最新研究｜三种PRRSV变株感染剂量、排毒模式与组织病变全解析

实验目的（Objectives）

• 比较三种PRRSV变异株的感染性。
• 估计其最小感染剂量（Minimum Infectious Dose, MID）和半数感染剂量（ID₅₀）。
• 描述感染后鼻腔和直肠病毒的排毒模式。
• 评估感染猪组织中的显微病变（histopathological lesions）。

实验背景（Background）

• PRRSV 分为 PRRSV-1（Betaarterivirus europensis）和 PRRSV-2（Betaarterivirus americana）两个种。
• 在美国，PRRS 是养猪业中经济损失最大的疾病之一，年损失高达 12 亿美元。
• 该病毒可通过多种途径（如鼻液、唾液、粪便等）排毒，导致间接传播。
• 不同感染途径（如鼻腔或口服）会影响其感染剂量（ID₅₀）。
• 自1992年以来，出现了新的PRRSV变异株，其中2020年出现的L1C.5株引发广泛关注。
• 既往研究比较了不同PRRSV株的毒力和传播性，但未使用不同浓度来比较其感染性。

实验方案（Experimental Design）

• 病毒株与制备：
• 选取三种PRRSV-2变异株：L9A、L1A、L1C.5。
• 所有病毒株在MARC-145细胞中进行传代扩增后制成不同的浓度（10⁴ 到 10⁰ TCID₅₀/mL）。
• 每种浓度应用于6头4周龄的猪，共分为34–36头猪，此外还设有阴性对照组。
• 感染途径：
• 所有猪通过鼻腔接种病毒。
• 实验期间，避免不同房间之间的交叉污染，采取严格的生物安全流程。
• 采样与检测：
• 在0、1、4、7、11、16、21、26、30 dpi采集血液、鼻拭子和直肠拭子样本。
• 使用RT-PCR检测病毒存在，4 dpi定义为确认感染的时间点。
• 在11 dpi 和 30 dpi对部分猪进行安乐死，采集肺、脑、心、肝、淋巴结等组织进行组织病理学分析。
• 数据分析：
• 使用R语言中的MASS包，通过probit回归模型计算ID₅₀。
• 使用Fisher’s Exact检验比较不同变异株与剂量组间的感染率差异。
• 排毒模式与组织病变通过描述性统计分析。

实验结果（Results）

• 感染状态确认：
• 所有猪在接种前（-3 dpi和0 dpi）血清学和病毒检测均为阴性。
• 对照组在整个实验过程中未转阳。
• 感染率与ID₅₀、MID：
• L1C.5 变异株在4 dpi的感染率最高（30头猪中有26头阳性），其次是L1A（19/30）和L9A（15/30）。
• Fisher检验显示L1C.5与其他两种变株之间存在显著差异（p值分别为0.004和0.039），而L9A与L1A无显著差异。
• L1C.5的ID₅₀最低，感染者所需的病毒量更少。
• 所有变株的MID低于10³ TCID₅₀/mL，L1C.5和L1A的MID甚至低于10¹·⁵。
• 病毒排毒（shedding）模式：
• 高剂量组的鼻腔排毒1 dpi即可检测到；7 dpi所有鼻腔样本均呈阳性。
• 直肠排毒在4 dpi多数样本呈阳，7 dpi除一头外全部呈阳。
• 三种变株的鼻腔和粪便排毒模式在定性上相似，无明显差异。
• 组织病理学结果：
• 肺脏最常见病变，表现为轻度间质性肺炎、支气管肺炎等。
• 心脏和脑的病变较为少见，其中L1C.5组的脑部和心脏病变率显著高于其他变株。
• 在L1C.5变株中，多个淋巴组织（如扁桃体、淋巴结）呈现生发中心增生或结构破坏。
• 在阴性对照组中，有2头L9A对照组猪意外出现了非特异性肺部病变，但未检出病毒。

实验讨论（Discussion）

• 感染性差异：
• L1C.5表现出最强的感染性，其ID₅₀和MID均较低，表明该变株可能具有更高的传播效率。
• 排毒模式：
• 排毒在不同变株间没有明显差异，但该结果可能受到样本量和采集频率的限制。
• 鼻腔高浓度组在1 dpi检测到病毒，可能是接种残留所致。
• 排毒具有间歇性，说明检测方法的灵敏度可能影响结果的一致性。
• 组织病变比较：
• L1C.5感染猪的脑、心脏及淋巴组织病变更为普遍，表明该变株具有更广泛的组织趋向性。
• 部分非特异性肺部病变出现在对照组，但病毒检测为阴性，说明病变也可能由其他未知因素引起。
• 病毒传代数影响：
• L1C.5传代次数最少，可能导致其毒力更强或更接近自然状态。
• 传代次数对病毒特性有影响，已有研究表明对其他猪病病毒（如PEDV、PDCoV）也是如此。
• 生物安全与实验设计局限性：
• 控制间接传播的严格措施执行到位，但仍不能完全排除个别感染是由于交叉污染。
• 采用鼻腔单一接种途径，限制了对其他感染途径的比较。

观点与建议（Opinions & Recommendations）

1. 进一步比较感染途径：
• 建议后续研究包括不同感染途径（如口服、肌肉注射、气雾）以评估变株在不同路径下的感染性差异。
2. 改进采样方法：
• 使用不同的拭子（如尼龙拂拭子）或更高效的采样手段可能提升病毒RNA检出率和准确性。
3. 组织病变与病毒载量相关性研究：
• 未来研究可分析病毒载量与组织病变严重程度之间的关系，以确定变异株是否在特定组织中更具致病性。
4. 验证更低接种剂量：
• 本次实验未测试1 TCID以下的极低浓度，低剂量阈值仍需进一步验证。
5. 纳入更多病毒变异株：
• 可扩展研究包含更多近年流行的变异株（如L1B或L1D），增强结论的普遍性和流行病学意义。
6. 疫病防控与监测策略优化：
• 本研究提示L1C.5变株可能具备更强传播潜力，养殖场应对该类病毒加强监控与早期诊断。
  

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