科学家解码牛H5N1病毒向人类的危险跳跃

一头在牛栏里休息的奶牛。前景为 H5N1 病毒颗粒（黄色）的彩色透射电子显微照片。2024 年，H5N1 禽流感在家禽和美国奶牛中爆发。奶牛照片由 NIAID 提供；显微照片由 NIAID 重新定位和着色，由 CDC 提供。图片来源：NIAID 和 CDC

美国奶牛感染 H5N1 病毒的实验结果

利用在受感染的美国奶牛中流行的高致病性 H5N1 禽流感（HPAI H5N1）病毒进行的一系列实验发现，通过鼻内接种给小鼠和雪貂注射来自哺乳期奶牛的病毒会诱发严重疾病。受 H5N1 病毒感染的奶牛体内的病毒与禽（鸟）和人型细胞受体结合，但重要的是，这种病毒不会通过呼吸飞沫在雪貂间有效传播。

7 月 8 日发表在《自然》杂志上的研究结果表明，牛（奶牛）高致病性禽流感 H5N1 病毒可能不同于以往的高致病性禽流感 H5N1 病毒，这些病毒可能具有促进哺乳动物之间感染和传播的特征。不过，它们目前似乎还不能在动物或人之间进行有效的呼吸道传播。

2024 年 3 月，据报告美国奶牛中爆发了高致病性禽流感 H5N1 病毒疫情，疫情在牛群中蔓延，导致受影响农场中的一些猫受到致命感染，并波及家禽，据报告有四名奶制品工人受到感染。从受影响的牛群中分离出的高致病性禽流感 H5N1 病毒与 2021 年底以来在北美野生鸟类中流行的 H5N1 病毒密切相关。随着时间的推移，这些禽类病毒发生了基因变化，并在整个美洲大陆传播，导致野生鸟类和哺乳动物爆发疫情--有时死亡率很高，并疑似在物种内传播。

在麦丁-达比犬肾（MDCK）上皮细胞中生长的甲型 H5N1 禽流感病毒颗粒（黄色/红色）的彩色透射电子显微镜照片。由 CDC 进行显微镜观察；由 NIAID 重新定位和着色。来源：CDC 和 NIAID

研究方法和动物模型结果

为了更好地了解牛 H5N1 病毒的特性，威斯康星大学麦迪逊分校、日本静冈大学和东京大学以及德克萨斯农工大学兽医医学诊断实验室的研究人员进行了实验，以确定牛高致病性禽流感 H5N1 病毒在小鼠和雪貂体内复制和致病的能力。雪貂被认为是了解流感在人类中潜在传播模式的良好模型，因为它们表现出与人类相似的临床症状、免疫反应和呼吸道感染。

研究人员给小鼠鼻内注射了强度递增的牛高致病性 H5N1 流感剂量（每个剂量组 5 只小鼠），然后监测了 15 天动物的体重变化和存活率。所有接受较高剂量的小鼠均死于感染。一些接受较低剂量的小鼠存活了下来，而接受最低剂量的小鼠体重没有下降，也存活了下来。

比较研究和传输测试

研究人员还比较了牛高致病性禽流感 H5N1 病毒与越南 H5N1 病毒株（典型的人感染 H5N1 禽流感病毒）和甲型 H1N1 流感病毒对小鼠的影响。接受了牛高致病性禽流感 H5N1 病毒或越南禽流感 H5N1 病毒的小鼠，其呼吸道和非呼吸道器官（包括乳腺和肌肉组织）中的病毒含量较高，眼睛中也有零星检测到病毒。H1N1 病毒仅在动物的呼吸道组织中发现。

经鼻内感染牛高致病性禽流感 H5N1 病毒的雪貂体温升高，体重减轻。与小鼠一样，科学家在雪貂的上下呼吸道和其他器官中发现了大量病毒。但与小鼠不同的是，在雪貂的血液或肌肉组织中没有发现病毒。

作者写道："我们在小鼠和雪貂身上进行的致病性研究共同揭示，来自哺乳期奶牛的高致病性禽流感 H5N1 病毒经口腔摄入或呼吸道感染后可能诱发严重疾病，经口腔或呼吸道感染可导致病毒全身性扩散到非呼吸道组织，包括眼睛、乳腺、乳头和/或肌肉。"

为了测试牛 H5N1 病毒是否会通过呼吸飞沫（如咳嗽和打喷嚏时喷出的飞沫）在哺乳动物之间传播，研究人员用牛高致病性禽流感 H5N1 病毒或已知可通过呼吸飞沫有效传播的甲型 H1N1 流感病毒感染了几组雪貂（每组四只）。一天后，未感染的雪貂被关在受感染动物旁边的笼子里。感染任何一种流感病毒的雪貂都会出现临床症状，而且在多日收集的鼻拭子中病毒含量很高。然而，只有接触过 H1N1 感染组的雪貂才会出现临床疾病症状，这表明奶牛流感病毒在雪貂体内无法通过呼吸飞沫有效传播。

通常情况下，禽类和人类甲型流感病毒不会附着在细胞表面的相同受体上引发感染。然而，研究人员发现，牛高致病性禽流感 H5N1 病毒能同时与这两种病毒结合，这就使病毒有可能与人类上呼吸道的细胞结合。

作者说："总之，我们的研究表明，牛 H5N1 病毒可能不同于以前流行的高致病性禽流感 H5N1 病毒，它具有人类/兽类受体结合的双重特异性，在雪貂间的呼吸飞沫传播有限。"

编译自/ScitechDaily