科学家揭示了乳腺在甲型流感感染中的隐藏作用,凸显了迫切需要有针对性的疫苗来保护牛、牛奶安全和公共卫生。
在最近发表在《NPJ Vaccines》杂志上的一项综述中,法国的研究人员探索了甲型流感病毒(IAV)感染对奶牛的影响。他们专门研究了病毒的生物学特性,病毒与哺乳动物宿主的相互作用,以及牛乳腺在病毒复制中的意外作用。这篇综述强调了针对乳腺的疫苗在控制感染和预防牛奶相关传播方面的潜力。
甲型流感病毒
甲型流感病毒是一种高度传染性病原体,可感染多种鸟类和哺乳动物。候鸟是其天然宿主,促进全球传播和在家畜和人类中零星暴发。病毒的分段基因组使其能够重新组合等位基因,从而产生能够跨越物种障碍的新变体。在哺乳动物中,禽流感病毒感染通常是由源自禽类的毒株的外溢造成的,这些毒株有时会适应新的宿主,从而导致流行病或大流行。
由于禽型受体的低表达,牛历来被认为对感染具有抵抗力,但最近在奶牛中爆发的高致病性禽流感(HPAI)对这一假设提出了挑战。这些暴发不仅揭示了病毒在牛乳腺中的复制,而且还揭示了其在牛与人之间传播的可能性,在农场工人中有记录的病例。这使得必须了解 IAV 在牛中的行为,并强调需要有针对性的疫苗来减轻这些风险。
牛的甲型流感感染
这篇综述报告了最近的研究,这些研究发现,iav依赖唾液酸受体进入细胞,并且由于牛的呼吸道和乳腺中存在鸟类和哺乳动物类型的受体,已经证明了感染牛组织的能力。这种双受体兼容性使 IAV 能够跨物种传播,这是病毒适应性的一个重要因素。
此外,奶牛的实验感染表明,IAV 可以在乳腺中复制,病毒可能通过鼻内和乳腺内途径进入。尸检分析证实了病毒在乳腺上皮细胞中的复制,并且在乳汁中检测到病毒滴度,强调了乳腺作为储存库和传播媒介的作用。
此外,进行细胞因子谱分析和受体表达分析的研究表明,乳腺通过模式识别受体激活先天免疫,如toll样受体(TLRs)和视黄酸诱导基因-i(RIG-I)。然而,乳腺独特的免疫环境提出了挑战,如低水平的 IgA 和不足的天然抗体活性,限制了免疫防御机制。
这组科学家指出,牛中 H5N1 感染的出现,特别是 2.3.4.4b 分支的出现,标志着禽流感研究的一个重大进展。这种菌株以其适应哺乳动物宿主的能力而闻名,并引起乳腺炎样症状。此外,该菌株在牛体内的系统性传播引发了对人畜共患病风险和病毒传播的诸多担忧。特别令人关注的是与牛奶相关传播有关的记录在案的人间病例,突出了农场工人的职业风险。该综述强调了开发有针对性的疫苗和管理战略以控制禽流感病毒在牛体内复制和减轻潜在公共卫生风险的重要性。
疫苗接种战略
研究人员讨论了在疫苗接种试验中探索的各种策略,包括鼻内、皮下和乳内给药。虽然乳腺内疫苗接种已显示出增强局部免疫的希望,但由于乳腺独特的免疫特性,它面临着局限性。
最近的研究结果还表明,牛的流感疫苗必须克服诸如牛乳中免疫球蛋白水平低等挑战,这限制了免疫反应。免疫球蛋白 G1(IgG)在牛奶中占主导地位,但不能增强中性粒细胞的活性,这需要创新的方法,如佐剂增强疫苗来增强局部和全身免疫。
此外,现有的人类和动物流感疫苗主要依赖于灭活病毒或减毒活病毒。这些靶向体液免疫,诱导 IgG 反应并限制病毒传播。然而,抗原漂移需要频繁的重新配方,降低了它们对新菌株的可靠性。
这篇综述表明,有效的牛疫苗可能需要在乳腺中引起强烈的粘膜和细胞免疫反应,以防止病毒复制和乳汁传播。例如,通过乳内免疫在乳腺组织中建立常驻记忆t细胞可以提供部位特异性防御。然而,这种方法需要仔细平衡功效和牛奶产量问题。
研究结论
总的来说,该综述为奶牛 IAV 感染的生物学提供了重要的见解,特别是乳腺在病毒复制和牛奶相关传播中的作用。它还强调了乳腺内疫苗接种战略在控制感染方面的潜力,但承认在实现有效免疫方面存在重大挑战。鉴于禽流感病毒感染牛的人畜共患可能性,这些发现强调了制定整合病毒学、免疫学和公共卫生专业知识的“同一个健康”解决方案的紧迫性。
期刊参考
Martins, R. P., Marc, D., Germon, P., Trapp, S., & Caballero-Posadas, I. (2025). Influenza A virus in dairy cattle: infection biology and potential mammary gland-targeted vaccines. Npj Vaccines, 10(1), 8. DOI:10.1038/s41541025010637, https://www.nature.com/articles/s41541-025-01063-7
延展阅读
牛H5N1流感显示出通过关键突变使人类适应的潜力
H5N1禽流感蔓延到马身上,引发了对新病毒菌株的担忧