作者:冯丽妃 杜珊妮 来源: 中国科学报 发布时间:2025-2-18
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H5N1禽流感新挑战:
牛源病毒如何影响人类健康

 

■本报记者 冯丽妃 见习记者 杜珊妮

自2024年3月以来,高致病性H5N1禽流感变异病毒(2.3.4.4b分支)在牛群中持续传播并引起人类感染。据美国疾病控制与预防中心最新数据,该病毒已扩散至全美16个州的牛群,牛奶样本中也多次检出传染性病毒。

目前,美国已确诊68例人感染H5N1病例、1例死亡病例。与此同时,该病毒还感染了美国1.57亿多只禽类,其中大量鸡被扑杀继而引发市场“蛋荒”,一部分家猫也被波及。

此轮禽流感对人的感染力度如何?人际流行风险大不大?近日,中国科学院院士高福团队针对牛传播H5N1禽流感病毒的受体结合特性等展开研究,并在《细胞》发表最新成果。

高福团队在接受《中国科学报》采访时表示,目前H5N1禽流感病毒人际传播风险低,公众无须恐慌,但需持续关注并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关注的重点。中国在1996年首次发现高致病性H5N1禽流感病毒,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学术带头人,高福多年来一直紧盯这一方向。

2024年3月,美国H5N1禽流感病毒感染奶牛的事件引起高福团队的注意。以往,奶牛很少感染甲型流感病毒。但该事件表明,病毒不仅会在奶牛间传播,患病奶牛的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,其背后原因需要阐释清楚。”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。

此后,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,因此能够更好地结合到不同物种的受体上。

研究还发现,变异株的HA蛋白可显著结合牛的肺部、乳腺组织,而常见的季节性流感病毒,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类气管组织。

“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,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视角。”宋豪说。

据介绍,这项研究面临的最大挑战是病毒蛋白对不同组织样本的染色。为破解这项难题,研究团队做了大量组织切片,但由于实验室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。因此,他们从制作切片、进行染色到开展结果分析,查阅了大量文献和专业书籍,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。看到牛源HA蛋白能结合人结膜组织的那一刻,我们感到所有的付出都是值得的。”北京生命科技研究院从事博士后研究的浩天骄对《中国科学报》说,“这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,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了宝贵信息。”《细胞》多位审稿人评价说。

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,但研究团队表示,公众无须对此恐慌。目前,该病毒仅获得了对人受体的轻微亲和力,并未适应人际传播。

据了解,美国已确诊的68例人类感染H5N1病例中,大多数是乳制品工人以及一些家禽扑杀者,且都是轻度感染,主要症状是结膜炎。1例死亡病例则是一名与鸟类有过接触的免疫缺陷者。加拿大一名13岁女孩因H5N1禽流感一度病危也缘于其有哮喘病史,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、呼吸急促及产奶量下降等症状。牛奶中虽然陆续检出具有传染性的病毒及病毒RNA,但并不致命,经过巴氏消毒的牛奶仍可饮用。

但该病毒对禽类及部分猫则是致命的。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。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,但病毒传播风险仍存在,需要密切监测。

那么,是否有相关疫苗呢?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分支毒株,现有疫苗的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,可能影响现有疫苗的效果。因此,需要针对它们开发新的疫苗,并进行临床验证。”宋豪说,“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。”

“合作又竞争,科研才能进步”

“我们这项工作不仅是年轻人挑大梁,还是多家单位年轻人合作的成果。我们不光鼓励年轻人,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。”高福对《中国科学报》说。

“实战练兵,合作共赢”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院长王宁利达成合作,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,正在读硕士的他在一场国际感染病会议上听完高福的报告后,果断放弃硕博连读的机会,考入中国科学院微生物研究所。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的一次次交手过程中完成了蜕变。

2016年,宋豪毕业后又在中国科学院北京生命科学研究院继续开展科研工作,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伙伴。他始终能感受到高福身上那种对科学的热情,以及对学生培养、科研合作的重视。

高福的博士生浩天骄说,在团队合作中,高福最关注的是科学问题本身,而非团队的内部利益或个人得失。“他常常告诫我们一定要找世界上最优秀的人合作。在合作过程中,他总能放下身段,在必要时作出让步,宁愿牺牲自己团队的一些利益,也要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。高福团队希望,未来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

《中国科学报》 (2025-02-18 第1版 要闻)
 
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