最近发表在《Emerging Infectious Diseases》杂志上的一项研究,在美国得克萨斯州的一个奶牛场检查牛流感感染情况。
研究背景
自2.3.4.4b进化支禽源甲型流感/牛/德州/56283/2024 (H5N1)病毒于2021年底抵达美国北部地区以来,在包括人类在内的多种哺乳动物中发生了几起外溢事件。尽管如此,病毒株并没有对奶牛造成伤害。牛对甲型流感病毒(IAV)、乙型流感病毒和丙型流感病毒感染有抵抗力;然而,他们很容易受到 D型流感病毒的感染。假定 D型流感病毒在奶牛之间通过直接接触或通过呼吸道短距离的气溶胶传播,并且潜在的 D型流感病毒对人类的溢出性令人担忧。然而,兽医已经调查了与牲畜呼吸道动物流行病相关的不同病原体。
关于该项研究
在本研究中,研究人员利用 2024 年 3 月至 4 月期间的各种病原体鉴定方法,研究了德克萨斯州一家农场的奶牛样本。
研究人员进行了分子筛选,以确定牛疾病的病因。在少数情况下,他们对牛拭子生物标本进行了细胞培养实验和下一代测序(NGS)。它们针对 6 组病毒: 冠状病毒、腺病毒、流感病毒、肠病毒、肺炎病毒和副粘病毒。
3 月 21 日,奶牛场护理小组从 14 头出现疾病征状的奶牛和 6 头没有征象的奶牛中收集了鼻拭子生物样本,并将其装进合适的容器中。牛出现嗜睡、食欲下降、呼吸道分泌物增加、体温升高(高达 40.6 ℃或 105°F)、排便异常和产奶量减少等症状。没有死猫,鸟,或其他死亡的野生动物。在采集标本时,牛疾病呈现下降趋势。
研究人员分析了样本,并于次日填写了调查问卷。3 月 28 日,他们要求补充更多的乳制品标本,以确定病原体是否为肠道病原体。4 月 1 日,他们从另外 10 头有症状的奶牛身上获得了直肠和鼻腔拭子;两天后,研究人员收到了它们。
研究人员从 30 头奶牛中获得 40 个标本,其中 24 头患病,6 头健康。抽样牛的年龄范围为 2.3 至7.10 岁。从 3 月 6 日起,农场工作人员观察到牛的患病情况。在 3 月 10 日至 12 日期间,超过 4.8% 的奶牛出现流感样的临床症状并住院治疗。
一些工人也出现了类似流感的迹象,在 3 月 4 日至 6 日期间无法工作。然而,工人中没有住院、结膜炎或严重疾病。一名产科护理人员因出现类似流感的迹象而接受当地护理,两个挤奶工人也出现了流感样的症状,并留在家里。研究人员利用全球共享所有流感数据倡议(GISAID)和基因库数据以及 8 个病毒基因片段,进行了系统发育分析,以比较相关的病毒感染。
研究结果
多个牛拭子显示 H5 IAV 感染的分子结果。最初的 20 个牛样本中均未发现有冠状病毒、腺病毒、流感病毒或肠病毒。在这些标本中,3头奶牛(1 头病牛和 2 头健康奶牛)表现出肺炎病毒科或副粘病毒科病毒感染的分子特征。
在 Vero E6、MDKK 和 MDBK 的多个样本中也显示出 H5 原子病毒感染的分子表现。分子哈裂区分析表明病毒致病性高。下一代测序(NGS)支持了这一结果;从牛的鼻腔中获得的一个细胞细胞标本提供了完整的(H5N1)基因组,确认为 2.3.4.4.4 基因组中的 HPAI。
系统遗传学分析表明,该病毒的八个遗传片段类似于德克萨斯州的 13 个流行性动物感染的病毒。与相关的病毒病原体相比,H5N1 菌株具有多种新的突变。通过提高聚合酶活性,pb2-m631l 突变增强了 H5N1 病毒在人类中的增殖能力。NGS 研究结果表明,感染牛鼻签的牛被检测出感染了肺炎病毒科或副病毒科,其中含有牛病毒性腹泻病毒(Bvdv),这是一种可能的病因。
研究结论
该研究确定,H5N1 2.3.4.4b 病毒是德克萨斯州牛疫情的病原体。动物模型中的致病性调查可以提高我们对这种病毒的理解。研究人员在没有其他病毒共同感染的有症状奶牛中检测到 H5N1。鼻签中的 HPAI H5N1感染率高于直肠棉签,表明奶牛中的 H5N1 病毒通过呼吸道传播。
NGS 结果显示,在一头生病的奶牛和两头健康的奶牛的鼻拭子中存在 Bvdvs。Bvdvs 经常引起养牛场引起轻微的呼吸道感染;因此,他们的存在可能无法解释奶牛的疾病。在一头奶牛的鼻腔样本中发现的 H5N1 基因组与牛、牲畜工人和已故鸟类的菌株相似,这表明德克萨斯州出现了多物种流行病。需要进一步研究,以确定传播途径,需要跨学科协作和“One Health”健康战略。
期刊参考
Oguzie JU, Marushchak LV, Shittu I, Lednicky JA, Miller AL, Hao H, et al. Avian influenza A (H5N1) virus among dairy cattle, Texas, USA. Emerg Infect Dis. 2024 Jul, DOI: 10.3201/eid3007.240717, https://wwwnc.cdc.gov/eid/article/30/7/24-0717_article
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