本期分享一篇2026年由东北农业大学等单位发表在Virulence(SCI收录,2025IF:6.8,中科院农林科学1区Top/JCRQ1区)的研究论文,聚焦我国猪丁型冠状病毒新毒株CH/HLJ/20的分子特征与致病性,主要内容如下:

一、研究背景:新发肠道冠状病毒的进化与跨种风险

猪丁型冠状病毒(PDCoV)是2012年首次在香港发现的新发肠道冠状病毒,此后在亚洲、北美和南美多个国家流行。该病毒主要引起新生仔猪急性水样腹泻、呕吐、脱水和高死亡率,临床表现与猪流行性腹泻病毒(PEDV)和传染性胃肠炎病毒(TGEV)难以区分,给鉴别诊断和防控带来挑战。

更值得警惕的是,PDCoV具有潜在的人兽共患风险。研究表明,其刺突(S)蛋白能够利用包括人类、犬、猫和禽类在内的多种物种的氨肽酶N(APN)作为受体,尤其与人类APN的高亲和力结合引发了对跨物种传播的担忧。此外,PDCoV相关序列已在野生鸟类和麻雀中检出,提示禽类可能作为中间宿主或储库。然而,新发PDCoV毒株的遗传多样性及其影响宿主嗜性和致病性的分子决定因素仍不清楚,尤其是S基因中自然发生的重组事件和氨基酸替换对病毒入侵效率和免疫逃逸的潜在影响,缺乏系统研究。本研究从中国黑龙江腹泻仔猪中分离到一株PDCoV(CH/HLJ/20),通过全基因组测序、重组分析、结构建模和体内攻毒实验,系统揭示了其进化特征和致病潜力。

二、主要观点

1. CH/HLJ/20属于中国谱系,但S基因存在独特重组信号

全基因组测序显示CH/HLJ/20基因组全长25,403 nt,与国内毒株CHGD/2016同源性高达99.9%,属于中国谱系。然而,S基因中检测到显著重组断点(第1900~2400 nt),亲本毒株推测为韩国/DH1/2017和中国/天津/2016。该断点对应氨基酸634~800,位于S2亚基、紧邻S1/S2裂解位点下游——该区域参与膜融合和宿主适应,可能影响病毒入侵效率和宿主范围。

2. S蛋白携带11个独特氨基酸替换,其中2个位于受体结合域(RBD)

与参考毒株比较,CH/HLJ/20的S蛋白存在11个独特替换(S170P、Q309H、N397K、Q489V、T515S、T553A、T559I、E591D、M718I、D1028V、R1070L),分布于S1和S2亚基。其中Q10H和N98K位于RBD内,在全球PDCoV毒株中罕见。结构建模显示S蛋白整体构象保守(RMSD=0.484),但这些替换可能细微调节局部柔性、蛋白酶切割位点可及性或膜融合动力学。

3. RBD保留多物种APN结合能力,但独特替换可能略微减弱亲和力

分子对接显示,CH/HLJ/20 RBD对猪、人、犬、猫和鸡的APN均具有较强结合亲和力(对接分数-274.58~-356.01,置信度≥0.92),提示广泛的跨物种受体适应性。然而,将Q10H和N98K回复突变为保守残基(H10Q/K98N)后,与人APN和猪APN的结合反而增强(人:-348.02 vs -335.63;猪:-351.57 vs -322.18),提示这两个替换可能轻微减弱而非增强受体结合,反映了跨种适应性与宿主特化之间的权衡。N98K位于已知中和抗体识别基序附近,可能影响抗原漂移和中和敏感性。

4. 对新生仔猪高度致病,100%死亡率,肠道嗜性明确

4日龄仔猪口服攻毒后2天出现轻度腹泻,3~5天进展为严重水样腹泻,6天内全部死亡(100%死亡率)。剖检见小肠胀气、肠壁变薄透明、肠腔积液;组织病理显示空肠和回肠绒毛严重萎缩、坏死和上皮脱落。病毒RNA在所有肠段均可检出,空肠和回肠载量最高,但心、肝、脾、肺、肾等肠外器官未检出病毒,证实其严格的肠道嗜性。排毒动态显示粪便排毒始于42 hpi,鼻排毒始于48 hpi,两种途径均持续至动物死亡。

三、启示与展望

1. PDCoV持续进化,重组和RBD突变需纳入监测重点

CH/HLJ/20的S基因重组和RBD独特替换表明,PDCoV正在通过基因交换和点突变不断演化。应加强S基因尤其是RBD区域的分子监测,及时发现可能影响受体结合、抗原性或毒力的变异。

2. 人APN结合能力警示人兽共患风险

尽管CH/HLJ/20的独特替换略微减弱了APN亲和力,但其仍保留对人APN的结合能力。在PDCoV已发现人类感染病例的背景下,应持续评估新发毒株的跨种传播潜力,尤其是与人类APN高亲和力的变异株。

3. 现有诊断和疫苗可能面临挑战

S基因重组和RBD突变可能影响现有RT-PCR检测的敏感性和疫苗的交叉保护效力。需开发针对新变异株的鉴别诊断方法,并评估现有疫苗对CH/HLJ/20类毒株的保护效果。

4. 研究局限与方向:本研究未通过反向遗传学验证特定突变对毒力和受体结合的功能贡献,也未评估CH/HLJ/20对人类的实际感染风险。后续应开展反向遗传学改造、体外受体结合实验和血清交叉中和试验,明确关键位点的功能,并扩大流行病学监测以掌握该变异株的流行范围。

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