最新研究表明，风力可能携带H5N1在农场之间传播，这一发现挑战了之前的假设并重塑了疫情预防策略。该研究由Tarun Sai Lomte撰写，并由Susha Cheriyedath博士审阅，发布于2025年2月24日。
研究标题为《基因数据和气象条件：解开商业家禽疫情中H5N1高致病性禽流感的风力传播之谜》，图片版权：Handy Yu / Shutterstock。
重要声明：bioRxiv 发布的初步科学报告未经同行评审，因此不应被视为结论性信息，不应指导临床实践或健康相关行为，也不应被视为既定信息。
最近发表在 bioRxiv 预印服务器上的一项研究提供了遗传证据，表明高致病性禽流感（HPAI）H5N1病毒可能存在风力传播的可能性。尽管风力传播禽流感的理论早已存在，但记录在案的案例仍然罕见，之前的空气采样研究通常仅在距离受感染农场约150米范围内检测到病毒。本研究提供了支持远距离传播的有力证据，尽管它并未声称能最终证明这一点。
隧道通风系统可能放大感染风险——研究发现，机械通风家禽舍的高容量空气吸入可能增加了暴露于空气中病毒颗粒的风险，即使在低浓度下也是如此。
家禽农场是重要的空气污染物排放源。这些污染物大小、形状和来源各异，通常包括液滴、气体和无机及有机物质。在HPAI爆发期间，病毒颗粒可以在家禽市场或农场内的空气中和灰尘中被检测到。虽然空气传播是家禽的主要感染方式，但污染的空气也可能有助于疾病传播。研究还强调，机械通风家禽舍可能通过吸入周围环境中的污染空气增加暴露风险，即使在低病毒浓度下也有可能促进感染。
长期以来，风被认为在流感A病毒（IAV）的远距离传播中起作用，尽管关于这种传播模式的现场报告很少。然而，采样研究已经在距受感染农场150米处检测到了IAV，尽管病毒载量和阳性率较低，这表明病毒载量与距离呈反比关系。但在特定气象条件下，风力传播可能实现更长距离的传播。
研究及其发现
在本研究中，研究人员展示了HPAI H5N1病毒可以通过风力传播至8公里远的距离。研究仔细重建了疫情事件的时间序列，结合基因、流行病学、气象和景观数据，将病毒传播与风向和风速对齐。2024年2月4日，捷克共和国的一个大型养鸭场（B）突然出现大量死亡，影响了约800只鸭子，随后两天内死亡数量激增至5000只。该养鸭场位于一个野鸟常访问的湖泊附近。
为了控制疫情，该鸭群被扑杀，并建立了10公里的监测区和3公里的保护区。然而，在2024年2月12日，监测区内两个养鸡场（C1和C2）发生了HPAI疫情。C1和C2各有两栋鸡舍，鸡舍内的鸡饲养在室内笼中，没有垫料。
散养家禽作为病毒储存库——研究在靠近鸭场的一个散养鸡群中检测到了与H5N1基因相似的毒株，表明野鸟可能帮助维持了该地区的病毒循环。
鉴于其位置在监测区内，2月7日给这两个养鸡场喂食了一种营养补充剂以增强免疫力。值得注意的是，在HPAI发病前的一周，两个养鸡场逐渐减少了饲料和水的摄入量。这种减少最初归因于补充剂，但与研究中描述的缓慢疾病进展和延长的潜伏期相符。HPAI首先在家C1的A舍（C1A）和C2的B舍（C2B）中被检测到，死亡人数略有增加。
值得注意的是，受影响的鸡舍中，感染和死亡发生在靠近进风口的区域。这种空间模式表明，通过通风系统进入的污染空气可能在疾病传播中发挥了作用。C1A被扑杀以保护C1B中重要的基因库，后者容纳了大约2000只重要的遗传储备鸡。然而，C1B最终也需要被扑杀。相反，C2A在整个过程中未受影响。
研究人员利用全基因组测序（WGS）和系统发育分析来检查受影响农场之间的关系。总体而言，他们获得了38个H5N1基因组；其中9个来自B，5个来自C2B，3个来自C1A，15个来自C1B，6个来自靠近B的散养家禽。所有H5N1毒株均为DI基因型，形成一个共同的亚系。B中的三个毒株与C1A毒株和指数C1B毒株有100%的核苷酸同一性。
相比之下，后期来自C1B和C2B的毒株表现出农场特有的聚类。此外，靠近B的散养家禽中的毒株与C1A、指数C1B和B毒株有密切关系。中位连接网络分析显示，除了一个毒株外，所有来自B和早期C1毒株形成了一个中心节点，从该节点分出三个分支。两个分支是C1B和C2B特有的聚类，而第三个分支代表来自散养家禽的毒株。
这种基因重叠表明了一个共同的起源，B很可能是传播疾病的源头。此外，鸭场和鸡场相距8公里，分别活跃于不同的市场。与总经理和兽医检查员的访谈表明，B与C1/C2或C1与C2之间没有互动。
感染场所布局。 受影响的B、C1和C2农场的鸡舍布局图。在C1和C2中，隧道通风系统的气流用橙色箭头表示为流入，蓝色箭头表示为流出。
因此，排除了与人类有关的从B到C1/C2或C1到C2的传播可能性。此外，研究排除了其他可能的传播途径，包括野生鸟类、啮齿动物和昆虫载体。封闭设计的养鸡场和该地区缺乏显著的水体进一步降低了野生鸟类介导传播的可能性。
所有农场海拔高度相近：408-448米。当时的天气条件为降水量较少，间歇阳光和广泛云层覆盖，湿度平均为77%-81%。气温除2月7日晚上和8日凌晨外均不低于6°C。风数据显示了一个关键的传播窗口：从2月4日中午到2月5日午夜，连续西南或西风，风速高达10米/秒，与推断的感染路线一致。
结论
空气中的病毒颗粒而非尘埃是传播的关键——研究挑战了之前认为扑杀过程中产生的尘埃是主要空气传播风险的信念，而是暗示感染群在扑杀前释放的细小气溶胶颗粒更为重要。
HPAI H5N1疫情始于2024年2月4日的养鸭场。尽管此次疫情的来源未知，但附近的湖泊中的绿头鸭可能是最可能的来源。附近一个散养鸡群感染了基因相似的病毒毒株，表明野鸟维持了该地区的病毒循环。
将事件的时间线与风速和方向对齐，支持了一个2月4日至9日的传播窗口，峰值传播可能发生在2月4日至5日。这得到了以下几点的支持：1）以减少饲料和水摄入为特征的缓慢疾病进展和延长的潜伏期；2）受影响鸟类位于靠近进风口的区域；3）供体和受体农场病毒毒株的基因同一性。
此外，现场调查排除了在此期间其他可能的感染途径。重要的是，研究挑战了长期以来认为扑杀过程中产生的尘埃是主要空气传播风险的信念。相反，它表明在感染群仍存活时，风携带的细小气溶胶化病毒颗粒可能是更重要的载体。
因此，指数C1B和C1A病毒是从B风力传播的种子毒株，这些毒株在当地进化并形成了特定农场的聚类。总的来说，气象、景观、流行病学和临床因素的结合表明，风力传播是最合理的解释。
这些发现强调了在未来疫情缓解策略中考虑风力传播的必要性，特别是在高密度家禽群和可能增强暴露的机械通风系统中。
重要声明：bioRxiv 发布的初步科学报告未经同行评审，因此不应被视为结论性信息，不应指导临床实践或健康相关行为，也不应被视为既定信息。
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