Analysis of the risk of introduction and spread of porcine reproductive and respiratory syndrome virus through importation of raw pigmeat into New Zealand

AIMS: To determine the frequency with which porcine reproductive and respiratory syndrome (PRRS) virus (PRRSv) would become established in a non-commercial pig herd in New Zealand due to illegal feeding of uncooked food waste containing virus-contaminated pigmeat. To determine the likelihood of a single incursion resulting in a multi-farm outbreak of the disease, and describe the spatio-temporal characteristics of such an outbreak. METHODS: A Monte Carlo simulation model was constructed to determine the expected annual frequency of PRRSv infection being initiated in a non-commercial pig herd as a result of inadvertent feeding of pigmeat imported from countries endemically infected with the disease. Once the likelihood of PRRSv becoming established in a single pig herd was determined, stochastic spatially explicit infectious disease modelling software was utilised to model the temporal and spatial characteristics of the resulting epidemic. RESULTS: Assuming the proportion of imported pigmeat remained at current levels, consumption patterns of pigmeat in households in New Zealand remained steady, and limited compliance with recently reintroduced regulations to prevent feeding of uncooked food waste, at least 4.3 pig herds per year were predicted to become infected with PRRSv. Simulation modelling of PRRSv epidemics related to initial infection of a non-commercial farm produced an estimate that 36% of these incursions would spread from the initial herd, and that these outbreaks would involve 93 herds on average in the first year. By increasing the estimated persistence of PRRSv infection in small herds, an average of 205 herds became infected in the first year. CONCLUSIONS: Given a mean of 4.3 infected premises per year and a 36% probability of infection spreading beyond the initial infected herd, there was a 95% likelihood of a multi-farm PRRS outbreak occurring within 3 years. CLINICAL RELEVANCE: Introduction of PRRSv through importation of virus-contaminated pigmeat presents a high risk for establishment of the disease in the pig industry in New Zealand.     

Re: Analysis of the risk of introduction and spread of porcine reproductive and respiratory syndrome virus through importation of raw pigmeat into New Zealand

Extract

In the paper by EJ Neumann, RS Morris and M Sujau published in the New Zealand Veterinary Journal 55, 326–336, 2007, entitled, “Analysis of the risk of introduction and spread of porcine reproductive and respiratory syndrome virus through importation of raw pigmeat into New Zealand”, the authors sought to analyse the risk of the introduction and spread of porcine reproductive and respiratory syndrome (PRRS) virus through importation of raw pigmeat. As cautioned by the International Committee of the World Organisation for Animal Health (OIE), any epidemiological model ultimately depends for its validity on the accuracy and completeness of the data underpinning it.     

猪繁殖与呼吸综合征病毒的分离与鉴定

从广东地区发病猪场的病料中,分离到1株致Marc-145细胞病变的病毒ShB6。扩增猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)主要结构蛋白基因ORF2-ORF7并进行序列分析,结果表明,该分离株与国内PRRSV分离株HB-1(sh)/2002的同源性为96.9%;与ATCC VR-2332株的同源性为91%;而与Lelystad株的同源性仅为59.8%;用美洲型PRRSV单抗进行免疫组化染色,结果显示在细胞病变处呈现明显的阳性着色(为棕黄色)。综合可见,所分离的病毒为美洲型PRRSV。     

表达猪瘟病毒E2蛋白重组猪繁殖与呼吸道综合征病毒的研究

为构建表达猪瘟病毒(CSFV)E2蛋白重组猪繁殖与呼吸道综合征病毒(PRRSV),本研究首先利用高致病性PRRSV弱毒疫苗HuN4-F112株的感染性分子克隆作为平台,构建了一个在nsp2区有缺失的感染性分子克隆,命名为pHuN4-F112-△480-620。以pHuN4-F112-△480-620作为载体,采用突变PCR的方法将CSFV的主要保护性抗原E2基因1 bp～9 99 bp,1 bp～600 bp,1 bp～330 bp及256 bp～330 bp基因片段分别插到nsp2中aa 480～aa 620位氨基酸缺失编码区域。结果显示,插入完整E2基因或较大E2基因片段的重组PRRSV cDNA质粒均未能拯救出病毒,只有插入较小的E2基因片段(256 bp～330 bp)的重组病毒cDNA质粒成功地拯救出了重组病毒rPRRSV-F112-E2(256-330),拯救的病毒能够在MARC-145细胞上引起明显的细胞病变,而且生长速度明显高于其亲本病毒,间接荧光检测表明该重组病毒能够表达外源基因。     

2株猪繁殖与呼吸综合征病毒毒株对仔猪致病性的比较

为了比较最新分离的猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)变异分离株SY0608和传统毒株S1对仔猪的致病性,本研究选择9头30日龄商品仔猪,随机分为2组,分别接种2株病毒,即S1株感染组(n=5头),SY0608株感染组(n=4头),接种后隔离饲养观察2周。经临床症状观察、病理学、病原学和血常规学检查,结果:SY0608毒株感染组仔猪表现明显临床症状,接种3 d后体温急剧升高至41.8℃;白细胞数急剧减少(降低了45%);病理学变化严重,肺泡膈增宽,大部分肺组织肺泡不张;而S1株感染组仔猪仅出现轻微临床症状和病理变化。SY0608毒株感染组仔猪病毒血症持续时间较S1毒株感染组长,病毒在脏器中的分布更为广泛。SY0608株感染组血清ELISA抗体水平明显高于S1株感染组。结果表明,SY0608毒株对仔猪致病作用明显强于S1毒株。     

猪繁殖与呼吸综合征病毒感染的诊断及其分子特点

采用流行病学调查、临床症状观察、病理学检查、病毒分离、分离毒株测序以及遗传演化分析的方法,对北京及其周边地区4个猪场剖检的4头猪进行分析。结果:流行病学和临床症状表现为急性高热性传染病;病理学观察为非化脓性脑炎和间质性肺炎等多器官严重的病理变化;RT-PCR和病毒分离确定该疫情的主要病原是猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)。与典型PRRSV感染不同的是:成年猪感染率达50%以上,病死率达80%以上;PRRSV分离株全基因序列分析表明属于PRRSV北美洲型,特别是PRRSV NSP2不连续缺失30个氨基酸,说明此次流行的PRRSV毒株可能为高致病性毒株。     

猪繁殖与呼吸综合征病毒M蛋白在重组牛痘病毒中的表达与鉴定

为重组表达猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)M蛋白,本研究将RT-PCR获得的PRRSV CH-1a株M蛋白基因,克隆于pMD18-T载体中,经测序鉴定正确后,亚克隆至牛痘病毒重组转移质粒pSC11中,构建了转移重组质粒pSC11-PRRSV-M。将pSC11-PRRSV-M在脂质体的介导下转染WR株牛痘病毒感染的TK-143细胞,在含有X-gal的琼脂培养基上通过蓝斑筛选含有PRRSV M基因的重组病毒rWR-PRRSV-M。Western blot与IFA检测表明,重组病毒成功表达了PRRSV M蛋白,而且所表达的蛋白保持了良好的免疫原性。动物实验表明,rWR-PRRSV-M所表达的PRRSV M蛋白在免疫小鼠体内诱生了抗PRRSV的抗体。rWR-PRRSV-M的构建,为进一步探讨PRRSV M蛋白免疫原性提供了基础数据,也为PRRS重组活载体疫苗的研究奠定了基础。     

高致病性猪繁殖与呼吸综合征病毒HuN4株感染性分子克隆的建立及拯救病毒的鉴定

为构建高致病性猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)感染性克隆,本实验根据PRRSV HuN4株基因组序列设计并合成PRRSV特异性引物,应用RT-PCR技术分6段扩增了PRRSV HuN4株全基因组cDNA.将扩增的各个cDNA部分重叠片段分别克隆于pBlueScript Ⅱ SK(+)载体中构建了感染性重组质粒pHuN4.并在病毒cDNA 5′末端引入sp6启动子序列便于后期的体外转录获得病毒的转录本,在3'末段Poly (A)尾引入Not Ⅰ酶切位点用于线性化pHuN4;此外,将HuN4基因组第14680位的A沉默突变为G产生一个Mlu Ⅰ酶切位点作为鉴定拯救病毒的分子标记.pHuN4通过酶切线性化后经体外转录及转染BHK细胞,并在Marc-145细胞中救获病毒.结果显示:救获的病毒能够在Marc145细胞引起明显的细胞病变;间接免疫荧光检测以及分子标记验证结果表明病毒拯救成功,而且拯救的病毒与亲本强毒生长曲线没有显著差异.利用拯救的第5代克隆病毒株对本动物进行致病性试验,结果显示实验猪在感染后第3d开始出现体温升高、厌食、消瘦等临床表现,发病率达100％,在感染后20 d内陆续死亡,表明拯救的病毒保持了与亲本病毒株相一致的致病特征,以上研究证实我们成功的构建并获得PRRSV强毒HuN4株感染性克隆,为从基因水平上研究PRRSV的致病机制提供了技术平台.     

南方三省猪繁殖与呼吸综合征病毒分子流行病学调查研究

根据VR2332和CH-1aE基因序列设计一对特异性引物，对广西、广东、海南三省15个猪繁殖与呼吸综合征病毒毒株E基因进行RT-PCR扩增，将扩增出的668bp片段插入pMD18-T载体中，进行序列测定。结果显示，15个毒株的E基因核苷酸序列之间的相似性为84．1％～100％，推导编码的氨基酸序列之间的相似性为81．1％～100％；与VR2332、CH-1a、LV株核苷酸之间的相似性分别为85．4％～98．5％、87．1％～96．2％、62．5％～63．8％，与VR2332、CH-1a、LV株氨基酸之间的相似性分别为83．1％～95．5％、86．1％～95．0％、51．7％～57．2％，表明15个毒株的E基因区域变异较大，均属美洲型。将15个流行毒株与国内外已发表的37株猪繁殖与呼吸综合征病毒相应序列进行比较，建立的遗传进化树表明这15个毒株分别属于3个亚群。推导编码氨基酸的比较结果表明，分别属于不同亚群的不同地区流行的猪繁殖与呼吸综合征病毒毒株在E基因编码蛋白的潜在糖基化位点数目、抗原表位区域和与毒力相关的氨基酸等均存在变异。     

猪脑心肌炎病毒和猪繁殖与呼吸综合征病毒二重RT-PCR检测方法的建立

根据猪脑心肌炎病毒(EMCV)3D基因和猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)N蛋白基因序列设计合成了两对特异性引物,经过PCR反应条件的优化,建立了EMCV和PRRSV二重RT-PCR方法,其PCR产物大小分别为286 bp和390 bp,并具有EMCV和PRRSV特征序列。该方法对EMCV和PRRSV的最低检测量分别为10×TC ID50和1×TC ID50;而对乙型脑炎病毒、猪瘟病毒、猪细小病毒、猪圆环病毒2型、猪伪狂犬病毒的PCR检测结果均为阴性;20份临床发病仔猪样品检测结果为PRRSV阳性者15份,EMCV阳性者3份,证明我国存在EMCV感染。该方法敏感、特异,可用于EMCV和PRRSV感染的检测。     

猪繁殖与呼吸综合征病毒在Marc-145细胞微载体上培养条件的研究

通过研究搅拌程序,细胞接种密度,微载体浓度与细胞生长的关系,探索Marc-145细胞在微载体上的生长条件,并测定猪繁殖与呼吸综合征病毒在微载体培养的细胞上的TCID50。结果表明:细胞接种密度为4.28×105 cells/mL时,病毒滴度可达到107.5TCID50,这说明利用微载体繁殖PRRSV是可行的,为猪繁殖与呼吸综合征疫苗的大规模生产奠定实验基础。     

高致病性猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)气溶胶的发生与传播机制

为深入认识猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)气溶胶的发生与传播机制,将35日龄无PRRSV抗体仔猪预饲1周后分为4组(PRSSV攻毒组、直接接触组、间接接触组和阴性对照组),饲养于正负压隔离器中。2个隔离器置于不同室内并通过管道相连,采用AGI-30收集器收集其空气样品。然后,将其接种Marc-145细胞,再用RT-PCR检测病毒;并检测血常规和抗体变化。结果发现,攻毒组于攻毒后4d开始形成气溶胶,并持续到试验结束。气溶胶高峰出现在攻毒后15d。气溶胶传播的间接接触组从临床症状、病理变化、提取病理组织核酸和抗体检测等多个方面都证明其感染了PRRSV,并经鼻腔向外排毒;直接接触组和间接接触组几乎同时感染PRRSV。试验表明,PRRSV不仅能形成气溶胶并且能够通过其迅速感染临近猪群。     

猪繁殖与呼吸综合征病毒Nsp2蛋白纳米抗体的筛选及其鉴定

为制备猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)非结构蛋白2(Nsp2)的纳米抗体,本研究将截短表达的Nsp2重组蛋白免疫骆驼后分离骆驼外周血淋巴细胞,利用RT-PCR扩增其VHH基因,将VHH基因插入pCANTAB5E噬菌体载体,构建双峰驼重链抗体可变区文库。利用噬菌体展示技术经过3轮淘选,共筛选得到44株Nsp2特异性纳米抗体;经ELISA检测,结果显示44株Nsp2特异性纳米抗体均能与Nsp2蛋白特异性反应。本研究首次筛选到PRRSVNsp2特异性纳米抗体,为Nsp2蛋白的相关研究提供了必要的研究工具,同时为开发新型抗PRRSV药物奠定一定的基础。     

猪繁殖与呼吸综合征病毒XH株感染性克隆的构建

为构建猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)反向遗传操作系统,本实验采用RT-PCR方法将PRRSV-XH株的基因组序列分为6个片段进行扩增,连接至低拷贝载体pOKQ中,获得全长cDNA克隆。将该克隆体外转录,经脂质体转染Marc-145细胞,观察细胞病变。经RT-PCR、间接免疫荧光和western blot等试验验证,表明构建了具有感染性的PRRSV-XH株全长cDNA克隆。本实验为在分子水平上研究PRRSV的复制、致病机理和基因产物的功能等方面提供技术支持,并为构建新型病毒载体和开发安全有效的活病毒疫苗奠定基础。     

猪繁殖与呼吸综合征病毒变异株分离鉴定及遗传变异分析

从临床"高热综合征"病例分离到1株猪繁殖与呼吸综合征病毒(Porcine reproductive and respiratory syn-drome,PRRSV),经分离培养、血清学鉴定和分子病毒学鉴定,确定为美洲型猪繁殖与呼吸综合征病毒,并命名为DZ0908。设计了针对病毒Nsp2基因和GP5基因的引物,扩增出目的基因。通过序列比对进行遗传变异分析,该分离株Nsp2基因序列中第483位和第535~563位氨基酸存在缺失,GP5相对保守,该毒株属于PRRSV变异株,为该病毒的进一步研究奠定了基础。     

双重RT-PGR方法检测猪流感病毒和猪繁殖与呼吸综合征病毒

为建立特异、敏感的猪流感病毒(SIV)和猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)的双重RT-PCR检测方法,本研究根据GenBank登录的SIV M基因保守序列和PRRSV美洲型毒株的N基因保守序列,设计合成了2对特异引物,通过对扩增条件的优化,建立检测SIV和PRRSV的双重RT-PCR方法.检测结果显示:该方法可同时扩增出SIV(345 bp)和PRRSv(520 bp)的特异性片段;而猪瘟病毒、猪伪狂犬病病毒、猪细小病毒、猪圆环病毒2型及阴性鸡胚尿囊液核酸扩增结果均为阴性;对SIV和PRRSV 2种病毒混合液的最小检出量分别为102 EID50/0.1 mL和103TCID50/0.1 mL.应用双重RT-PCR和病毒分离法对12份临床疑似样品进行对比检测,结果表明:除双重RT-PCR检测到双阳性的3份混合感染病料中1份未分离到PRRSV外,其余2份均分离出病毒.证明该方法具有良好的特异性、敏感性,可以用于临床样品的早期快速检测.     

猪繁殖与呼吸综合征病毒GP5蛋白分段表达及其生物学功能的鉴定

为进一步研究PRRSV GP5蛋白的生物学功能,本研究将已分离的PRRSV北美洲型野毒株TA-12的GP5基因分为4段(79 bp～207bp、133bp～330bp、229bp～492bp和382bp～603bp)分别克隆于pGEX-6p-1中,并转化E.coli BL21(Rosetta)细胞进行诱导表达.表达蛋白经纯化后,以间接荧光方法(IFA)检测它们与Marc-145细胞的相互作用.IFA检测结果表明GST-GP5-1和GST-GP5-2融合蛋白均能够与Marc-145细胞结合,而且其结合位点在27aa～110aa区域.本实验为进一步研究GP5蛋白生物学功能提供试验依据.