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猪繁殖与呼吸综合征病毒的持续感染
和传播特点及防控出路
蔡雪辉 1* ，徐?敏 2，汤艳东 1
（1.中国农业科学院哈尔滨兽医研究所，黑龙江 哈尔滨 150069；2.国药集团动物保健股份有限公司，湖北 武汉 430075）
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PRRS 简述
1987年，美国首次暴发猪繁殖与呼吸综合征（PRRS），随后在世界各国陆续暴发该病，截至目前PRRS已遍布世界主要的养猪业国家，成为各国养猪业最为严重的疫病之一，每年给全球养猪业造成数十亿甚至上百亿美元的经济损失。截至目前仅有瑞士、新西兰、澳大利亚等少数国家没有报道该病的发生与流行。自1991年传入中国台湾，亚洲各国陆续暴发该病，自1995年PRRS首次在我国北京周边地区暴发流行以来，近30年过去了，该病一直是危害我国养猪业生产效益和健康发展的重要疫病，仅仅是以危害母猪的经济损失计算，猪蓝耳病就能导致我国养猪业每年损失超240亿元。
在PRRS流行之初，由于对该病认知有限，该病的临床症状在不同的地区、不同猪群，甚至同一猪群中的不同年龄阶段的猪只可能有很大的不同，不同的国家对该病的命名各不相同，给该病的研究和防控带来了诸多不便。1992年5月在美国明尼苏达州圣保罗市召开的“首届SIRS/PRRS国际研讨会”上，将该疾病统一称为“Porcine reproductive and respiratory syndrome（PRRS）”，此名称比较全面地反映了该病的主要症状，因而被各国普遍接受。同年，我国农业部在中华人民共和国进出境动物一、二类传染病、寄生虫病名录中，将该病增列为二类传染病，正式定名为“猪繁殖与呼吸综合征”，在国内更流行的称谓是“猪蓝耳病”。
1996年，猪繁殖与呼吸综合征病毒（PRRSV）正式划归尼多病毒目、动脉炎病毒科（属）。PRRSV分为两个不同的基因型，即欧洲型（PRRSV-1）和北美洲型（PRRSV-2），PRRSV-1的代表毒株为Lelystad virus（LV株），PRRSV-2的代表毒株为VR-2332株。2021年07月这两个亚型分别划归尼多病毒目、动脉炎病毒科，β-动脉炎病毒属（Betaarterivirus）的两个不同亚属。两个基因型病毒的基因组核苷酸同源性约为60%，这是已知病毒中同一病毒基因组差异最大的，那么造成基因组差异如此之大的原因是什么？两种不同基因型的PRRSV是如何起源和进化的呢？美国明尼苏达大学的Plagemann教授针对这个问题对PRRSV与动脉炎病毒科的其他3种病毒进行序列比较发现PRRSV与小鼠乳酸脱氢酶升高病毒（LDV）的序列同源性最高，特别是与德国的LDV-P株亲缘关系最近，因此推测PRRSV是LDV-P变异体经中间宿主野猪获得感染家猪的能力。Plagemann推测野外感染LDV-P株的老鼠通过撕咬（或野猪误食带毒的老鼠）将LDV-P突变体传给中欧的野猪并产生了适应野猪的突变体病毒，即PRRSV前体病毒。1912年，野猪遍及欧洲、北非和亚洲，当时美国狩猎盛行，从德国引进了受感染的野猪将PRRSV前体病毒传播到美国的北卡罗来纳州。带毒的野猪与逃出农场或自由散养家猪接触或杂交，为PRRSV前体病毒在野猪和家猪之间传播提供了便利条件，随后，PRRSV前体病毒在欧洲、北美洲的猪群中独立进化，经过了大约70年的宿主和环境适应，完成了两个地理分支的进化。
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PRRSV持续感染和传播的免疫学基础
由于PRRSV具有独特的病原特性和免疫特性，感染猪群后存在持续感染和循环传播两大难题，导致PRRSV在猪群中长期存在且广泛流行。
2.1 PRRSV极容易发生变异和重组
PRRSV本身的特性决定了病毒的多样性和复杂性，PRRSV为单股正链RNA有囊膜的病毒，PRRSV与其他RNA病毒一样，病毒复制时，RNA依赖性RNA聚合酶（RNA-dependent RNA polymerase，RdRp）缺乏3'-5'校正功能，其基因在复制时很容易出现错误，导致PRRSV基因组在复制时容易发生突变，不可避免地产生突变病毒。不同毒株之间的重组，也加剧了PRRSV的遗传变异，促进了PRRSV毒株的多样化。自从1996年郭宝清等人首次在中国分离到第一株PRRSV（CH-1a株），历经近30年的时间遗传演化，变异毒株层出不穷，比较有代表性毒株有以下几个。
2006年暴发的“高热病”从我国南方地区迅速波及到全国，经研究该病的病原是毒力更强的PRRSV变异毒株，被命名为高致病性猪繁殖与呼吸综合征（HP-PRRSV），至此HP-PRRSV成为我国主要流行毒株。
2013年报道中国出现NADC30毒株，在Nsp2蛋白区域连续缺失131个氨基酸。NADC30 毒株常与国内的高致病性猪蓝耳病毒株发生重组，形成NADC-30-like毒株，且目前NADC30-like毒株已在我国大部分省份流行。
2017年，NADC34毒株开始在我国部分地区出现，据报道ORF5限制性片段多态性（RFLP）为1-7-4的NADC34-like毒株，可导致母猪流产率和仔猪死亡率的增加。近年，该类毒株流行率剧增。当前，NADC34-like、NADC30-like以及HP-PRRSV一并成为国内主要的三类流行毒株。
中国商品化猪蓝耳病活疫苗种类众多，先后已有8种不同毒株疫苗在临床使用。疫苗毒株的衍化毒株、返强毒株以及和野毒的重组毒株时常被监测和报道。多种弱毒疫苗在临床的滥用或不合理使用，必然会加速临床PRRSV野毒的变异和重组。
PRRSV遗传多样性及重组是猪蓝耳病难以控制的主要原因之一。
2.2 PRRSV引起免疫调节紊乱
PPRSV感染机体后，复杂的发病机制包括首先感染并破坏体内的肺泡巨噬细胞，干扰天然免疫系统，引起抗体依赖性增强，导致机体免疫抑制和在机体内持续性感染等现象。
2.2.1 PRRSV感染猪肺泡巨噬细胞影响其细菌抗原的递呈功能猪肺泡巨噬细胞是PRRSV感染的靶细胞，具有极强的亲嗜性，PRRSV由呼吸道进入猪体之后，首先感染肺泡巨噬细胞，并快速复制增殖，在48～72 h内使95%的肺泡巨噬细胞碎裂溶解，从而失去对入侵的细菌抗原的捕获、处理和递呈作用，这是PRRSV感染导致细菌继发感染的主要原因。
2.2.2 PRRSV感染导致天然免疫系统紊乱
PRRSV从呼吸道感染肺泡巨噬细胞后，再蔓延到全身各组织的巨噬细胞内进行持续复制增殖，复制过程中产生的非结构蛋白和结构蛋白能够抑制机体天然免疫功能的发挥。特别是影响干扰素、白介素和肿瘤坏死因子等与先天性免疫相关细胞因子的产生，逃避天然免疫的监视，延迟特异性免疫应答的建立，机体免疫力骤降，导致机体的免疫抑制。促炎细胞因子的产生在PRRSV感染的动物中受到限制。缺乏足够数量的促炎细胞因子似乎可以使PRRSV逃避宿主的免疫应答。因此，免疫系统未被激活，病毒清除也未启动，从而导致PRRSV在宿主体内容易繁殖。PRRSV的免疫抑制作用也可能增加继发感染的风险。除了先天免疫系统对PRRSV感染的反应不足和促炎细胞因子和抗炎细胞因子之间的不平衡外，还有证据表明PRRSV感染后中和抗体和病毒特异性γ干扰素（IFN-γ）响应均延迟。IFN-γ参与抑制PRRSV复制，但在PRRSV感染的动物中被下调。与白细胞介素-10（IL-10）的上调一起，这可能导致巨噬细胞中CD163的增加，这是PRRSV进入所需受体复合体的一个组成部分。CD163的增加实际上促进了PRRSV的进入和复制。因为PRRSV对IFN-γ的直接抗病毒作用敏感, 这似乎是免疫调节策略克服PRRS的一个有趣的靶点。
2.3 PRRSV感染存在抗体依赖增强现象（ADE）
猪蓝耳病特有的抗体依赖增强现象发现较晚，不同血清型或同一血清型内的不同毒株ADE现象存在明显差异。有试验发现衣壳蛋白和囊膜蛋白与ADE呈正相关，囊膜蛋白（GP5）能诱导机体产生中和抗体，也是导致ADE现象的主要原因。PRRSV的抗体依赖增强作用主要是通过（FcγR）介导发生。PRRSV的ADE发生被认为主要是通过抗原抗体复合物借助抗体Fc段与细胞Fc段的受体结合，通过内吞作用进入宿主细胞。IgG作用特点是PRRSV发生抗体增强的基础，试验发现抗体能通过（FcγR）介导增强细胞的吞噬作用，将病毒引入胞内。研究发现在机体内的抗体不能完全中和相应的病毒时，病毒可通过细胞表面（FcγR）介导提高对单核细胞和肺巨噬细胞的侵蚀力，Fc和FcR结合可改变细胞信号转导途径，诱发抗病毒模式削弱转变为病毒容易进入的模式。病毒进入宿主细胞后，适应和改变胞内抗病毒机制。研究发现猪繁殖与呼吸综合征病毒可通过（FcγRII）作用增强对巨噬细胞和单核细胞的易感性。PRRSV主要是在低浓度的抗体作用下形成抗原抗体复合物，通过FcγR介导增强病毒对细胞的侵入能力。
在临床防控实践中，偶尔出现免疫疫苗后导致猪群疫情短期内加速和加重的情况，推测可能是免疫后产生亚中和水平的抗体引起了ADE现象。
2.4 PRRSV免疫应答延迟导致循环传播
除ADE外，独特免疫应答延迟也是导致循环感染的原因。PRRSV在宿主细胞内繁殖，引发病毒血症，以刺激机体产生抗体，早期产生的抗体没有抑制病毒的作用，还会引发ADE现象。在PRRSV感染4周后具有中和病毒作用的抗体才产生，7～10周左右才能达到抗体的高峰。虽然临床检测抗体的S/P值较高，但猪依然处于带毒状态，并易发生继发感染。只有猪体内产生高水平中和抗体，才能消除感染猪只毒血症的状态，降低猪蓝耳病病毒水平传播的风险。然而高水平的中和抗体只能清除病毒血症，无法清除淋巴系统的带毒，只有高水平的细胞免疫产生作用，才可以完全清除机体的带毒。根据毒株毒力的不同，从感染到病毒的完全清除整个过程需要20～30周。独特免疫应答延迟也给该病毒的垂直感染提供了可能，带毒母猪可将病毒透过胎盘感染仔猪，也可通过乳汁将病毒传染给仔猪，这是猪蓝耳病的一个重要传播途径，将带毒猪和易感猪混养大大增加了易感猪的感染风险。水平传播和垂直感染使PRRSV在猪场内循环传播的现象非常普遍。
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PRRS疫苗的安全性与有效性
1994年，Boehringer Ingleheim研究出世界上第一株PRRS活疫苗，随后1997年Bayer研制出第一款PRRS灭活疫苗。截至目前，欧洲地区有4种PRRS灭活疫苗，5种PRRS活疫苗；美洲地区有1种PRRS灭活疫苗，5种PRRS活疫苗。疫苗使用方面，美洲地区以及欧洲大部分国家均选择使用PRRS活疫苗，部分国家（例如德国、韩国等）使用PRRS灭活疫苗。国内2005年我国研制出第一款PRRS灭活疫苗（CH-1a株）、2007年研制出第一款PRRS活疫苗（CH-1R株），截至目前我国市场共有2种PRRS灭活疫苗（CH-1a株、M-2株）、6种PRRS减毒活疫苗（CH-1R株、VR-2332株、TJM-F92株、HuN4-F112、JX-A1株、GD-r180株）、1种自然弱毒活疫苗（R98株）以及1种基因工程嵌合活疫苗（PC株）。据养殖企业流行病学调查数据显示，我国猪场猪蓝耳病疫苗使用率达到70%，其中多数为经典PRRS疫苗，高致病性PRRS疫苗使用相对较少。
目前国内猪蓝耳病疫苗生产企业众多，疫苗品种琳琅满目。但在防控PRRS上并没有起到相应的作用。研究证明，猪蓝耳病活疫苗能给同源毒株提供非常良好的免疫保护效果，而对异源毒株却不能够提供完整的保护。一个疫苗从研发到获批上市需数年或更长时间，导致疫苗与流行毒株不能完全匹配，免疫效果也差强人意。在活疫苗的应用过程中，还存在与流行毒株发生重组形成新的毒株现象。甚至疫苗毒株本身也会在特定的条件下演化，呈现新的传染性、致病性。国内市面不同活疫苗的安全性差异较大。灭活疫苗虽然安全，但免疫保护效果相对较差。灭活疫苗的效力应该通过诱导高水平中和抗体的产生和启动较早的天然免疫应答进行发挥。最理想的PRRSV疫苗需要在短期内诱发高水平中和抗体和非特异体免疫反应。即便如此，仅因PRRSV非常容易基因变异，促使PRRS疫苗有效性极为有限，有报道显示现有的疫苗对类NADC30毒株的交叉保护率仅有60%左右，对类NADC34毒株的交叉保护率目前还鲜有报道数据，从临床实际情况推迟保护率不会太高。
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在PRRS的防控上存在的误区
4.1 与蓝共舞，长期共存
让一个毒株在机体里面占主导让其他毒株很难增殖，如让一种弱毒在猪群中占据主导地位后，即便高致病性毒株感染，它复制的数量也不足，致病性也就不那么强，这就是 “与蓝共舞，长期共存”理论基础。这往往是一厢情愿，多种毒株在猪场传播过程中，不是非此即彼，而是彼此共存，还会互通有无产生变异毒株。据报道，一个猪场由2014年单一的高致病性PRRSV到2018年出现6个不同组合的变异毒株。即使不发生变异，在一个1 000头母猪规模的猪场有PRRSV流行，每年就会造成上百万甚至几百万元的损失。
4.2 疫苗滥用，多苗混用
由于PRRS疫苗种类繁多，给猪场疫苗的选用提供了很大空间，也为猪场的PRRS疫苗“滥用与乱用”埋下了隐患。疫苗免疫比较常见的错误做法有：种猪免疫进口活疫苗，仔猪和中大猪免疫国产活疫苗；种猪免疫经典活疫苗，仔猪和中大猪免疫高致病性活疫苗。这两种做法违背疫苗使用的基本原则，就是避免同时使用针对同一疫病的2种（或2种以上的）活疫苗。还有一种常见的错误做法是高频率更换活疫苗种类，且未能做好相关措施。滥用和乱用疫苗容易导致病毒变异，导致疫情防控难度加大，有百害而无一利。科学合理地使用疫苗可以降低临床损失，使猪群趋于稳定状态。然而多年的实践证明仅靠疫苗想解决PRRS的问题是不现实的，采取综合防控措施或者净化措施是控制PRRS最有效的办法。
4.3 相信保健，抵制疫苗
正如前文所述，猪蓝耳病疫苗的安全性和有效性并不完美，这导致了部分猪场对于猪蓝耳病疫苗存在质疑和抵触。即使等到猪场出现猪蓝耳病感染时使用各种昂贵的药物保健组合，也不愿意使用疫苗进行预防免疫，这种做法也是不科学的，因为猪蓝耳病疫苗的有效性是被证实的，即使是毒株不对型也可以提供部分交叉保护。在野毒感染导致严重损失时，采用疫苗免疫配合综合管理措施可以缩短猪群恢复正常所需要的时间，可以大大减少疫情损失。待猪群恢复正常后，经系统评估感染状态后可以再调整免疫防控方案。
4.4 依赖疫苗、忽视管理
采用疫苗免疫仍然是当前我国绝大多数猪场防控猪蓝耳病的主要措施，我国猪群免疫率70%以上，说明疫苗免疫是有一定效果的。然而，采用疫苗免疫防控的猪场当中，有防控效果好的，但仍有很大一部分防控效果不佳。造成这种现象的原因就是这些猪场过于依赖疫苗，而忽视了管理。猪蓝耳病的防控一定是靠综合防控措施才能取得较好的效果，仅仅依赖疫苗是行不通的。在综合防控措施中，合理的生物安全措施，后备种猪的引入检疫、驯化管理，母猪群感染状态的评估及垂直传播的监测，合理的生产模式及猪群流转管理，其他相关疾病的管控、保健及治疗措施，猪群的营养水平等方面都很重要。
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PRRS的防控出路
对于PRRS的净化，行业可能存在一些疑惑。第一就是目前PRRS流行比较普遍，现在实施PRRS净化时机是否成熟？然而多年来防控PRRS的努力，其结果均不令人满意。如果仅停留在依靠疫苗防疫PRRS的层面，PRRS的防控将始终处在时好时坏、循环往复的泥潭中。国家也意识到这个问题，在《全国生猪遗传改良计划（2021—2035）》已明确提出非洲猪瘟和猪繁殖与呼吸综合征的控制要求是净化、双阴性。因此，持续开展种猪场（包括原种场、核心种猪场、种猪繁育场、种公猪站）上述疫病的净化工作，不是时机成不成熟，而是国家已经提出严格要求，PRRS的净化刻不容缓。
第二是当前PRRS净化技术路线成熟吗？能实现猪群彻底净化吗？事实上据报道，截止2023年8月7日已有15个省市自治区的100多家猪场实现PRRS双阴性，由此可见PRRS的净化是切实可行的。目前多数采用两种净化技术路线，一种是清群建群法、一种是封群净化法。这两种方法当前的技术路线十分成熟，但是对猪场的管理水平、技术水平、设备条件、生物安全防控能力均有很高的要求。
要实现完全净化难度很高，并且在完成净化后要维持阴性同样也极具压力。首先，对于猪场来说净化需要具备相应的条件，同时要付出相应成本，需要大量的人力物力投入，蜂拥而上是不现实的。PRRS的净化应该是由上而下，从源头做起，先从原种场、核心种猪场、种猪繁育场、种公猪站开始净化，当有充足的双阴种猪提供时，再推而广之。对于暂不具备净化条件的猪场，建议采用综合防控措施，将维持猪群稳定作为防控目标。
现在强调PRRS的净化，并不是否定疫苗的作用，疫苗免疫是PRRS防控和净化过程中重要手段之一，但依旧要加强生物安全、生存环境和营养水平的管理。使用疫苗要更加科学合理，减少因疫苗滥用或乱用而导致的PRRS防控难度的增加。
要想实现对PRRS的防控和净化的目标，国家主管部门和整个产业要能够统一认知、齐心协力、上下启动，逐步推动猪蓝耳病净化，还需要国家政策支撑和企业大量的资源投入。按照净化PRRS的主导思想，经过不懈的努力，在不久的将来通过完成猪蓝耳病的分区域性净化，进而实现全国范围的免疫无疫以及最终的无免无疫，彻底控制和净化PRRS未来可期。
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