Virus PRRS

Vào tháng 2 năm 1991 tác nhân gây bệnh rối loạn hô hấp và sinh sản trên heo (PRRS) được phân lập tại viện thú y trung ương của Hà Lan.

Tác nhân gây bệnh được chỉ rõ là “Lelystad virus”. Nghiên cứu sau đó giúp hoàn thiện các nguyên lý cơ bản của Koch vào tháng 7 năm 1991.

Sau khi phân lập được virus Lelystad một thời gian ngắn, một dòng virus gây ra triệu chứng lâm sàng tương tự cũng được phân lập ở Mỹ và được xác định là chủng châu Mỹ VR-2332 (ATCC VR-2332), sau đây được gọi là VR-2332.

Phân loại virus PRRS
Virus PRRS thuộc họ Arteviridae, nhánh Arterivirus, bộ Nidovirales. Nhóm virus này bao gồm virus gây tăng tiết enzyme Lactate hydrogen ở chuột, virus gây viêm động mạch ngựa, và virus gây sốt xuất huyết ở khỉ. PRRS là loại virus nhỏ, có vỏ bọc, đường kính khoảng 45-70 nm. Bộ gen của nó là một phân tử RNA đa gen, sợi đơn, không phân đoạn, polyadenyl hóa, dài khoảng 15,1 - 15,5 kb. Trình tự gen tính từ đầu 5’ đến 3’ chứa: một đoạn mở đầu ở đầu 5’, ít nhất 10 khung đọc mở (1a, 1b, và 2a, 2b, 3, 4, 5, 5a, 6, và 7) và một vùng không dịch mã ở đầu 3’. Khung đọc mở 1a và 1b nằm sau đoạn mở đầu ở đầu 5’ và mã hóa cho một protein sao chép, protein này có khả năng tự phân cắt thành ít nhất 13 protein không cấu trúc nhỏ, trong đó có enzyme RNA polymerase. Một nghiên cứu gần đây chỉ ra sự tồn tại của một protein liên khung (nsp2TF) hình thành từ sự dịch chuyển khung đọc tại vùng gene tương ứng với protein không cấu trúc 2. Khung đọc mở 2a, 2b và 3-7 lần lượt mã hóa cho các protein cấu trúc GP2a, GP2b (và cho cả protein E), GP3, GP4, M, và N.

Các protein này được trình diện ra từ một tổ hợp các RNA thông tin dưới gen (subgnenomic mRNA). GP5, được mã hóa bởi khung đọc mở số 5, là protein vỏ chính, độc lập hoặc kết hợp với protein M (trong dị phức hợp GP5-M) liên quan đến sự gắn đính của virus và xâm nhập vào tế bào đích. GP5 chứa quyết định kháng nguyên trung hòa chính của virus PRRS. Protein M, được mã hóa bởi khung đọc mở số 6, là một protein xuyên màng không glycoside, và protein N, được mã hóa bởi khung đọc mở số 7, là nucleocapsip protein.




Cấu trúc
Virus PRRS là dạng đa hình thái. Virion có dạng hình cầu hoặc tròn với kích thước giao động từ 50-65 nm, nhân rỗng chia lớp, đường kính 40 nm và bề mặt bên ngoài nhẵn với nhiều protein được gắn vào.
Gen được bao bọc xung quanh bởi nucleocapsid cấu thành bởi một chuỗi  phân lớp kép các protein homodomer được bó trong một hình cầu rỗng. Nhân nucleocapsid được bao quanh bởi một màng lipid, lớp vỏ bao quanh các protein cấu trúc được gắn chặt. Các protein chính hợp thành lớp vở lipid là GP5 và M, cùng nhau vây quanh ít nhất một nửa tổng số protein virus. GP5 và M hình thành nên một cầu nối 2 sulfur thông qua các phần còn lại trong cả hai protein. Các protein cấu trúc chính GP2, GP3, GP4 hình thành nên phức hợp chặt chẽ trong lớp vỏ lipid và ít nhất với virus PRRS týp 1 thì protein E cũng là một phần của phức hợp này. Protein ORF5a được khám phá gần đây được tin là protein cấu trúc thứ 8 của virus PRRS, nhưng sự định hướng của nó trong virion và sự tương tác với các protein cấu trúc khác vẫn cần được làm rõ.

Đa dạng di truyền của virus PRRS
Từ những nghiên cứu ban đầu 2 bộ gen khác nhau của virsu PRRSv đã được định danh, bao gồm genotype 1 (chủng Châu Âu); genotype 2 (chủng Bắc Mỹ). Mặc dù cấu trúc và hình thái của genotype 1 và genotype 2 là tương tự nhau, và xuất hiện gần như đồng thời ở cả 2 châu lục, nhưng chúng bộc lộ sự khác nhau về phân tử và đặc tính kháng nguyên rõ rệt. Những chủng virus đầu tiên (VR2332 và Lelystad(LV)) đóng góp khoảng 60% nucleotide đồng nhất ở cấp độ gen. Mỗi kiểu gen phân lập được có sự biến thiên tới 20 % trong chuỗi nucleotide là do kết quả của sự đột biến ngẫu nhiên (RNA không ổn định) và sự tái tổ hợp gen. Tỷ lệ đột biến với chủng virus PRRS kiểu gen 1 được tính toán là giữa 1.4x10-2 base thay thế cho một vị trí một năm (s/s/y) và 7.7±2.1x10-2 s/s/y. Tỷ lệ đột biến này khá giống với các virus khác có bản chất RNA. Sự biến thiên được phân bố một cách không đổi.

Do vậy, những vùng ORF1a mã hóa nsp1β và nsp2β của virus týp 1 là vùng có biến thiên mạnh nhất trong khi vùng mã hóa cho nsp9 là vùng có ít biến thiên nhất. Sự khác chủng xuất hiện tăng theo thời gian.
Độ tương đồng giữa những chủng virus phân lập trước đây và những chủng hiện tại chỉ ra sự khác biệt tăng khoảng chừng 0.5% mỗi năm.
Tuy nhiên, sự khác nhau của những chủng virus týp 1 lại không xuất hiện  theo thời gian một cách riêng rẽ. Những nghiên cứu khác chỉ ra rằng, các khu vực khác nhau có thể dẫn tới sự khác nhau lớn của các chủng thực địa phân lập được ở Châu Âu. Dựa trên những báo cáo về độ biến dị của các chủng  phân lập ở Đan Mạch và Italy, Forsberg và cộng sự đã đề xuất phân thành ba nhóm (giống Lelystad, giống Danish và giống Italian). Hơn nữa, Stadejek và cộng sự đã chỉ ra rằng có ít nhất 4 subtype tồn tại với cùng týp 1. Một sự phân chia rõ ràng về tính đa dạng của virus PRRS là dọc theo biên giới phía đông Phần Lan là các subtype 2,3 và 4 chỉ được tìm thấy ở hướng động của biên giới phía đông Phần Lan. Như trình bày trong biểu đồ 1, chỉ có subtype 1 lưu hành ở trung Âu, Tây Âu và trên toàn cầu.

Virus PRRS có tỷ lệ đột biến cao tương tự hoặc cao hơn các virus RNA khác. Từ khi xuất hiện, sự đa dạng của nó ở Châu Âu ngày càng tăng lên. Việc xuất nhập  những heo dương tính với PRRS ở các nước / các vùng địa lý khác nhau đã dẫn tới sự khác biệt ngày càng tăng của các chủng virus PRRS phân lập được tại Châu Âu.

Tìm hiểu thêm về virus PRRS tại: