来自受感染工人的牛H5N1流感在动物模型中可传播和致命

《自然》杂志的一项新研究表明,从一名因接触奶牛而感染的农场工人的眼睛中分离出的一种高致病性禽流感(HPAI)H5N1病毒,在高度封闭的实验室环境中感染的小鼠和雪貂中是致命的。研究人员还发现,从经历了角膜轻度炎症(结膜炎)的工人身上分离出的病毒可以通过分离的雪貂之间的空气传播,并且可能能够与人类呼吸道细胞结合并在其中复制。
从工人身上分离出的病毒被称为huTX37-H5N1,具有在哺乳动物中复制的禽流感病毒中常见的突变(PB2-E627K),通常使病毒复制更有效。这些突变强调了继续监测和评估当前H5N1疫情病毒的必要性。
该研究还表明,牛H5N1病毒易受聚合酶抑制剂类抗病毒药物favipiravir和baloxavir marboxil(品牌名Xofluza)以及神经氨酸酶抑制剂扎那米韦的影响。该病毒对另一种神经氨酸酶抑制剂奥司他韦(达菲)不太敏感。
在实验室实验中,huTX37-H5N1在人角膜和肺细胞中复制。科学家们确定huTX37-H5N1在小鼠中的致死剂量小于1个空斑形成单位(PFU),而从泌乳奶牛乳汁中分离出的牛H5N1病毒的致死剂量为31.6 PFU。huTX37-H5N1病毒也感染了15种不同的小鼠组织,其中呼吸道组织中的病毒水平最高。
研究人员还用高剂量的huTX37-H5N1感染雪貂。雪貂的流感感染比小鼠的更像人类流感感染。所有感染的雪貂都在5天内死亡,科学家在所有取样的组织中都发现了huTX37-H5N1病毒,呼吸系统中的水平很高。在之前的一项研究中,研究人员用牛H5N1病毒感染了雪貂,虽然它会引起严重的疾病,但致死率有限。
为了评估呼吸道传播,科学家们将健康的雪貂放在离一天前感染了四种剂量递减的huTX37-H5N1之一的雪貂约5厘米的笼子里。所有直接感染的雪貂都在6天内死亡,根据暴露剂量,附近17%至33%的动物通过呼吸道飞沫传播感染。这些结果表明,从感染者身上分离出的牛高致病性禽流感H5病毒可以通过呼吸道飞沫在哺乳动物之间传播,但效率有限。
作者指出,感染huTX37-H5N1病毒的人没有患上严重疾病。事实上,本次疫情报告的人类病例大多出现结膜炎和/或轻度呼吸道症状。研究人员推测,低剂量牛H5N1病毒的眼部感染可能会导致局部结膜炎,而不会对人类造成严重疾病。他们说,多次接触季节性人类流感病毒可能会使人们对目前流行的高致病性禽流感H5N1病毒的防护水平较低,尽管还需要进一步的研究。
总之,本研究对huTX37-H5N1分离物进行了表征,发现它可能能够在人类呼吸道细胞中复制,在小鼠和雪貂中具有致病性,并且能够通过雪貂的呼吸道传播。作者指出,“根据这些观察结果,应尽一切努力控制奶牛中高致病性禽流感H5N1的爆发,以限制进一步人类感染的可能性。”
威斯康星大学麦迪逊分校的科学家与静冈大学、东京大学和日本全球病毒病研究中心的合作者共同领导了这项研究。美国国立卫生研究院下属的国家过敏和传染病研究所(NIAID)通过其流感研究和应对卓越中心项目资助了大部分工作。