美國農業(yè)部最近公布的報告顯示,在2022年至2025年期間收集的高致病性禽流感(H5N1)樣本已在哺乳動物和鳥類中發(fā)現。截至2025年2月,美國疾病控制和預防中心報告說,自2024年以來,已有67人感染H5N1病毒,其中1人死亡。對人類健康更廣泛的潛在影響尚不清楚。
北卡羅來納大學夏洛特分校的研究團隊通過新的計算建模研究發(fā)現,H5N1流感病毒正在進化,以逃避因先前感染或接種疫苗而產生的免疫防御。這項研究于3月17日以:Large-scale computational modelling of H5 influenza variants against HA1-neutralising antibodies為題,發(fā)表在《eBioMedicine》雜志上,揭示了禽流感對全球農業(yè)利益的持續(xù)威脅以及對人類健康的日益增長的威脅。
研究團隊發(fā)現,與早期H5N1病毒株相比,近期的H5N1病毒株與人類抗體的親和力總體上有所下降。這意味著當前和未來的H5N1病毒株對人類健康的威脅更大,包括在人類中傳播的可能性增加。
H5N1抗原漂移嚴重
該論文的第一作者、北卡羅來納大學夏洛特分校計算智能預測健康與環(huán)境風險中心(CIPHER)的訪問學者Colby T. Ford博士解釋說,這種快速適應意味著,如果用早期的疫苗候選病毒來制作H5N1疫苗,疫苗的有效性將降低。
研究人員通過全面分析病毒在宿主間的快速轉移和近期突變,發(fā)現H5N1病毒從鳥類向哺乳動物的持續(xù)傳播,以及隨著時間推移在哺乳動物中采樣到的具有免疫逃逸能力的HA(血凝素)病毒株的增加,表明抗原漂移是引發(fā)動物源性風險的源頭。
研究團隊分析了1804個病毒蛋白與宿主抗體的比較。實驗包括將當前的血凝素1域病毒蛋白在物理模型中與1996年至2018年從感染宿主和疫苗接種者身上獲得的中和抗體進行計算結合。
利用高性能計算建模,CIPHER的研究人員記錄了隨著時間推移,從接種過疫苗或感染過病毒的宿主身上收集的多種現有抗體對H5病毒株的結合親和力呈減弱趨勢。
美國70例人類感染H5N1病例
由于公共衛(wèi)生的重要性,這些研究結果在2024年7月通過預印本發(fā)表,早于同行評審成功。由于在新冠疫情期間組裝的計算工具,該團隊在首次報告H5N1從牛向人類傳播后的三個月內變完成了這項研究。
截至本文撰寫之時,尚未報告人與人之間的傳播。然而,至少有17個州的牛檢測出H5N1陽性,此外還有數百萬例野生鳥類、小型哺乳動物、商業(yè)雞群和其他群體的病例。從2022年1月到2025年3月,美國疾病控制與預防中心報告稱:
- 美國有12510起野生鳥類爆發(fā)禽流感事件;
- 51個司法管轄區(qū)發(fā)現野生鳥類感染禽流感;
- 上億只家禽受到影響;
- 美國報告了70例人類感染H5N1病例,其中1例死亡;
根據世界衛(wèi)生組織的數據,自2003年1月以來,H5N1病毒已在全球范圍內導致466人死亡。
迅速應對病毒威脅至關重要
許多專家表示,疫苗很可能是控制禽流感大流行的關鍵工具,因為病毒譜系的突變正在適應新的哺乳動物宿主。
在論文中,研究團隊寫道,他們的研究結果表明,病毒有可能在未來不久從流行狀態(tài)轉變?yōu)榇罅餍袪顟B(tài)。
該研究與其他證實隨著時間推移抗體結合能力惡化以及禽流感從鳥類向哺乳動物傳播增加的研究一起表明,對人類健康而言,能夠感染禽類和哺乳動物家畜并傳播給人類的高致病性H5流感毒株存在迫在眉睫的危險。
由于病毒在地理和物種上的廣泛傳播,禽流感已經可以被視為野生和家養(yǎng)動物中的大流行病。同樣,H5N1病毒從野生鳥類傳播到雞、奶牛和農場工人也說明了跨物種感染的機會主義。
現在,計算建模結果特別指出,抗體性能惡化的趨勢以及已經存在的動物大流行是最終引發(fā)人類大流行的一個令人擔憂的原因。
此外,作者還寫道,高性能計算(包括基于人工智能的蛋白質折疊和基于物理的病毒蛋白-抗體相互作用模擬)能夠快速、可靠地提供結果,以指導準備工作。
參考文獻:
https://www.thelancet.com/journals/ebiom/article/PIIS2352-3964(25)00076-3/fulltext
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