A、N.Vlasova，Q.Wang，K.Jung，S.N.Langel，YashpalSinghMalik和L.J.Saif

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摘要：猪传染性胃肠炎病毒（TGEV）、猪流行性腹泻病毒（PEDV）和猪丁型冠状病毒（PDCoV）是猪的肠道病原性冠状病毒（CoVs）。在年鉴定TGEV，PEDV（）和PDCoV（）被认为是新兴的猪冠状病毒。年在比利时猪中发现了一株与仔猪呼吸道感染相关的猪传染性胃肠炎病毒（TGEV）突变体，命名为猪呼吸道冠状病毒（PRCV）。PRCV被认为是非致病性的，因为感染是非常轻微或亚临床的。自PRCV出现和迅速传播以来，大多数猪对PRCV和TGEV都具有免疫力，这大大降低了TGEV的临床和经济意义。相比之下，PDCoV和PEDV目前正在扩大其地理分布，有报道称TGEV-PEDV重组体的循环导致一种临床上无法与亲本病毒相关联的疾病。TGEV、PEDV和PDCoV可引起猪急性胃肠炎（新生仔猪最为严重），其临床症状和发病机制相匹配。感染的肠上皮细胞坏死导致绒毛萎缩和吸收不良性腹泻。大量腹泻和呕吐会导致脱水，从而导致仔猪死亡。自然感染后的强烈免疫反应可防止随后的同源攻击；然而，这些病毒却没有交叉保护。采用先进的生物安全措施和有效的疫苗控制和预防这些猪相关冠状病毒引起的疾病的发生。重组和毒力返强是与一般高效减毒疫苗相关的风险，需要进一步研究替代疫苗以确保其在该领域的安全应用。

关键词：猪冠状病毒·传染性胃肠炎病毒·猪流行性腹泻病毒·猪丁型冠状病毒·肠道病原体·猪呼吸道冠状病毒·病理学·检测·疫苗

所有已知的猪冠状病毒（COV）都属于冠状病毒亚科的α、β和δ冠状病毒属（图1）。胃肠道、呼吸系统、外周神经和中枢神经系统的影响通常可见。共发现5种猪冠状病毒：（1）年首次定义的传染性胃肠炎病毒（TGEV）；（2）年分离的猪呼吸道冠状病毒（PRCV），TGEV的突变体，年分离；（3）年分离的猪流行性腹泻病毒（PEDV）；（4）年分离的猪血凝性脑脊髓炎病毒（PHEV）；（5）年描述的PDCoV（猪deltacoronavirus）。前两种病毒，TGEV和PRCV，与猫和狗冠状病毒密切相关的属于α冠状病毒，PEDV和人冠状病毒（E和NL63）在α冠状病毒属中形成不同分支。PHEV和PDCoV分别隶属于β冠状病毒属和δ冠状病毒属。PDCoV与亚洲豹猫和中国雪貂獾的δ冠状病毒有密切关系（Ma等，年）。PRCV主要诱发猪的亚临床感染，而肠道致病性猪α冠状病毒（TGEV、PEDV、SeCoV、猪肠道α冠状病毒）和PDCoV则与不同严重程度的肠道疾病有关，其严重程度取决于动物年龄和免疫状态。每种猪冠状病毒都只有一种血清型。

图1猪冠状病毒α、β和δ冠状病毒属的系统发育树。闭合的圆圈表示潜在的非猪冠状病毒祖先。

据报道，TGEV和PEDV在欧亚大陆和美国共同传播，最近在欧洲发现并描述了一种致病性重组TGEV/PEDV变种（猪肠道冠状病毒，SeCoV）（Akimkin等人，年；Belsham等人，年；Boniotti等人，年）。在TGEV主干上含有PEDVS蛋白的SeCoV临床上导致的疾病和TGEV和PEDV导致的类似（表1）。此外，年在中国南部发现了一种与哺乳仔猪严重腹泻病相关的新型bat-HKU2样猪冠状病毒[猪肠道α冠状病毒（PEAV），GDS04株]（Gong等人，年）（表1）。然而，其流行率和对猪宿主的适应状况尚不清楚。

目前，PHEV是唯一一种猪β冠状病毒，在世界范围内流行（Li等人，年）。在缺乏母源抗体的新生仔猪（通常是从无感染的猪群购买的）中，PHEV引起脑脊髓炎或以呕吐和消瘦为特征的疾病。一般来说，母源免疫VV保护吃初乳仔猪长达15周，而在3-4周龄的猪和成年猪中，感染主要主要呈现亚临床的。因此，很少有人认为它具有经济重要性。然而，最近一份关于美国成年展览猪出现不常见的呼吸道（流感样）症状和PHEV发病率增加的报告（Lorbach等人，年）可能表明潜在的倾向性转变，可能导致其流行病学发生重大变化。为了明确这一复杂的流行病学位置，需要持续监测和发展最先进的快速可靠的工具和技术，以确认和提供明确的鉴别诊断（Kim等人，年；Masuda等人，年）。

冠状病毒为有包膜的多形病毒，直径60-纳米。猪冠状病毒游离的单链，聚腺苷，大基因组RNA（25-30kDa）的正链极性核酸是具有传染性的。基因组图谱、复制策略以及蛋白质表达与其他人和动物冠状病毒相匹配（Enjuanes和VanderZeijst，；Gonzalez等人，年；Laude等人，年）。大多数猪冠状病毒有四种基本的结构蛋白：一种大的表面糖蛋白（S，形成被定义为冠状病毒的纤突冠状蛋白）；一种小的膜蛋白（E）；一种完整的膜糖蛋白（M）；和一种核衣壳蛋白（N）。然而，PHEV含有一种血凝素酯酶（HE）蛋白，形成第二层较短的表面穗状花序（deGroot等人，年）。TGEV、PEDV和PDCoV还转录由开放阅读框（ORF）3（TGEV和PEDV）、ORF6（PDCoV）和ORF7（TGEV和PDCoV）编码的1-2个辅助蛋白。其全基因组组织为5′UTR-ORF1ab、S、ORF3、E、M、ORF6、N和ORF7-3′UTR。

TGEV和PRCV的核苷酸和氨基酸序列的整体相似性为96-98%，表明PRCV是由TGEV进化而来的。PRCV基因组的两个特征可能解释了其组织取向的改变，包括暴发S基因N-末端缺失（-nt）导致S蛋白大小减少和ORF3的可变序列改变（Ballesteros等人，年；Sanchez等人，年）。

虽然没有证据表明存在不同的PEDV血清型（Lin等人，a），从遗传学上讲，PEDV株分为两类：（1）经典株（来自欧亚大陆的与原型CV株基因相似的株）和（2）新兴的PEDV株（Lin等人，年；Vlasova等人，年）。所有经典的PEDV毒株都含有spike基因（SINDEL）中的插入和缺失，而这些插入和缺失在大多数高致病性的新兴PEDV毒株中并不存在（Vlasova等人，年）。因此，这些最初于年在中国出现并传播到美国、欧洲和其他亚洲地区的高毒力毒株被称为新兴的非SINDEL-PEDV毒株。这两大类PEDV之间的重组体在其S基因中含有一组与经典毒株相同的缺失插入。它们被称为SINDEL株，在亚洲、欧洲和美国流通。此外，一些报道描述了在S蛋白的N-末端结构域（NTD）中有大量缺失（-AA）并被指定为SNTDdel型PEDV的其他不常见的PEDV变体（Diep等人，年；Oka等人，年；Suzuki等人，年）。不同于从肠道TGEV到呼吸性PRCV的组织嗜性改变，这些（SINDEL和S1NTF已被报道为缺失毒株）PEDV毒株保持其肠道偏好，但具有较低的毒力（Suzuki等人，年；Hou等人，年）。

猪肠道冠状病毒（TGEV、PEDV和PDCoV）具有高度的传染性，与腹泻和呕吐等严重疾病有关，并增加了仔猪的死亡率（通常为%）。它们可在养猪国引起零星暴发（地方性）或大规模流行病（图2）。到目前为止，在不同的地理区域，还没有针对任何猪肠道冠状病毒的特殊治疗方法。在本章中，我们回顾了家猪和野猪中继续进化的冠状病毒引起的疾病，以及另一个可能的宿主（鸟类或蝙蝠物种）或包括食肉动物在内的第二宿主，或通过种间传播、重组和产生缺失逃逸变体。我们还回顾了PRCV已失去其肠道倾向性，但能够诱导对TGEV的保护性免疫反应，从而改变其全球流行病学。

图2猪肠道冠状病毒的不同进化阶段

感染后24小时内，空肠和回肠成熟肠细胞广泛坏死，导致酶活性（碱性磷酸酶、乳糖酶等）降低，消化紊乱，细胞电解质（包括钠）平衡紊乱。这些变化主要导致肠腔积液，急性吸收不良性腹泻（Moon，）。仔猪血管外蛋白的丢失和大量脱水可能是致命的（Butler等人，年）。后者还可导致代谢性酸中毒和高钾血症，导致心功能异常。

TGE的大体病变仅限于胃肠道。胃和小肠的扩张被凝乳填满，有时还可见瘀点出血（Hooper和Haelterman，a）。小肠壁薄而透明。空肠绒毛萎缩和回肠绒毛萎缩是TGE的主要病变，新生猪比3周龄仔猪更为明显（Moon；Hooper和Haeltman，b）。TGEV感染的严重性增加导致小于2周龄的仔猪死亡率较高（通常为%），而年龄较大的仔猪死亡率降低（表1）。尽管任何年龄的猪都易感染TGEV，但TGEV血清阳性组和5周龄以上猪的死亡率通常较低。表现出对临床疾病的年龄依赖性易感性的机制包括新生猪绒毛上皮细胞与从隐窝迁移的新分化肠细胞的缓慢替代（Moon，）。这些病变与PEDV/PDCoV病变相似（Debouck等人，年；Jung等人，a），但比轮状病毒（RV）引起的病变更严重（Bohl等人，年）。地方性畜群猪的病理观察和绒毛萎缩程度异常多变（Pritchard，）。

肺（肺泡巨噬细胞）和乳腺组织被认为是TGEV复制的肠外部位（Kemeny等人，年）。迄今为止的报告显示，由猪的口鼻感染TGEV引起的肺炎（Underdahl等人，年），乳腺感染的临床意义不明确。然而，猪传染性胃肠炎病毒感染母猪中常出现无乳症，猪传染性胃肠炎病毒在猪群中传播迅速。

PRCV

PRCV在猪1型和2型肺细胞中有效复制，见于鼻腔、气管、支气管和细支气管、肺泡的上皮细胞，有时也见于肺泡巨噬细胞（Atanasova等，年；Pensaert等人，年；O’Toole等人，年）。可见于血液和气管支气管淋巴结。实验感染后，鼻腔PRCV排毒通常持续4-6天。随着病毒中和（VN）抗体滴度的增加，肺部病变和临床症状随之消退（Atanasova等人，年）。尽管PRCV有时在肠上皮细胞中发现，但它不能有效地扩散到邻近的上皮细胞（Cox等，年），粪便排毒率低或无法检测到。

PRCV主要引起上下呼吸道疾病。病变似乎包括肺和支气管间质性肺炎，伴有规则的支气管周围和血管周围淋巴组织细胞性手铐（Atanasova等人，年；Cox等人，年；Halbur等人，年；Jung等人，年）。PRCV诱导的支气管间质性肺炎导致：（1）巨噬细胞和淋巴细胞浸润导致肺泡间隔增厚；（2）2型肺泡母细胞增生肥大；（3）气道上皮坏死导致肺泡和细支气管管腔细胞碎片和炎性白细胞聚集；（4）细支气管周围或血管周围淋巴组织细胞炎症。

感染后22-36小时临床症状明显，与病毒复制高峰相匹配（表1）。PEDV的临床表现（水样吸收不良性腹泻、呕吐、抑郁和厌食）和病理损害在临床上与TGEV无明显区别（Debouck等人，年；Coussement等人，年）。

仔猪发病率接近%，母猪发病率不一。1周以下的新生仔猪常因严重脱水而死亡，死亡率高达50-%，而年龄较大的猪死亡率较低，在一周内就会恢复。在母猪中，腹泻的严重程度是固定的，通常只表现为抑郁和厌食。同样，肥育猪可能会出现水样粪便，并在一周内变得厌食和抑郁。与TGEV一样，与断奶仔猪相比，受PEDV感染的仔猪肠道细胞周转缓慢和先天免疫系统发育不成熟可能会增加更极端的临床症状、更高的死亡率和更慢的恢复速度（Jung等人，a；Moon等人，年；Annamalai等人，年）。

每次暴发一般持续约3-4周；然而，在大型养殖场，在后备/母猪中有多个分离的单位和不同水平的母源免疫，暴发时间可能更长。妊娠母猪暴露于PEDV后，可提供足够的母源性免疫保护仔猪，PED的暴发也随之停止。急性暴发后，腹泻可能持续存在，并在断奶仔猪中反复出现，类似于地方性TGE形式（Martelli等人，年）。

在自然和实验感染的仔猪中，典型的PEDV、新出现的非S-INDEL和S-INDEL-PEDV株的损伤程度和病毒复制水平各不相同仔猪（Jung等人，年a；Coussement等人，年；KimandChae年；Pospischil等人，年；Sueyoshi等人，年；Lin等人，b；Madson等人，年）。病变仍然局限于小肠，小肠肿胀，充满了水状的淡黄色液体。镜下可见小肠肠上皮细胞主要在近端绒毛上合胞、空泡化和排毒。与TGEV相似，PEDV感染导致肠上皮细胞变性，降低绒毛高度与隐窝深度（VH：CD）比值和酶活性。尽管在结肠上皮细胞中检测到PEDV抗原，但未观察到相关的组织病理学变化（Debouck等人，年）。

病毒RNA已在PEDV感染期间被处死的猪的血清和不同组织（包括肺、脾、肝和肌肉）中得到证实（Suzuki等人，年；Jung等人，年、年a；Lohse等人，年；Chen等人，a；ParkandShin），血清中的RNA滴度高达7-8log10GE/mL，与粪便中的RNA滴度峰值（11-12log10GE/mL）一致（Jung等人，年a）。此外，在由新出现的PEDV毒株引起的流行期间，在40.8%（20/49）的母猪乳汁样本中鉴定出PEDVRNA（Sun等人，年）。

仔猪和老年猪PDCoV感染后1-3天内观察临床症状。尽管临床症状相似（表1），但与PEDV和TGEV感染相比，它们不太明显（Chen等人，年；Hu等人，年；Jung等人，b；Ma等人，年）。它们包括由于吸收性肠细胞大量丧失而引起的吸收不良引起的急性水样腹泻。其他症状可能包括呕吐、脱水、体重减轻、嗜睡和死亡。感染结肠上皮细胞的空泡化可能抑制水和电解质的再吸收。血清阴性猪在任何年龄均易感染PDCoV，发病率高，仔猪可达%。对年美国、中国和泰国的立案病例的评估表明，PDCoV感染与仔猪高达40-80%的死亡率相关（Anon，）。当怀孕母猪产生足以保护其后代的母源免疫时，对繁殖场所的感染仍然是自我限制的，并停止。

严重的病变包括肠壁变薄和透明（空肠到结肠），其中含有大量黄色液体和气体。胃部常因乳汁乳汁凝结而肿胀。

PDCoV在大肠和小肠上皮细胞中复制。病变与TGEV和PEDV感染相似，但较轻（Chen等人，年；Hu等人，年；Jung等人，b；Ma等人，年）。组织学表现为强烈、多灶至弥漫性、轻度至极度萎缩性空肠和回肠肠炎，在某些情况下伴有轻度的盲肠和结肠上皮细胞空泡化（Jung等人，年b）。在急性感染中，PDCoV抗原存在于空肠中部至回肠的绒毛上皮中，而在十二指肠和盲肠/结肠中则存在程度较轻的绒毛上皮（Jung等人，a年）。PDCoV抗原也可能存在于肠固有层、派尔氏结和肠系膜淋巴结的免疫细胞中（Hu等，年）。固有层可见炎性细胞（巨噬细胞、淋巴细胞和中性粒细胞）浸润。PDCoV感染的肠细胞急性坏死（Jung等人，a）导致空肠和回肠出现明显的绒毛萎缩，但十二指肠或大肠没有，这与十二指肠、盲肠或结肠上皮细胞的PDCoV抗原阳性较少一致（Chen等人，年；Jung等人，年b）。观察到血清中PDCoV-RNA滴度低的急性期病毒血症（Chen等人，年；Hu等人，年）。猪从临床疾病中恢复后，在肠道淋巴组织中发现大量PDCoV抗原（Hu等人，年）。此外，在多个器官中可检测到少量或中等数量的PDCoVRNA，但没检测到抗原，如病毒血症（Chen等人，年；Ma等人，年；Jung等人，年b）。粪便中PDCoV排毒水平的降低（与PEDV和TGEV相比）可能表明其对猪的不完全适应，并可能导致其在猪群中的传播速度减慢和哺乳仔猪的死亡率降低（Jung等人，年b）。

TGEV于年在美国首次从仔猪高死亡率的急性腹泻暴发中发现（Doyle和Hutchings，）。从那时起，在几个实行集约化养猪制度的养猪国或地区，包括欧洲、亚洲（日本、韩国、马来西亚和中国台湾）、美洲（北、中、南）和非洲（加纳扎伊尔）都报告了这种疾病。尽管疫苗的广泛应用，TGEV感染是20世纪60-80年代美国和全球仔猪肠道疾病和死亡率的主要原因。TGEV缺失突变株PRCV的存在和广泛流行缩小了TGE的临床影响（Laude等人，年；Pensaert等人，年、年；BrownandCartwright年；Pensaert年；Yaeger等人，年）。目前，在北美、欧洲和亚洲，猪传染性胃肠炎病毒（TGEV/PRCV）血清阴性群中，仔猪因TGEV而出现大量腹泻的零星暴发尚待证实。然而，可能需要仔细区分TGEV和新兴的TGEV/PEDV重组子。

TGE有两种明显的流行病学形式：流行性和地方性。流行性TGE在血清阴性群体中表现突出。进入后，疾病迅速传播到任何年龄的猪，特别是在冬季，受影响的动物出现食欲不振、呕吐或腹泻。仔猪表现出显著的临床症状，并迅速脱水。泌乳母猪通常表现出厌食和无乳，产奶量减少，这进一步增加了仔猪死亡率。

地方性TGE表明病毒和疾病在一个群体中的持续存在，这个群体是由易感猪的不断涌入而延续的。它是原发性暴发的典型后遗症，常发生在有规律产仔的血清阳性动物身上（Stepanek等人，年），增加群体或混合易感猪群。在地方病群中，TGEV在成年猪中传播缓慢（Pritchard）。母猪大多具有时间抗性和无症状性，并将向其后代转移不同程度的被动母源性免疫。在这些组中，从约6天到断奶后2周。

PRCV通过粪便中的有限或无排毒感染呼吸道（Pensaert）。年首次从比利时分离出PRCV（Pensaert等人，年）。在美国，在没有TGEV感染或疫苗接种史的猪群中检测到PRCV（Hill等人，年；Wesley等人，年）。PRCV感染猪产生的抗体中和TGEV。

自第一份报告以来，该病毒在欧洲迅速传播（劳德等人，年；Brown和Cartwright，年；Have，年；vanNieuwstadt等人，年）并在世界范围内获得流行状态，包括进入无TGEV国家（Laude等人，年；Pensaert年；Pensaert等人，年）。年美国爱荷华州的一项血清学调查表明，来自不同畜群的临床健康猪的PRCV血清呈阳性（Wesley等人，年）。

从年到年代末，欧洲发生了几次致死性很强的猪流行病，而经典的PEDV株是其病因，但年以后的报道非常罕见。在意大利，年和年发生了一场涉及63个畜群的猪流行病，发现所有年龄段的猪都受到了影响，但死亡率主要限于哺乳仔猪（Martelli等人，年）。由于该病的临床重要性较低，直到年欧洲出现新的PEDV变异体，才进行监测研究。值得注意的是，欧洲猪群中经典PEDV的历史流行率是未知的。年，一种新出现的非SINDEL毒株导致乌克兰暴发疫情；而欧洲国家（德国、比利时、法国、荷兰和斯洛文尼亚）的疫情则被证实为SINDEL毒株（Lin等人，年）。

70年代末，中国最初报告了与经典PEDV株相关的感染。自那时起，PED在猪场中传播，并成为病毒性腹泻的主要原因，尽管使用了疫苗（针对原型PEDV株CV）（Wang等人，a；Xuan等人，年）。在日本，PEDV是年首次发现（高桥等人，年），年代期间，仔猪疫情持续，死亡率在30%至%之间（Sueyoshi等人，年；Kuwahara等人，年）。PEDV于年在韩国首次得到确认（Kweon等人，年），并且在90年代诊断的哺乳仔猪肠道病毒感染中占50%以上（Chae等人，年；Hwang等人，年）。在印度，份来自猪（2-6个月大）的血清样本中，21.2%的人被证实为PEDV抗体阳性（Barman等人，年）。在泰国，年至年间，在八个省发生了PED（Puranaveja等人，年）影响所有年龄猪，但新生仔猪死亡率达到%。

年10月，中国发生了一系列大规模的PEDV疫情，造成了巨大的经济损失（Sun等人，年、年）。这些暴发是由新出现的极强的非SINDEL毒株引起的，新生仔猪的死亡率达到50-%（Wang等人，年b）。随后，中国也发现了新的SINDEL毒株（Wang等人，b），证明经典和新兴（非S-INDEL和S-INDEL-PEDV）毒株在中国共同流通。

年，新兴的PEDV毒株开始向中国以外的其他国家传播。在同一时期，美国猪场开始暴发由高致病性非SINDEL-PEDV株引起的疫情（Stevenson等人，年），随后在年1月暴发了与较温和的S-INDELPEDV毒株相关的疫情（Wang等人，年a）。然而，早在年6月采集的猪样本中就发现了SINDEL毒株（Vlasova等人，年）。-年，PEDV导致美国近10%的猪存栏量（万头猪）和相关利润损失。据报道，到年，PEDV已经传播到39个美国州和波多黎各（