母猪RVA阳性样本中鉴定出G3P[13](n=4)1种基因型。3个饲养员粪便和1个鼠粪便样本中均检出RVA,且都为G3P[13]基因型。因此,该猪场RVA感染的优势流行型为G3P[13]。本研究首次发现G3P[13]型RVA感染人,有必要进一步研究G3P[13]型RVA的分子特征及公共卫生学意义。2 G3P[13]型RVA的分离鉴定采用MA-104细胞对G3P[13]型RVA阳性样本进行病毒的分离。病料接种细胞后盲传,第3代培养物在48h后出现细胞脱落、圆缩、融合等明显的细胞病变。连续传至第6代后细胞病变稳定,经RT-PCR和间接免疫荧光鉴定为RVA。分别从仔猪粪便样本、母猪粪便样本、饲养员粪便样本和鼠粪便样本分离得到4个毒株,命名为RVA/Piglet-tc/CHN/SCLS-X1/2018/G3P[13]、RVA/Pig-tc/CHN/SCLS-3/2018/G3P[13]、RVA/Human-0tc/CHN/SCLS-R3/2018/G3P[13]和RVA/Murine-tc/C HN/SCLS-M/2018/G3P[13],4个毒株噬斑纯化后的TCID50分别为107.5TCID50/ml、106.8TCID50/ml、106.2TCID50/ml、107.2TCID50/ml,为进一步研究分离毒株的生物学特性和基因组奠定了基础。3猪源G3P[13]型RVA跨种间传播到人为准确了解G3P[13]型RVA分离毒株的分子特征以及猪源G3P[13]型RVA与人源G3P[13]型RVA的遗传进化关系,自行设计了26对引物,采用RT-PCR的方法,获得了2个猪源G3P[13]型RVA毒株和1个人源G3P[13]型RVA毒株的11个基因的完整序列。其中2个猪源毒株的基因组合型为G3-P[13]-I5-R1-C1-M1-A8-N1-T7-E1-H1;人源毒株的基因组合型为G3-P[13]-I2-R1-C1-M1-A8-N1-T7-E1-H1。遗传进化分析发现人源RVA G3P[13]毒株中的10个基因节段(VP7、VP4、VP1VP3和NSP1NSP5)与该场的两个猪源G3P[13]型RVA毒株的亲源关系最近;而VP6基因与人源RVA毒株I321亲缘关系最近。并且,人源G3P[13]型RVA的VP4基因和猪源G3P[13]型RVA的VP4基因有相同的重组事件,重组断点位于为VP4基因的1591bp,且推导的亲本株均为该猪场的猪源P[13]型RVA毒株和猪源P[23]型RVA毒株。因此,判断该人源G3P[13]型RVA毒株是以同场猪源G3P[13]型RVA为骨架,与人源RVA的VP6基因重配而产生。本研究结果首次证实猪源G3P[13]型RVA感染人,并且该人源G3P[13]型RVA毒株是由同场猪源G3P[13]型RVA跨种间传播到人。这是第一个流行病学链条完整的猪RVA跨种间传播到人的案例,对深入了解猪RVA的遗传进化和跨种间传播具有重要意义。4猪源G3P[13]型RVA跨种间传播到鼠由于在鼠上检测出G3P[13]型RVA,为了解其基因组特征以及与猪源G3P[13]型RVA的亲缘关系,将分离得到的鼠源G3P[13]型RVA毒株进行基因组的扩增,成功获得了该毒株的11个基因的完整序列。鼠源G3P[13]型RVA毒株的基因组合型为G3-P[13]-I5-R1-C2-M2-A8-N1-T7-E2-H1。遗传进化分析发现,该鼠源RVA毒株的7个基因节段(VP7、VP4、VP6、NSP1、NSP2、NSP3和NSP5)与该猪场的猪源G3P[13]型RVA毒株RVA/Piglet-tc/CHN/SCLS-X1/2018/G3P[13]和RVA/Pig-tc/CHN/SCLS-3/2018/G3P[13]亲缘关系最近;VP1、VP2和NSP4基因则与牛源RVA毒株亲缘关系最近;而VP3基因与羊源RVA毒株亲缘关系最近。因此,该鼠源G3P[13]型RVA毒株经过复杂的基因重配而产生。与感染人的G3P[13]型RVA毒株不同的是,鼠源G3P[13]型RVA毒株的VP4基因未发生重组,与该场未发生重组的猪源G3P[13]型毒株亲源关系最近。本研究表明猪源G3P[13]型RVA可跨种间传播到鼠,提示鼠在RVA的传播及遗传变异的过程中可能发挥重要作用。
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