Содержание
Перейти к:
Современные подходы к диагностике и профилактике репродуктивно-респираторного синдрома свиней (обзор)
https://doi.org/10.29326/2304-196X-2025-14-2-114-122
Аннотация
Введение. Репродуктивно-респираторный синдром свиней (РРСС), вызываемый вирусом из семейства Arteriviridae, является одной из наиболее экономически значимых болезней свиней во многих странах мира. Основные проявления заболевания включают репродуктивную дисфункцию у свиноматок, которая проявляется абортами на поздних сроках беременности, ранними или отсроченными опоросами, рождением слабых или нежизнеспособных поросят, нерегулярным эструсом; реже сообщается о патологиях на ранних и средних сроках беременности. У поросят и откормочных свиней наблюдается респираторный дистресс-синдром: кашель, чихание, одышка, задержка роста. Кроме того, заражение вирусом РРСС приводит к снижению респираторного иммунитета, что делает инфицированных свиней более восприимчивыми к вторичным инфекциям и повышает смертность среди поголовья. В настоящем обзоре представлена актуальная информация о текущем состоянии лабораторной диагностики и специфической профилактики РРСС, а также рассмотрены перспективные биотехнологические платформы для конструирования вакцин нового поколения.
Цель исследования. Рассмотреть и обобщить современные подходы к диагностике и профилактике репродуктивно-респираторного синдрома свиней.
Материалы и методы. Материалом для аналитического исследования послужили научные публикации зарубежных и отечественных авторов.
Результаты. Приведена нозологическая характеристика заболевания, рассмотрены особенности клинических проявлений, эпизоотологии, организации генома возбудителя. Описаны и обсуждены применяемые в ветеринарной практике классические и современные методы лабораторной диагностики, а также коммерчески доступные препараты для специфической профилактики РРСС и перспективные биотехнологические платформы для создания вакцин нового поколения, которые позволят достичь оптимального баланса между безопасностью и эффективностью. На текущем этапе изучения патогенеза РРСС существуют три основные проблемы в разработке вакцин: недостаточность сведений о механизмах иммунной защиты, способность вируса индуцировать негативные регуляторные сигналы для иммунной системы и значительная антигенная изменчивость возбудителя.
Заключение. Штаммы вируса РРСС демонстрируют значительную генетическую и антигенную гетерогенность и часто подвергаются рекомбинациям, что усугубляет проблемы эпизоотологии, профилактики и контроля заболевания. Дальнейшее углубленное изучение особенностей иммунного ответа организма-хозяина, а также идентификация Т- и B-клеточных эпитопов в структуре возбудителя позволит обеспечить рациональный дизайн геннои-нженерных вакцин.
Ключевые слова
При поддержке: Исследование выполнено в рамках госзадания ФГБНУ «ФЦТРБ-ВНИВИ» на 2025–2026 гг. по теме 4.2.5 «Разработка технологических подходов к производству современных вакцин против вирусных и бактериальных инфекций животных».
Для цитирования:
Николаева Ю.А. Современные подходы к диагностике и профилактике репродуктивно-респираторного синдрома свиней (обзор). Ветеринария сегодня. 2025;14(2):114-122. https://doi.org/10.29326/2304-196X-2025-14-2-114-122
For citation:
Nikolaeva Yu.A. Modern approaches to diagnosis and prevention of porcine reproductive and respiratory syndrome (review). Veterinary Science Today. 2025;14(2):114-122. https://doi.org/10.29326/2304-196X-2025-14-2-114-122
ВВЕДЕНИЕ
Репродуктивно-респираторный синдром свиней (РРСС, porcine reproductive and respiratory syndrome, PRRS), вызываемый вирусом РРСС (Betaarterivirus 1-го и 2-го типов), является одной из наиболее экономически значимых болезней свиней во многих странах мира: глобальный ущерб, связанный с данной инфекцией, оценивается более чем в 600 млн долларов США ежегодно. Впервые вспышки заболевания неизвестной этиологии были зарегистрированы в США и Западной Европе в конце 1980-х – начале 1990-х гг., несколько лет спустя превратившись в пандемию [1][2]. У свиноматок наблюдались репродуктивные нарушения в виде абортов, мумификации плодов, мертворождения либо рождения нежизнеспособного потомства; у растущих поросят – респираторные симптомы (одышка, кашель и лихорадка) [3]. В 1991 г. в Нидерландах и впоследствии в 1992 г. в США было установлено, что возбудителем заболевания является ранее неизвестный РНК-содержащий вирус; заболевание получило название «репродуктивно-респираторный синдром свиней» [4]. Ретроспективные исследования показали, что антитела к возбудителю РРСС были обнаружены еще до 1979 г. в Восточной Канаде и в середине 1980-х гг. в Айове [5], однако сами вирусы так и не были идентифицированы. Вероятно, в истории распространения возбудителя РРСС произошел ряд значимых эпизоотических событий, в связи с чем происхождение ряда штаммов, в частности из кластера, связанного со штаммом MN184 [6], вызывающих «острый РРСС», или «шторм абортов» [7], и некоторых высокопатогенных китайских штаммов, остается неизвестным [8]. В России первая вспышка РРСС была зафиксирована в 1991 г. при абортах у свиноматок в хозяйствах Курской области [9]. В 2007 г. во время вспышки РРСС в Иркутской области был выделен возбудитель американского генотипа (РРСС-2) [10].
Этиологическим агентом заболевания является вирус РРСС (ВРРСС), представляющий собой небольшой оболочечный одноцепочечный вирус с положительной полярностью РНК, относящийся к роду Betaarterivirus, семейству Arteriviridae, отряду Nidovirales [11]. Штаммы ВРРСС классифицируются как ВРРСС типа 1 (европейский генотип – EU-like) и ВРРСС типа 2 (североамериканский генотип – NA-like). Геном ВРРСС характеризуется высокой изменчивостью даже относительно других РНК-вирусов: из-за отсутствия корригирующей активности РНК-зависимой РНК-полимеразы он крайне подвержен мутациям и рекомбинациям, что приводит к появлению его новых изолятов во всем мире [12]. Имея длину около 14,9–15,5 т. п. н., вирусный геном содержит не менее 11 открытых рамок считывания (ORF) с 5’-кэпом и 3’-полиаденилированным хвостом [13]. Неструктурные белки (nsp 1–12), обладающие функциями протеазы, репликазы, регуляции экспрессии генов клетки-хозяина и ответственные за синтез вирусной РНК, кодируются ORF1a и ORF1b, которые занимают примерно две трети генома [14]. Структурные белки – капсидный белок (N), мембранный белок (M), гликопротеины GP2, GP3, GP4, GP5 и белок оболочки (Е) – экспрессируются субгеномной РНК и кодируются ORF2–7 [15]. Различия нуклеотидных последовательностей наиболее консервативных (ген ORF7, кодирующий капсидный белок N) и вариабельных (ген ORF5, кодирующий мажорный гликопротеин GP5) генов лежат в основе современной системы генотипирования ВРРСС [16].
Несмотря на обилие последовательностей, депонированных в базах данных, ни одна из имеющихся систем классификации не охватывает всего разнообразия существующих вариантов ВРРСС [17]. Основными ограничениями применяемых методик генотипирования являются неполный охват доступных данных и отсутствие эталонных последовательностей [18]. В 2010 г. была предложена система типирования ВРРСС на основе филогенетической линии [19]. Согласно этой системе, штаммы ВРРСС-1 сгруппированы в четыре подтипа (подтип 1 – глобальный, подтип 1 – российский, подтипы 2 и 3), а штаммы ВРРСС-2 – в девять линий (линия 1 – линия 9) на основе филогенетических связей в регионе ORF5 [20][21]. Оба генотипа, подразделяясь на клады, линии и подштаммы, демонстрируют высокое генетическое разнообразие и обладают примерно 60%-й идентичностью нуклеотидных последовательностей [22][23] (табл. 1).
Таблица 1
Генотипы ВРРСС и их известные представители [24][25][26][27][28]
Table 1
PRRS virus genotypes and their known representatives [24][25][26][27][28]
|
Генотип |
Известные представители, GenBank ID |
|
ВРРСС-1 (европейский генотип – EU-like) |
|
|
Подтип 1 (глобальный) |
штамм Lelystad (NC_043487.1), Нидерланды |
|
Подтип 1 (российский) |
штамм WestSib13 (KX668221.1), Россия |
|
Подтип 2 |
штамм Bor (JN651734.1), Беларусь |
|
Подтип 3 |
штамм SU1-Bel (KP889243.1), Беларусь |
|
ВРРСС-2 (североамериканский генотип – NA-like) |
|
|
Линия 1 |
штамм NADC30 (MH500776.1), Китай |
|
Линия 3 |
штамм QYYZ (JQ308798.1), Китай |
|
Линия 5 |
штамм VR-2332 (AY150564.1), США |
|
Линия 8 |
изоляты JXA1 (AY032626.1), CH-1a (EF112445.1), Китай |
Целью настоящего аналитического исследования явилось рассмотрение и обобщение современных подходов к лабораторной диагностике и специфической профилактике РРСС.
ЭПИЗООТОЛОГИЯ РРСС В РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
В номенклатуре Всемирной организации здравоохранения животных РРСС – социально и экономически значимое заболевание [10]. Согласно представленной информации, большее эпизоотическое значение имеет инфекция, вызванная ВРРСС-2, так как виремия у животных, инфицированных штаммами данного генотипа, была более выраженной и продолжительной, чем при заражении ВРРСС-1 [29]. Изоляты ВРРСС-1-1, включая так называемую российскую группу вирусов, ВРРСС-1-2 и ВРРСС-1-3 значительно различаются по патогенности [3]. Проведенный филогенетический анализ указывает на то, что на территории России преимущественно распространен европейский тип вируса, главным образом принадлежащий к 1-му (российскому) подтипу [29]. Большинство штаммов ВРРСС-1 могут быть отнесены к российской группе; циркуляция небольшого количества штаммов, гомологичных штамму Lelystad, вероятно, связана с использованием аттенуированных вакцин на основе ВРРСС-1 [30]. Однако во время вспышки РРСС в Центральном федеральном округе в 2020 г., помимо вирусов из российской группы, ранее выявлявшихся в этих регионах, были обнаружены и Lelystad-подобные вирусы [9][31]. Филогенетически близкий вирус этого типа был идентифицирован в Польше в 2010 г. [32], это свидетельствует о том, что на территорию России продолжается занос новых вариантов ВРРСС из Европы. До середины 2000-х гг. североамериканский генотип ВРРСС не регистрировали на территории России, однако в 2007 г. в Иркутской области была зафиксирована вспышка, вызванная высокопатогенным ВРРСС-2, предположительно, завезенным из Китая [33]. Кроме того, имеются сведения об обнаружении ВРРСС-2 в Республике Мордовия, Белгородской и Кемеровской областях [3][9][34]. Источник заноса американских штаммов на территорию России неизвестен, но предполагается, что они могли быть ввезены, например, из Дании, где циркулирует ВРРСС-2 и откуда ведется импорт племенных животных [9].
НОЗОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РРСС
Основные проявления заболевания включают репродуктивную дисфункцию у свиноматок, которая проявляется абортами на поздних сроках беременности, ранними или отсроченными опоросами, рождением слабых или нежизнеспособных поросят, нерегулярным эструсом; реже сообщается о патологиях на ранних и средних сроках беременности [35][36]. Основной причиной репродуктивных расстройств является повреждение плаценты и эндометрия, вызываемое вирусом. У поросят и откормочных свиней наблюдается респираторный дистресс-синдром: кашель, чихание, одышка, задержка роста. Кроме того, заражение ВРРСС приводит к снижению респираторного иммунитета, что делает инфицированных свиней более восприимчивыми к вторичным инфекциям, как следствие, в ассоциации с вирусами манифестируют бактериальные патогены, что повышает смертность среди поголовья [37]. Молодые животные более подвержены заболеванию РРСС, чем взрослые свиньи, при этом у ремонтных хряков и свиноматок часто наблюдается субклиническая инфекция [38].
ЛАБОРАТОРНАЯ ДИАГНОСТИКА
Характеристика основных методов, применяемых в диагностике РРСС, представлена в таблице 2.
Таблица 2
Методы диагностики РРСС [3][37]
Table 2
Methods for diagnosing PRRS [3][37]
|
Метод |
Принцип |
Особенности применения |
|
Вирусовыделение |
||
|
Культуральный метод |
Использование культур клеток альвеолярных макрофагов |
Выделение вируса может быть нерезультативным, поскольку не все изоляты (особенно ВРРСС-1) способны к инфицированию клеток MARC-145 и CL-2621 – клонов, полученных из линии клеток почки обезьяны MA-104 [39] |
|
Серологические методы |
||
|
Иммуноферментный анализ (ИФА) |
Основан на выявлении вирусспецифических антител при помощи диагностического антигена. Наиболее часто используемый метод выявления антител был адаптирован для обнаружения IgG, IgM и IgA [40] |
Коммерческие наборы доступны для определения серологического статуса свиней как в сыворотке крови, так и в ротовой жидкости в качестве диагностической матрицы (тест-системы для выявления антител к ВРРСС: «РРСС-СЕРОТЕСТ», «РРСС-СЕРОТЕСТ плюс», ООО «Ветбиохим», Россия) |
|
Реакция иммунофлуоресценции (РИФ) |
Основана на выявлении вирусного антигена при помощи специфических антител, меченных флуоресцентным красителем. Специфическая флуоресценция должна наблюдаться в инфицированных клетках с положительной контрольной сывороткой. Также предназначена для обнаружения IgG, IgM и IgA [41] |
Эффективность РИФ зависит от качества меченых диагностических антител и условий проведения реакции. Важными аспектами являются правильная подготовка образцов и контрольные тесты, которые обеспечивают достоверность результатов |
|
Реакция нейтрализации (РН) |
Основана на нейтрализации вируса антителами специфической сыворотки. Используется для обнаружения функциональных антител, связанных с иммунной защитой |
Согласно литературным данным, выявление вируснейтрализующих антител возможно только на 45-й день после инфицирования. Это связано с тем, что синтез антител требует времени и на ранних стадиях инфекции уровень антител может быть недостаточным для их обнаружения. Таким образом, РН может быть неэффективна на начальных этапах инфекции. Реакция обладает высокой специфичностью и чувствительностью, что делает ее одним из наиболее надежных методов для определения наличия вируснейтрализующих антител |
|
Иммунопероксидазный монослойный анализ (ИПМА) |
Основан на применении фиксированных клеток пермиссивной линии, инфицированных соответствующим вирусом, для выявления специфических антител. Применяется для обнаружения антител изотипа IgG [42] |
Может обеспечить распознавание ряда вариантов ВРРСС, включая полевые и вакцинные штаммы; по чувствительности и специфичности сопоставим с ОТ-ПЦР. Наиболее подходящий метод для раннего обнаружения и мониторинга циркуляции вируса |
|
Молекулярно-генетические методы |
||
|
Полимеразная цепная реакция с обратной транскрипцией в реальном времени (ОТ-ПЦР) |
Основан на обнаружении фрагментов вирусного генома. Преимущества ОТ-ПЦР заключаются в высокой чувствительности и специфичности, а также в быстрой оценке текущего статуса инфекции |
Метод не позволяет отличить инактивированный вирус от инфекционного. Доступные коммерческие наборы реагентов: «Тест-система «РРСС» для выявления РНК и генотипирования вируса репродуктивно-респираторного синдрома свиней методом полимеразной цепной реакции» (ФБУН ЦНИИ Эпидемиологии Роспотребнадзора, Россия); «ПЦР-РРСС-ФАКТОР» (ООО «ВЕТ ФАКТОР», Россия); «АмплиПрайм® РРСС» (ООО «НекстБио», Россия) |
|
Секвенирование ORF5 |
Основан на молекулярно-генетическом типировании изолятов вируса РРСС. Анализ нуклеотидных последовательностей фрагмента ORF5 позволил выявить значительную генетическую изменчивость возбудителя [43]. В 2010 г. был предложен метод типирования ВРРСС на основе филогенетических связей в регионе ORF5 [22], ставший впоследствии общепринятым |
Отсутствуют достоверные сведения о корреляции между филогенетической группировкой на основе последовательностей ORF5 и патогенностью или перекрестной защитой, поэтому этот подход несостоятелен для оценки вирулентности штаммов вируса |
|
Секвенирование ORF7 |
Последовательность ORF7 широко используется для определения генетических вариаций и филогенетических связей между различными штаммами ВРРСС, что указывает на важную роль ORF7 в эволюции возбудителя [23] |
Причиной выбора ORF7 в качестве области для секвенирования является консервативность данного гена. Метод имеет ряд преимуществ: способен обнаруживать оба генотипа вируса, является быстрым, недорогим, чувствительным, а также позволяет выявлять новые сублинии и субгенотипы. Таким образом, метод является многообещающим инструментом диагностики и эпизоотологического надзора |
|
Морфологические методы |
||
|
Иммуногистохимический метод |
Основан на обнаружении специфических антигенов в тканях, фиксированных формалином. Позволяет визуализировать антиген вместе с гистологическими поражениями |
Дает возможность идентифицировать вирус в месте поражения, служит доказательством причинно-следственной связи, позволяет выявлять различные концентрации вируса. Обладает меньшей чувствительностью относительно ПЦР; существуют определенные требования к пробоподготовке |
|
Флуоресцентная гибридизация in situ (FISH) |
Основан на применении ДНК-зондов, которые связываются с комплементарными мишенями в образце. Подходит для скрининга инфицированных вирусом тканей, в которых затронуто относительно небольшое количество клеток |
Хотя гибридизация in situ редко используется в диагностических целях, она способна обнаруживать и дифференцировать генотипы ВРРСС в тканях, фиксированных формалином. Чувствительность и специфичность этого метода для обнаружения генома ВРРСС могут быть недостаточными ввиду высокого генетического разнообразия вируса, особенно ВРРСС-1. Метод полезен для изучения вирусной персистенции и для рутинной диагностики РРСС |
СПЕЦИФИЧЕСКАЯ ПРОФИЛАКТИКА
Идеальная вакцина против РРСС пока не разработана. Согласно современным требованиям, предъявляемым к новому поколению вакцин против РРСС, они должны характеризоваться высокой эффективностью, безопасностью и при этом обеспечивать перекрестную защиту в отношении представителей разных генотипов вируса [44]. Из-за исключительной способности ВРРСС мутировать и генерировать существенные генетические вариации разработка препарата с широким протективным эффектом особенно актуальна для борьбы с постоянно возникающими вспышками заболевания [45].
Первая коммерчески доступная модифицированная живая аттенуированная вакцина против РРСС (PRRSV-MLV) была выпущена в США в 1994 г. Это событие стало отправной точкой для масштабных исследований безопасности и эффективности вакцин [46]. К настоящему времени разработано значительное количество классических (живых и инактивированных) вакцин, их краткая характеристика приведена в таблице 3.
Таблица 3
Коммерческие вакцины против РРСС
Table 3
Commercial vaccines against PRRS
|
Название вакцины (разработчик) |
Регион применения |
Генотип (штамм) |
Эффективность |
|
Живые вакцины [47][48] |
|||
|
Ingelvac® PRRS MLV (Boehringer Ingelheim, Германия) |
Африка, Азия, Европа, Северная Америка, Южная Америка |
ВРРСС-2 (VR-2332) |
Обеспечивают защиту от заражения гомологичными изолятами, но ограниченную перекрестную защиту от гетерологичных штаммов. Эффективность данных вакцин считается недостаточной для искоренения заболевания на фермах: были зафиксированы случаи крупномасштабных вспышек РРСС в хозяйствах, практикующих вакцинацию. Использование живых модифицированных вакцин против РРСС может быть проблематичным, поскольку вакцинный вирус способен выделяться в течение 2 нед. и имеет потенциал для реверсии к вирулентному типу |
|
Ingelvac® PRRS ATP (Boehringer Ingelheim, Германия) |
Азия, Европа, Северная Америка |
ВРРСС-2 (JA-142) |
|
|
Fostera® PRRS (Zoetis, США) |
Африка, Азия, Европа, Северная Америка |
ВРРСС-2 (P129) |
|
|
Prime Pac® PRRS (MSD Animal Health, Нидерланды) |
Африка, Азия, Европа, Северная Америка |
ВРРСС-2 (Neb-1) |
|
|
Prevacent® PRRS (Elanco Animal Health Inc., США) |
Азия, Европа, Северная Америка |
ВРРСС-2 (RFLP 184) |
|
|
Unistrain® PRRS (Laboratorios Hipra, S.A., Испания) |
Африка, Азия, Европа |
ВРРСС-1 (VP-046 BIS) |
|
|
ReproCyc® PRRS EU (Boehringer Ingelheim, Германия) |
Африка, Азия, Европа |
ВРРСС-1 (94881) |
|
|
Pyrsvac-183® (Laboratorios Syva S.A., Испания) |
Азия, Европа |
ВРРСС-1 (ALL-183) |
|
|
Suvaxyn® PRRS MLV (Zoetis, США) |
Европа |
ВРРСС-1 (96V198) |
|
|
«ВНИИЗЖ-РРСС» (ФГБУ «ВНИИЗЖ», Россия) |
Россия |
ВРРСС-2 |
|
|
«ВНИИЗЖ-РесурсВак» (ФГБУ «ВНИИЗЖ», Россия) |
Россия |
ВРРСС-1 |
|
|
«Ресвак» (ФКП «Щелковский биокомбинат», Россия) |
Россия |
ВРРСС-1 |
|
|
Инактивированные вакцины [49][50] |
|||
|
SUIPRAVAC® PRRS (Laboratorios Hipra, S.A., Испания) |
Европа |
ВРРСС |
Инактивированные вакцины индуцируют более слабый и менее продолжительный иммунный ответ и зачастую малоэффективны в отношении гетерологичных штаммов, однако они являются более стабильными и менее чувствительными к условиям хранения, безопасны для применения у беременных свиноматок |
|
PROGRESSIS® (Merial, Франция) |
Европа |
ВРРСС-1 |
|
|
SUIVAC® PRRS-INe / SUIVAC® PRRS-IN (Dyntec, Чехия) |
Европа |
ВРРСС-1 |
|
|
Biosuis PRRS inact Eu+Am (Bioveta, Inc., Чехия) |
Европа, Россия |
ВРРСС-1 |
|
|
«ВНИИЗЖ-РРСС инакт» (ФГБУ «ВНИИЗЖ», Россия) |
Россия |
ВРРСС-1 (штамм «КПР-96») |
|
|
РРСС-FREE (Reber Genetics, Co. Ltd, Китай) |
Азия, Россия |
ВРРСС-1, ВРРСС-2 |
|
|
«ВЕРРЕС-РРСС» (ООО «Ветбиохим», Россия) |
Россия |
ВРРСС-1 (штамм «ОБ»); рекомбинантные белки М и GP-5 ВРРСС-1 (штамм Tyu16) |
|
|
«ВНИИЗЖ-РеПовак» (ФГБУ «ВНИИЗЖ», Россия) |
Россия |
ВРРСС-1 |
|
|
«ВНИИЗЖ-Ауески+РРСС» (ФГБУ «ВНИИЗЖ», Россия) |
Россия |
ВРРСС-1 |
|
В то же время результаты исследований, посвященных циркуляции и персистенции вакцинного штамма вируса, вызывают опасения относительно его безопасности: виремия подразумевает потенциальную передачу вакцинного вируса неинфицированным животным. Кроме того, вакцинный вирус может пересекать плацентарный барьер у беременных свиноматок и инфицировать развивающиеся плоды, что приводит к передаче возбудителя неинфицированным новорожденным поросятам во время лактации. Также было показано, что вакцинные штаммы способны рекомбинировать с полевыми, создавая потенциально новые генетически отличные варианты ВРРСС в отдельно взятых хозяйствах [51]. По этим причинам эффективность живых аттенуированных вакцин несколько спорна, и общепризнано, что необходимо повысить их безопасность. В этом контексте для контроля и возможного искоренения РРСС большое значение будет иметь DIVA-стратегия (дифференцирование инфицированных от вакцинированных животных) [52][53]. Эпизоотологические и нормативные соображения указывают на необходимость разработки DIVA-вакцины против РРСС, которая будет отличаться наличием отрицательного маркера (то есть маркера, отсутствующего в вакцинном штамме, но постоянно присутствующего в штаммах дикого типа). Подобные кандидатные вакцины были получены на платформе крупных ДНК-вирусов, таких как вирус псевдобешенства (PRV) и герпесвирус крупного рогатого скота 1-го типа (BHV-1), путем удаления генов, кодирующих некоторые структурные белки. Однако в случае небольшого РНК-вируса, такого как ВРРСС, который кодирует лишь несколько белков с основными функциями, создание мутантного вируса с делецией иммунодоминантного и консервативного сегментов белка (или комбинацией делеций в пределах одного белка или даже в различных белках) представляется более сложной задачей. Тем не менее такой подход может стать перспективной альтернативой для разработки живой аттенуированной маркированной вакцины против РРСС [8].
ПЕРСПЕКТИВНЫЕ БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПЛАТФОРМЫ ДЛЯ СОЗДАНИЯ КАНДИДАТНЫХ ВАКЦИН
В таблице 4 рассмотрены основные характеристики некоторых кандидатных вакцин против РРСС, полученных на основе различных биотехнологических платформ.
Таблица 4
Кандидатные вакцины против РРСС
Table 4
Candidate vaccines against PRRS
|
Название вакцинного кандидата |
Способ получения, протективные характеристики |
|
Делеционный мутант |
Получен при помощи замены 44-й аминокислоты в эктодомене белка GP5 (замена серина на аспарагин). В испытании in vivo у поросят, иммунизированных vCSL1-GP5-N44S, не наблюдалось побочных эффектов; вакцина индуцировала образование высокого уровня нейтрализующих антител после заражения [54] |
|
Аттенуированный штамм |
Был получен после in vitro аттенуации ВРРСС-A2MC2 посредством 90 последовательных пассажей в клетках MARC-145. Полученный штамм A2MC2-P90 сохранил способность индуцировать IFN в клеточной культуре. A2MC2-P90 обеспечивал вакцинированным поросятам 100%-ю защиту от летального заражения чрезвычайно вирулентным штаммом HP-ВРРСС-XJA1, в то время как у невакцинированных поросят к 21-му дню после заражения наблюдалась 100٪-я смертность [55] |
|
Химерный вирус |
Химерный вакцинный кандидат на основе ВРРСС-2, экспрессирующий гипогликозилированный GP-5. Был применен в хозяйствах, неблагополучных по РРСС; индуцировал образование нейтрализующих антител в высоких титрах спустя 8 нед. после вакцинации [56] |
|
Химерный вирус |
Фрагмент S3456 содержит полноразмерные последовательности генов, кодирующих структурные белки (ORF3-6), внедренные в геном ВРРСС штамма VR2385. Индуцировал высокий уровень нейтрализующих антител против двух гетерологичных штаммов [57] |
|
Химерный вирус |
Химерный вирус с геномной основой инфекционного клона FL12 высоковирулентного американского ВРРСС, содержащей гены структурных белков штамма LMY ВРРСС-2. K418 был дополнительно модифицирован путем дегликозилирования GP5 и обладал высокой иммуногенностью. Реверсии к вирулентному состоянию не наблюдалось [58] |
|
Химерный вирус |
Основой явилась консенсусная последовательность ORF2-6 (ORF2-6-CON), кодирующая все оболочечные белки, разработанная на основе 30 актуальных китайских изолятов ВРРСС. Химерный вирус rJS-ORF2-6-CON был создан с использованием авирулентного инфекционного клона HP-PRRSV2 JSTZ1712-12. Результаты испытаний in vivo показали, что вирус не является патогенным для поросят и обеспечивает перекрестную защиту против гетерологичных штаммов [45] |
|
Химерный вирус |
Основой явился вирус трансмиссивного гастроэнтерита свиней, коэкспрессирующий белки GP5 (за исключением первого сайта гликозилирования) и М. После двукратной иммунизации поросят было установлено образование вируснейтрализующих антител; также была доказана функциональность вакцины in vivo при заражении штаммом PRRSV/Olot91. Недостатком является нестабильность рекомбинантного вируса: экспрессия GP5 снижалась при пассировании на уровне 8–10 пассажей [59] |
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Таким образом, на текущем этапе изучения патогенеза РРСС можно выделить три основные проблемы разработки более эффективных вакцин нового поколения: недостаточность сведений о механизмах иммунной защиты, способность вируса индуцировать негативные регуляторные сигналы для иммунной системы, а также его значительная антигенная изменчивость [59]. В частности, последний фактор является причиной низкой эффективности существующих вакцин в отношении гетерологичного заражения. Дальнейшее углубленное изучение особенностей иммунного ответа организма-хозяина, а также идентификация Т- и B-клеточных эпитопов в структуре ВРРСС позволит обеспечить рациональный дизайн генно-инженерных вакцин и впоследствии достичь оптимального баланса между их безопасностью и эффективностью.
Вклад автора: Николаева Ю. А. – проведение поисково-аналитической работы, подготовка и написание статьи.
Contribution of the author: Nikolaeva Yu. A. – conducting search and analytical work, preparing and writing the review article.
Список литературы
1. Глазунова А. А., Корогодина Е. В., Севских Т. А., Краснова Е. А., Кукушкин С. А., Блохин А. А. Репродуктивно-респираторный синдром свиней в свиноводческих предприятиях (обзор). Аграрная наука ЕвроСевероВостока. 2022; 23 (5): 600–610. https://doi.org/10.30766/20729081.2022.23.5.600-610
2. Butler J. E., Lager K. M., Golde W., Faaberg K. S., Sinkora M., Loving C., Zhang Y. I. Porcine reproductive and respiratory syndrome (PRRS): an immune dysregulatory pandemic. Immunologic Research. 2014; 59: 81–108. https://doi.org/10.1007/s12026-014-8549-5
3. Raev S., Yuzhakov A., Bulgakov A., Kostina L., Gerasianinov A., Verkhovsky O., et al. An outbreak of a respiratory disorder at a Russian swine farm associated with the co-circulation of PRRSV1 and PRRSV2. Viruses. 2020; 12 (10):1169. https://doi.org/10.3390/v12101169
4. Мананов М. Репродуктивно-респираторный синдром свиней. Животноводство России. 2022; (1): 34–35. https://elibrary.ru/vcsowo
5. Nan Y., Wu C., Gu G., Sun W., Zhang Y.-J., Zhou E.-M. Improved vaccine against PRRSV: current progress and future perspective. Frontiers in Microbio logy. 2017; 8:1635. https://doi.org/10.3389/fmicb.2017.01635
6. Wang Y., Liang Y., Han J., Burkhart K. M., Vaughn E. M., Roof M. B., Faaberg K. S. Attenuation of porcine reproductive and respiratory syndrome virus strain MN184 using chimeric construction with vaccine sequence. Virology. 2008; 371 (2): 418–429. https://doi.org/10.1016/j.virol.2007.09.032
7. Snijder E. J., Kikkert M., Fang Y. Arterivirus molecular biology and pathogenesis. Journal of General Virology. 2013; 94 (10): 2141–2163. https:// doi.org/10.1099/vir.0.056341-0
8. Fang K., Liu S., Li X., Chen H., Qian P. Epidemiological and genetic characteristics of porcine reproductive and respiratory syndrome virus in South China between 2017 and 2021. Frontiers in Veterinary Science. 2022; 9:853044. https://doi.org/10.3389/fvets.2022.853044
9. Южаков А. Г., Жукова Е. В., Алипер Т. И., Гулюкин А. М. Репродуктивно-респираторный синдром свиней: ситуация в России. Свиноводство. 2022; (5): 32–35. https://doi.org/10.37925/0039-713X-2022-5-32-35
10. Стаффорд В. В., Раев С. А., Алексеев К. П., Южаков А. Г., Алипер Т. И., Забережный А. Д. и др. Иммуногистохимическая диагностика репродуктивного и респираторного синдрома свиней. Ветеринария. 2017; (2): 26–30. https://elibrary.ru/vmtbiz
11. Du Y., Lu Y., Qi J., Wu J., Wang G., Wang J. Complete genome sequence of a moderately pathogenic porcine reproductive and respiratory syndrome virus variant strain. Journal of Virology. 2012; 86 (24): 13883– 13884. https://doi.org/10.1128/JVI.02731-12
12. Sandri G. PRRSV sequencing and its use in practice. Pig333.com: Professional Pig Community. 5 March 2018. https://www.pig333.com/articles/prrsv-sequencing-and-its-use-in-practice_13422
13. Guo C., Liu X. Editorial: Porcine reproductive and respiratory syndrome virus – animal virology, immunology, and pathogenesis. Frontiers in Immunology. 2023; 14: 1194386. https://doi.org/10.3389/fimmu.2023.1194386
14. Zheng Y., Li G., Luo Q., Sha H., Zhang H., Wang R., et al. Research progress on the N protein of porcine reproductive and respiratory syndrome virus. Frontiers in Microbiology. 2024; 15:1391697. https://doi.org/10.3389/fmicb.2024.1391697
15. Brinton M. A., Gulyaeva A. A., Balasuriya U. B. R., Dunowska M., Faaberg K. S., Goldberg T., et al. ICTV Virus Taxonomy Profile: Arteriviridae 2021. Journal of General Virology. 2021; 102 (8):001632. https://doi.org/10.1099/jgv.0.001632
16. Thi Dieu Thuy N., Thi Thu N., Son N. G., Ha L. T. T., Hung V. K., Nguyen N. T., Khoa D. V. A. Genetic analysis of ORF5 porcine reproductive and respiratory syndrome virus isolated in Vietnam. Microbiology and Immunology. 2013; 57 (7): 518–526. https://doi.org/10.1111/1348-0421.12067
17. Yim-im W., Anderson T. K., Paploski I. A. D., VanderWaal K., Gauger P., Krueger K., et al. Refining PRRSV-2 genetic classification based on global ORF5 sequences and investigation of their geographic distributions and temporal changes. Microbiology Spectrum. 2023; 11 (6): e02916-23. https:// doi.org/10.1128/spectrum.02916-23
18. Evans A. B., Loyd H., Dunkelberger J. R., van Tol S., Bolton M. J., Dorman K. S., et al. Antigenic and biological characterization of ORF2-6 variants at early times following PRRSV infection. Viruses. 2017; 9 (5):113. https://doi.org/10.3390/v9050113
19. Kappes M. A., Faaberg K. S. PRRSV structure, replication and recombination: Origin of phenotype and genotype diversity. Virology. 2015; 479–480: 475–486. https://doi.org/10.1016/j.virol.2015.02.012
20. Zhang H., Xiang L., Xu H., Li C., Tang Y.-D., Gong B., et al. Lineage 1 porcine reproductive and respiratory syndrome virus attenuated live vaccine provides broad cross-protection against homologous and hetero-logous NADC30-like virus challenge in piglets. Vaccines. 2022; 10 (5):752. https://doi.org/10.3390/vaccines10050752
21. Shi M., Lam T. T.-Y., Hon C.-C., Hui R. K.-H., Faaberg K. S., Wennblom T., et al. Molecular epidemiology of PRRSV: A phylogenetic perspective. Virus Research. 2010; 154 (1–2): 7–17. https://doi.org/10.1016/j.virusres.2010.08.014
22. Pileri E., Mateu E. Review on the transmission porcine reproductive and respiratory syndrome virus between pigs and farms and impact on vaccination. Veterinary Research. 2016; 47 (1):108. https://doi.org/10.1186/s13567-016-0391-4
23. Щербаков А. В., Тимина A. M., Челышева М. В., Каньшина А. В. Филогенетическая характеристика вируса, вызвавшего вспышку атипичного репродуктивно-респираторного синдрома свиней в Иркутской области Российской Федерации. Труды Федерального центра охраны здоровья животных. 2009; 7: 55–63. https://elibrary.ru/mouigt
24. Shi M., Lemey P., Singh Brar M., Suchard M. A., Murtaugh M. P., Carman S., et al. The spread of type 2 porcine reproductive and respiratory syndrome virus (PRRSV) in North America: A phylogeographic approach. Virology. 2013; 447 (1–2); 146–154. https://doi.org/10.1016/j.virol.2013.08.028
25. Zhou L., Kang R., Zhang Y., Ding M., Xie B., Tian Y., et al. Whole genome analysis of two novel type 2 porcine reproductive and respiratory syndrome viruses with complex genome recombination between lineage 8, 3, and 1 strains identified in Southwestern China. Viruses. 2018; 10 (6):328. https://doi.org/10.3390/v10060328
26. Luo Q., Zheng Y., He Y., Li G., Zhang H., Sha H., et al. Genetic variation and recombination analysis of the GP5 (GP5a) gene of PRRSV-2 strains in China from 1996 to 2022. Frontiers in Microbiology. 2023; 14:1238766. https://doi.org/10.3389/fmicb.2023.1238766
27. Fan Y.-F., Bai J., Jiang P. Analysis on GP5 genetic variation of porcine reproductive and respiratory syndrome virus from Shandong Province. Journal of Domestic Animal Ecology. 2017; 38 (4): 63–67. http://jcst.magtech.com.cn/EN/Y2017/V38/I4/63
28. Murtaugh M. P., Stadejek T., Abrahante J. E., Lam T. T.-Y., Leung F. C.-С. The ever-expanding diversity of porcine reproductive and respiratory syndrome virus. Virus Research. 2010; 154 (1–2): 18–30. https://doi.org/10.1016/j.virusres.2010.08.015
29. Кукушкин С. А. Эпизоотология и меры борьбы с репродуктивнореспираторным синдромом свиней в мире и в Российской Федерации. Ветеринарная патология. 2006; (4): 89–95. https://elibrary.ru/oedrgf
30. Stadejek T., Oleksiewicz M. B., Scherbakov A. V., Timina A. M., Krabbe J. S., Chabros K., Potapchuk D. Definition of subtypes in the European genotype of porcine reproductive and respiratory syndrome virus: nucleocapsid characteristics and geographical distribution in Europe. Archives of Virology. 2008; 153 (8): 1479–1488. https://doi.org/10.1007/s00705-0080146-2
31. Frydas I. S., Verbeeck M., Cao J., Nauwynck H. J. Replication characteristics of porcine reproductive and respiratory syndrome virus (PRRSV) European subtype 1 (Lelystad) and subtype 3 (Lena) strains in nasal mucosa and cells of the monocytic lineage: indications for the use of new receptors of PRRSV (Lena). Veterinary Research. 2013; 44 (1):73. https://doi.org/10.1186/1297-9716-44-73
32. Balka G., Podgórska K., Brar M. S., Bálint Á., Cadar D., Celer V., et al. Genetic diversity of PRRSV 1 in Central Eastern Europe in 1994–2014: origin and evolution of the virus in the region. Scientific Reports. 2018; 8 (1):7811. https://doi.org/10.1038/s41598-018-26036-w
33. Орлянкин Б. Г., Алипер Т. И., Мишин А. М. Инфекционные респираторные болезни свиней: этиология, диагностика и профилактика. Свиноводство. 2010; (3): 67–69. https://elibrary.ru/oxoynv
34. Гречухин А. Н., Зеленуха Е. А. Анализ противоэпизоотических мероприятий при репродуктивно-респираторном синдроме свиней (РRRS) на крупном свинокомплексе. Свиноводство. 2011; (4): 54–55. https://elibrary.ru/nvxjej
35. Lunney J. K., Fang Y., Ladinig A., Chen N., Li Y., Rowland B., Renukaradhya G. J. Porcine reproductive and respiratory syndrome virus (PRRSV): pathogenesis and interaction with the immune system. Annual Review of Animal Biosciences. 2016; 4: 129–154. https://doi.org/10.1146/annurev-animal-022114-111025
36. Fiers J., Maes D., Cay A.-B., Vandenbussche F., Mostin L., Parys A., Tignon M. PRRSV-vaccinated, seronegative sows and maternally derived antibodies (II): impact on PRRSV-1 vaccine effectiveness and challenge outcomes in piglets. Vaccines. 2024; 12 (3):257. https://doi.org/10.3390/vaccines12030257
37. Rowland R. R. R., Lawson S., Rossow K., Benfield D. A. Lymphoid tissue tropism of porcine reproductive and respiratory syndrome virus replication during persistent infection of pigs originally exposed to virus in utero. Veterinary Microbiology. 2003; 96 (3): 219–235. https://doi.org/10.1016/j.vetmic.2003.07.006
38. Zimmerman J., Benfield D., Christopher-Hennings J., Dee S., Stevenson G. Porcine reproductive and respiratory syndrome (PRRS). Hogs, Pigs, and Pork. August 28, 2019. https://swine.extension.org/porcine-reproductive-and-respiratory-syndrome-prrs
39. Rodríguez-Gómez I. M., Käser T., Gómez-Laguna J., Lamp B., Sinn L., Rümenapf T., et al. PRRSV-infected monocyte-derived dendritic cells express high levels of SLA-DR and CD80/86 but do not stimulate PRRSV-naïve regulatory T cells to proliferate. Veterinary Research. 2015; 46 (1):54. https:// doi.org/10.1186/s13567-015-0186-z
40. Каньшина А. В., Щербаков А. В. Серодиагностика РРСС: результаты участия в международных сравнительных испытаниях. Ветеринария сегодня. 2012; (2): 22–25. https://elibrary.ru/svjqlj
41. Teifke J. P., Dauber M., Fichtner D., Lenk M., Polster U., Weiland E., Beyer J. Detection of European porcine reproductive and respiratory syndrome virus in porcine alveolar macrophages by two-colour immunofluorescence and in-situ hybridization-immunohistochemistry double labelling. Journal of Comparative Pathology. 2001; 124 (4): 238–245. https://doi.org/10.1053/jcpa.2000.0458
42. Pan J., Zeng M., Zhao M., Huang L. Research progress on the detection methods of porcine reproductive and respiratory syndrome virus. Frontiers in Microbiology. 2023; 14:1097905. https://doi.org/10.3389/fmicb.2023.1097905
43. Montaner-Tarbes S., del Portillo H. A., Montoya M., Fraile L. Key gaps in the knowledge of the porcine respiratory reproductive syndrome virus (PRRSV). Frontiers in Veterinary Science. 2019; 6:38. https://doi.org/10.3389/fvets.2019.00038
44. Park C., Choi K., Jeong J., Chae C. Cross-protection of a new type 2 porcine reproductive and respiratory syndrome virus (PRRSV) modified live vaccine (Fostera PRRS) against heterologous type 1 PRRSV challenge in growing pigs. Veterinary Microbiology. 2015; 177 (1–2): 87–94. https://doi.org/10.1016/j.vetmic.2015.02.020
45. Chen N., Li S., Tian Y., Li X., Li S., Li J., et al. Chimeric HP-ВРРСС2 containing an ORF26 consensus sequence induces antibodies with broadly neutralizing activity and confers cross protection against virulent NADC30-like isolate. Veterinary Research. 2021; 52 (1):74. https://doi.org/10.1186/s13567-021-00944-8
46. Renukaradhya G. J., Meng X.-J., Calvert J. G., Roof M., Lager K. M. Live porcine reproductive and respiratory syndrome virus vaccines: Current status and future direction. Vaccine. 2015; 33 (33): 4069–4080. https://doi.org/10.1016/j.vaccine.2015.06.092
47. Li J., Miller L. C., Sang Y. Current status of vaccines for porcine reproductive and respiratory syndrome: interferon response, immunological overview, and future prospects. Vaccines. 2024; 12 (6):606. https://doi.org/10.3390/vaccines12060606
48. Байбиков Т. З., Гусев А. А., Дудникова Н. С., Дудников С. А., Гаврилова В. Л., Курман И. Я. и др. Штамм «БД» вируса репродуктивно- респираторного синдрома свиней для изготовления диагностических и вакцинных препаратов. Патент № 2220202 C1 Российская Федерация, МПК C12N 7/00, A61K 39/12. ФГУ «Всероссийский научно-исследовательский институт защиты животных». № 2002110976/13. Заявл. 5.04.2002. Опубл. 27.12.2003.
49. Байбиков Т. З., Кукушкин С. А., Баборенко Е. П., Долганова Е. К., Гаврилова В. Л., Тетерин И. А. Вакцина против репродуктивно-респираторного синдрома свиней эмульсионная инактивированная. Патент № 2316346 C2 Российская Федерация, МПК A61K 39/12, A61P 31/12, C12N 7/00. ФГУ «Федеральный центр охраны здоровья животных». № 2006105369/13. Заявл. 20.02.2006. Опубл. 10.02.2008. Бюл. № 4.
50. Баборенко Е. П., Долганова Е. К., Груздев К. Н. Изучение антигенной активности ассоциированных вакцин против болезни Ауески, репродуктивно-респираторного синдрома и парвовирусной инфекции свиней. Ветеринария сегодня. 2018; (2): 13–17. https://doi.org/10.29326/2304-196X-2018-2-25-13-17
51. Madapong A., Saeng-chuto K., Tantituvanont A., Nilubol D. Safety of PRRSV-2 MLV vaccines administrated via the intramuscular or intradermal route and evaluation of PRRSV transmission upon needle-free and needle delivery. Scientific Reports. 2021; 11 (1):23107. https://doi.org/10.1038/s41598-021-02444-3
52. Галеева А. Г., Усольцев К. В., Хаммадов Н. И., Насыров Ш. М. Дизайн антигенной композиции на основе фрагмента гликопротеина Е2 вируса классической чумы свиней. Ветеринарный врач. 2024; (1): 28–33. https://elibrary.ru/rdihub
53. Ахунова А. Р., Насыров Ш. М., Галеева А. Г., Арутюнян Г. С., Ефимова М. А., Гулюкин М. И. Применение прямой реакции иммунофлуоресценции в технологическом контроле матричных расплодок вируса классической чумы свиней. Ветеринарный врач. 2024; (3): 27–33. https://elibrary.ru/mnswgm
54. Choi J.-C., Kim M.-S., Choi H.-Y., Kang Y.-L., Choi I.-Y., Jung S.-W., et al. Porcine reproductive and respiratory syndrome virus engineered by serine substitution on the 44th amino acid of GP5 resulted in a potential vaccine candidate with the ability to produce high levels of neutralizing antibody. Veterinary Sciences. 2023; 10 (3):191. https://doi.org/10.3390/vetsci10030191
55. Li Y., Li J., He S., Zhang W., Cao J., Pan X., et al. Interferon inducing porcine reproductive and respiratory syndrome virus vaccine candidate protected piglets from HP-PRRSV challenge and evoke a higher level of neutralizing antibodies response. Vaccines. 2020; 8 (3):490. https://doi.org/10.3390/vaccines8030490
56. Choi H.-Y., Kim M.-S., Kang Y.-L., Choi J.-C., Choi I.-Y., Jung S.-W., et al. Development of a chimeric porcine reproductive and respiratory syndrome virus (PRRSV)-2 vaccine candidate expressing hypo-glycosylated glycoprotein-5 ectodomain of Korean lineage-1 strain. Veterinary Sciences. 2022: 9 (4):165. https://doi.org/10.3390/vetsci9040165
57. Tian D., Cao D., Lynn Heffron C., Yugo D. M., Rogers A. J., Overend C., et al. Enhancing heterologous protection in pigs vaccinated with chimeric porcine reproductive and respiratory syndrome virus containing the full-length sequences of shuffled structural genes of multiple heterologous strains. Vaccine. 2017; 35 (18): 2427–2434. https://doi.org/10.1016/j.vaccine.2017.03.046
58. Choi H.-Y., Lee S.-H., Ahn S.-H., Choi J.-C., Jeong J.-Y., Lee B.-J., et al. A chimeric porcine reproductive and respiratory syndrome virus (PRRSV)-2 vaccine is safe under international guidelines and effective both in experimental and field conditions. Research in Veterinary Science. 2021; 135: 143–152. https://doi.org/10.1016/j.rvsc.2021.01.012
59. Cruz J. L. G., Zúñiga S., Bécares M., Sola I., Ceriani J. E., Juanola S., et al. Vectored vaccines to protect against PRRSV. Virus Research. 2010; 154 (1–2): 150–160. https://doi.org/10.1016/j.virusres.2010.06.017
Об авторе
Ю. А. Николаева
ФГБНУ «Федеральный центр токсикологической, радиационной и биологической безопасности» (ФГБНУ «ФЦТРБ-ВНИВИ»)
Россия
Россия
Николаева Юлия Александровна, младший научный сотрудник лаборатории вирусных антропозоонозов,
Научный городок-2, г. Казань, 420075, Республика Татарстан.
Рецензия
Для цитирования:
Николаева Ю.А. Современные подходы к диагностике и профилактике репродуктивно-респираторного синдрома свиней (обзор). Ветеринария сегодня. 2025;14(2):114-122. https://doi.org/10.29326/2304-196X-2025-14-2-114-122
For citation:
Nikolaeva Yu.A. Modern approaches to diagnosis and prevention of porcine reproductive and respiratory syndrome (review). Veterinary Science Today. 2025;14(2):114-122. https://doi.org/10.29326/2304-196X-2025-14-2-114-122
Просмотров:
129
Послать статью по эл. почте 