A Red and White Holstein is led into the judging area during the World Dairy Expo in Madison, Wisconsin.

奶牛似乎在感染H5N1流感病毒株后幸存下来,该病毒株已经杀死了数百万只野生鸟类。图片来源:Ben Brewer/路透社

对美国巴氏杀菌牛奶充斥着H5N1禽流感病毒的担忧已经结束。但是没有迹象表明奶牛的爆发已经结束,科学家们越来越担心牛将成为这种适应性强的病毒的永久宿主 – 使其有更多机会变异并跳到人类身上。

新数据显示,该病毒可以在牛和鸟之间来回跳跃,这一特征可能使其传播到广泛的地理区域。尽管该病毒会杀死许多类型的哺乳动物,但大多数受感染的奶牛不会出现严重症状或死亡1,这意味着没有人知道动物是否被感染而不进行测试。此外,一头奶牛可以携带多种类型的流感病毒,随着时间的推移,这些病毒可以交换遗传物质,产生一种更容易感染人类的毒株。

“最终,基因片段和突变的错误组合不可避免地会出现,”图森亚利桑那大学的进化生物学家迈克尔·沃罗比(Michael Worobey)说。“无论我们有什么机会将其扼杀在萌芽状态,我们都因检测速度非常慢而失去了机会。

病毒扩散

H5N1并不是一种新病毒,自1990年代以来,各种形式的H5N1病毒一直在传播。 1996年首次发现的一种特别致命的变种已经杀死了数百万只鸟类,并在许多哺乳动物物种中被发现,包括海豹水貂。但直到现在,奶牛还不是该病毒的已知宿主之一。

美国官员于3月25日首次宣布,在牛群中发现了H5N1病毒,截至5月7日,来自9个州36个牛群的奶牛检测呈阳性。但这种病毒的日益普及让科学家们感到不安。

“每当它获得新的哺乳动物宿主物种时,就像奶牛一样,人类传播的风险就会增加,人类免疫力也会降低,”马萨诸塞州波士顿大学的环境流行病学家杰西卡·莱布勒(Jessica Leibler)说。

牛的突破

基因组数据开始揭示牛爆发的起源。在 5 月 1 日的预印本中2美国农业部的科学家在bioRxiv上发布了该病毒基因组,分析了从奶牛身上采集的200多个病毒基因组,发现该病毒在2023年底从野生鸟类跳到了牛身上。这一结果证实了Worobey和其他人在5月3日 virological.org 论坛上发布的分析结果(这两篇文章都尚未经过同行评审)。

 

加拿大萨斯卡通萨斯喀彻温大学的病毒学家安吉拉·拉斯穆森(Angela Rasmussen)说,由于感染H5N1的奶牛通常不会死于流感,因此它们是病毒可以与其他病毒交换遗传物质的“有效混合容器”。更糟糕的是,目前的毒株似乎同样很好地感染了几个物种。“如果你有一种病毒在牛、人类和鸟类之间来回跳房子,那么这种病毒就会有选择性的压力,在所有这些物种中有效生长,”她说。

拉斯穆森说,受感染的动物数量越多,病毒获得有用突变的机会就越大,例如在上呼吸道生长的能力,这可能使其在人与人之间更容易传播。

危险宿主

Worobey说,从人类的角度来看,奶牛可能是流感最糟糕的动物宿主之一,因为它们的数量之多以及人类与它们互动的程度。扑杀家禽已经遏制了以前的禽流感爆发,但拉斯穆森说,这对牛来说不是一个可行的选择。这些动物太有价值了,而且与鸟类不同,它们似乎不会死于感染。

H5N1甚至可能在奶牛中流行,德克萨斯大学加尔维斯顿医学分校的传染病流行病学家Gregory Gray说。在世界某些地区,与H5N1有关的其他毒株已经在鸡和猪中流行。

 

研究人员不确定病毒是如何在牛群之间传播的。野生鸟类聚集在牛周围,在奶牛的供水中喂食和排便,是一个可能的来源。“牛只是一个大型喂鸟器,”格雷说,并补充说,鸟类可以比奶牛传播感染更远,而且控制得更差。

一些证据表明,挤奶机等农场设备可能是罪魁祸首,但一些科学家担心它可能是空气传播的。“我真的认为这种情况正在发生,但我们无法研究它,”格雷说,主要是因为农民不愿意让检查员测试他们的牛。已经发现一些感染马匹的相关变种在空气中传播了数公里,这可以解释当前的菌株是如何在奶牛场之间传播的。

Worobey说,在对病毒的传播途径有更多了解之前,很难确定遏制它的最佳方法。自 4 月下旬以来,美国农业部要求奶牛在跨州运输之前进行检测。这不一定能阻止病毒的传播,但至少可以帮助研究人员了解病毒的去向。

群体免疫

格雷说,如果病毒是通过空气传播的,那么给奶牛接种疫苗可能是一种选择。H5N1疫苗尚未用于美国牛。但流感疫苗已被证明对猪和家禽有效,研究人员开始对感染奶牛群的H5N1毒株进行测试。

关于病毒在人与人之间传播程度的数据很少。一项研究35月3日发表在《新英格兰医学杂志》(New England Journal of Medicine)上的文章证实,德克萨斯州的一名奶牛工人被感染,该工人出现轻微症状。但与感染者一起工作和生活的人尚未接受检测。

尽管如此,美国官员尚未报告大量人类死亡或严重病例,这表明该病毒尚未变得高度传播或致命,Worobey说。

雷达之下

但格雷说,已经有关于更多人类病例的轶事报道。莱布勒怀疑农场工人的暴露很普遍。“当你看到有症状的患者时,这只是冰山一角,”她说。她说,在最坏的情况下,这种病毒会在几个物种中长期传播而未被发现,积累突变,为将来引发大流行做好准备。“我们现在从 COVID 大流行中意识到这可能是多么具有破坏性,”她说。

Leibler希望公共卫生工作将开始对工人及其家人进行检测,以便迅速发现人类的任何传播。“H5N1与我们同在,”她说。“这不是一种无论如何都会消失的病毒。