作者:冯丽妃,杜珊妮 来源:中国科学报 发布时间:2025/2/13 16:21:30
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H5N1禽流感新挑战:牛源病毒如何影响人健康

 

自2024年以来,高致病性H5N1禽流感变异病毒(2.3.4.4b)在牛群中持续传播并引起人类感染,受到全球广泛关注。

据美国疾控中心最新数据,该病毒已在美国16个州的牛群中传播,牛奶中也持续检出具有传染性的病毒。目前,美国已确诊68例人感染H5N1病例,1例死亡病例。

同时,该病毒已导致美国逾1.57亿只鸡感染,大量鸡被扑杀,市场出现“蛋荒”。病毒还感染了一部分家猫。

此轮禽流感对人感染力度如何?人际流行风险大不大?近日,中国科学院院士高福领衔的研究团队围绕牛传播H5N1禽流感病毒的受体结合特性等开展的深度研究发表于《细胞》。高福团队在接受《中国科学报》采访时表示,目前病毒人际传播风险低,无需恐慌,并提示持续关注和监测其潜在的流行风险。

跨物种传播能力增强

高致病性禽流感病毒是公共卫生领域长期的关注重点。中国在1996年首次发现高致病性H5N1禽流感,次年发现该病毒在人际间传播。作为中国科学院微生物研究所病原微生物研究方向的学术带头人,高福团队多年来一直紧盯这一方向。

2024年3月,美国H5N1病毒感染奶牛的案例引起了高福团队的注意。以往,奶牛很少感染甲型流感病毒。新案例表明,不仅奶牛间会传播病毒,而患病奶牛的牛奶中也含有高病毒滴度、具有感染性的病毒。

“我们认为这是病毒传播途径的重大改变。其背后的原因需要阐释清楚。”论文第一兼共同通讯作者、首都医科大学附属北京地坛医院研究员宋豪对《中国科学报》说。

不久,媒体报道了首例通过奶牛传播给人的H5N1感染病例,表明变异毒株对公共卫生构成了新的挑战。

高福团队迅速行动,与合作者对牛源H5N1病毒的受体结合特性、组织嗜性和跨物种传播的分子机制等展开研究。他们发现,与先前的H5N1毒株相比,变异株显示出了更强的跨物种传播能力。由于变异株在病毒表面的关键蛋白血凝素(HA)上发生了若干关键突变,它能够更好地结合到不同物种的受体上。

对比研究还发现,变异株的HA蛋白可强结合牛的肺部、乳腺组织,而常见的人季节性流感病毒如H1N1和H3N2的HA蛋白则不能。同时,牛源H5N1的HA蛋白还可显著结合人类的结膜、气管、肺以及乳腺组织,而H1N1和H3N2病毒仅能显著结合人气管组织。

“这些特性使该病毒不仅能够在鸟类和牛中传播,还能通过牛传播给人类,可能造成潜在的人类感染风险。尤其是首次揭示人乳腺也可被HA结合,为未来的疫情防控提供了新的视角。”宋豪说。

据介绍,这项研究最大的挑战病毒蛋白对不同组织样本的染色。为克服难题,研究团队做了大量组织切片,但由于实验室本身并非专注于病理研究,研究人员对组织切片中的细胞组成、形态、分布等并不熟悉,他们从制作切片、进行染色到开展结果分析,查阅了大量的文献和专业的书籍,做了一次次实验条件的优化,才最终取得突破。

“印象最深刻的瞬间是第一次成功观察到病毒蛋白对人结膜组织切片的染色,看到牛H5蛋白能结合人结膜组织。那一刻,我们感到所有的付出都是值得的。”该论文共同第一作者、北京生命科技研究院博士后浩天骄对《中国科学报》说,“这也是全球第一次揭示人为什么会得结膜炎。”

病毒尚未适应人际传播

“这项研究极具新意和重要意义,将为评估H5N1病毒的跨物种传播风险和公共卫生应对策略提供宝贵信息。”该刊多位国际审稿人评价说。

尽管变异株受体结合区比以往H5N1毒株更宽,跨物种传播能力有所增强,但研究团队提示,并无须恐慌。目前,该病毒仅获得了对人受体的轻微亲和力,也未适应人际传播。

据了解,美国已确诊的68例人类感染H5N1病例中,大多数与乳制品工人以及一些家禽扑杀者的轻度感染有关,主要症状是结膜炎。路易斯安那的一例死亡病例发生在一名与鸟类有过接触的免疫缺陷者身上。加拿大一名13岁女孩因H5N1禽流感一度病危也是因其有哮喘病史,现已康复。

对于奶牛来说,感染该病毒后会出现食欲降低、粪便性状改变、呼吸急促及奶产量下降等症状,牛奶中也持续检出具有传染性的病毒及病毒RNA,但并不致命。经过巴氏消毒后的牛奶也可以饮用。

该病毒对禽类和一部分猫则是致命的。大量家禽和野鸟在感染变异病毒后死亡,一小部分家猫在生食或饮用未经高温消毒的牛奶后因感染而死亡。但目前尚未发现病毒从猫到人的传播病例。

不过,研究者表示,尽管公众感染H5N1病毒的风险很低,病毒传播风险仍存在,需要密切监测。

那么,是否有相关的疫苗呢?对此,宋豪介绍,当前国际上已有一些针对传统H5N1毒株的疫苗,但针对新变异的2.3.4.4b支毒株,现有的疫苗保护效果尚未完全验证。“变异毒株的HA蛋白结构发生了变化,可能导致现有疫苗的效果受到影响。因此,需要针对它们开发新的疫苗,并进行临床验证。”他说,“好在我们临床上已经有奥司他韦、巴洛沙韦等抗流感病毒特效药物,只要做到早期检测和及时抗病毒治疗就能有效应对。”

“用年轻力量的合作带动中国科学的整体跃升”

“我们这个工作不仅是年轻人挑大梁,而且是多家单位年轻人合作的成果。我们不光是鼓励年轻人,也希望各个单位的研究能力一起提升,从而带动中国科学研究的整体跃升。”论文通讯作者高福对《中国科学报》说。

实战练兵,合作共赢,这是高福一贯的主张。发现奶牛间会传播H5N1病毒后,他迅速与北京同仁医院王宁利院长达成合作,并联合北京生命科技研究院、北京同仁医院、北京地坛医院、河北大学等单位共同开展研究,试图打磨出一批年轻人才。

宋豪就是高福培养的学生之一。2009年H1N1大流行时,正在读硕士学位的他在一次于北京举行的国际感染病会议上聆听了高福激情洋溢的报告,放弃了原有的硕博连读机会,考到了微生物所。从2011年读博开始,他在与禽流感病毒、寨卡病毒、基孔肯雅病毒等各种病毒一次次交手的过程中完成了蜕变。

2016年,宋豪毕业后继续在中国科学院北京生命科学研究院开展科研工作,并于2024年调到北京地坛医院成立课题组开展独立研究,昔日的导师成了他的合作者。他始终能感受到高福身上那种对科学的热情,还有对学生培养、科研合作的重视。

“我们的团队由不同学科背景的科研人员和临床医生组成,大家都有各自的工作重心和时间安排,尤其是医生白天很忙,很辛苦。为了更好地推进项目,我们会灵活安排讨论时间,经常利用晚上或周末开会。高老师对研究进度把控十分严格,遇到关键问题时,会带领我们深入分析、讨论到深夜。”宋豪说。

“这样的工作模式虽然辛苦,但效率很高。我们每个人都在自己的领域各尽所能,互相支持。在合作机制方面,我们分工清晰,高效协作,专业互补。”他说。

浩天骄也是高福的博士生,她说,在团队合作中,高福注重的核心是科学问题本身,而非团队的内部利益或个人的得失。“他常常告诫我们一定要找世界上最优秀的人去合作。在合作过程中,他总能放下身段,在必要时做出让步,宁愿牺牲自己团队的一些利益,优先考虑其他团队的需要,确保合作顺利进行。”她说,“他还经常提醒我们,合作又竞争,科研才能进步。”

种类繁多、不断变异的病毒是人类健康永远的威胁。展望未来,研究团队希望,通过进一步开展基础与临床合作,寻找潜在的防控、治疗新靶点,为疫情防控提供更多可行的策略。

相关论文信息:

https://doi.org/10.1016/j.cell.2025.01.019

 
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