يُظهر النموذج الجديد أن فيروس H5N1 لم يتم اكتشافه في قطعان الألبان في الولايات المتحدة

يُظهر النموذج الجديد أن فيروس H5N1 لم يتم اكتشافه في قطعان الألبان في الولايات المتحدة

أظهرت محاكاة قوية لانتقال فيروس H5N1 عبر 35974 قطيعًا أمريكيًا أن الفيروس منتشر على نطاق أوسع بكثير مما تم الإبلاغ عنه، مما يثير دعوات عاجلة لتحسين المراقبة الزراعية والسيطرة بشكل أقوى على الأمراض.

وفي دراسة حديثة نشرت في المجلةالتواصل مع الطبيعةقام الباحثون بتطوير واختبار نموذج انتقال سكاني عشوائي جديد لتوفير المقياس والبيانات الوبائية الرئيسية والظروف الأكثر خطورة في وباء أنفلونزا H5N1 المستمر في أبقار الألبان في الولايات المتحدة. يحاكي النموذج انتقال فيروس H5N1 بين 35,974 قطيعًا في الولايات المتحدة، مع استرشاد حركة الماشية بالمخرجات الاحتمالية من نموذج حركة الحيوانات في الولايات المتحدة (USAMM) والتحقق منها من خلال شهادات مشتركة بين الولايات لبيانات التفتيش البيطري.

تتنبأ نتائج النموذج بأن ولايات الساحل الغربي لديها أعلى عبء مرضي، مع تعرض أريزونا وويسكونسن لأعلى خطر تفشي المرض في المستقبل. وتسلط الدراسة الضوء على الثغرات الموجودة في أنظمة مراقبة الأمن البيولوجي الحالية وتشير إلى أن تفشي منتجات الألبان ضمن توقعات عام 2025، مما يتطلب تدخلات عاجلة لمعالجة هذه الثغرات.

خلفية

تمثل صناعة الألبان في الولايات المتحدة جزءًا كبيرًا من الناتج المحلي الإجمالي للبلاد (3٪). ولأداء وظيفتها الروتينية، تتطلب الصناعة حركة متكررة لـ 9 ملايين بقرة حلوب. ولسوء الحظ، فإن هذه الممارسة تساهم في كثير من الأحيان في انتقال الأمراض المعدية (مثل أنفلونزا الطيور) بين قطعان الماشية المعزولة.

تواجه صناعة الألبان في الولايات المتحدة حاليًا تهديدًا خطيرًا - وهو فيروس أنفلونزا الطيور شديد العدوى H5N1. أدى تفشي المرض إلى تسليط الضوء على المرض في المزارع في تكساس وكانساس ونيو مكسيكو (فبراير 2024). بحلول ديسمبر 2024، تجاوز هذا التفشي 720 إصابة في قطعان الماشية و35 إصابة بشرية في الولايات المتحدة. تشير الأبحاث التطورية والتحليلات الهيكلية الحديثة لسلالة H5N1 المسؤولة إلى أن طفرة واحدة محددة قد تكون كافية للسماح بربط المستقبل البشري، مما يثير المخاوف بشأن مخزون فيروس الحليب في البلاد ويزيد من خطر تكيف الفيروس مع البشر.

ولسوء الحظ، لا توجد تقديرات بحثية لحجم أو تنبؤات بوباء H5N1 أو تنبؤات بشأن النقاط الساخنة في المستقبل.

"في حالات تفشي أمراض الأبقار السابقة مثل اعتلال الدماغ الإسفنجي وأمراض الفم في المملكة المتحدة، تم دعم استجابات الصحة العامة بشكل كبير من خلال دراسات النمذجة لتقدير معدلات نقص الإبلاغ. وتقدير الآليات الوبائية الرئيسية، وقياس تأثير سياسات المكافحة".

حول الدراسة

تتناول الدراسة الحالية هذه الفجوات المعرفية من خلال تصميم وتطوير نموذج انتقال الأيض العشوائي (SEIR) لمحاكاة انتقال فيروس H5N1 في 9,308,707 بقرة حلوب (35,974 قطيعًا) عبر الولايات المتحدة القارية (48 ولاية؛ بيانات التعداد السكاني لعام 2022). ويستخدم نهج توليف الأدلة بايزي لتقدير المعلمات الوبائية المقابلة للفاشيات المبلغ عنها.

بدأت محاكاة النموذج عن طريق إصابة خمس أبقار في تكساس بناءً على تحليلات النشوء والتطور التي تشير إلى انتشار أولي في ديسمبر 2023، مع بذر إضافي يعكس تفشي المرض مبكرًا. تم تقدير هجرة الماشية بين القطعان باستخدام دالة الاحتمالية المحسوبة باستخدام بيانات من نموذج حركة الحيوانات في الولايات المتحدة (USAMM). تم تركيب معلمات النموذج باستخدام محاكاة سلسلة ماركوف مونت كارلو.

وكانت أهداف النموذج هي تقييم الحجم الصحيح لوباء H5N1، وتقييم تأثير تدابير التخفيف الحالية على تفشي المرض في المستقبل، وتحديد البيانات الوبائية الهامة اللازمة للتحضير لتفشي المرض في المستقبل، والتنبؤ بنقاط تفشي المرض في المستقبل.

نتائج الدراسة

كشفت نماذج ديناميكيات العدوى المصابة بالعدوى (SEIR) (20000 عملية محاكاة عشوائية) أن معظم حالات العدوى بفيروس H5N1 الحالية في أبقار الألبان تتركز على الساحل الغربي للبلاد. في حين لوحظ أن النموذج يبالغ في تقدير كثافة الحالات في بعض الفاشيات المتوقعة (تكساس وأوهايو ونيو مكسيكو)، نجح النموذج في محاكاة تفشي المرض في الولايات التي لديها تقارير متكررة مثل كاليفورنيا، على الرغم من أنه بالغ في تقدير حالات التفشي في بعض الولايات الأخرى (تكساس وأوهايو ونيو مكسيكو) باعتبارها فاشيات محتملة يتواجد فيها الباحثون في تلك الولايات.

ومن المثير للقلق أن 16 ولاية فقط من أصل 26 ولاية حيث يشير النموذج إلى أن غالبية عمليات المحاكاة كانت ستسجل تفشي فيروس H5N1 بحلول 2 ديسمبر 2024 قد أبلغت بالفعل عن حالة واحدة، مما يشير إلى مستوى عالٍ من نقص الإبلاغ. ومن المتوقع أن تصبح أريزونا وويسكونسن بؤرتين ساخنتين لتفشي فيروس H5N1 في المستقبل. تواجه إنديانا وفلوريدا أيضًا خطرًا كبيرًا لتفشي فيروس H5N1.

تظهر الأبحاث المتعلقة بتدابير التخفيف الحالية أنها غير كافية للسيطرة على انتشار فيروس H5N1 في البلاد. ومن الجدير بالذكر أن إجراء التخفيف الحالي الوحيد المطبق في الولايات هو تصدير الماشية (فحص ما يصل إلى 30 بقرة / قطيع بحثًا عن فيروس H5N1). وأظهرت التنبؤات النموذجية أن زيادة هذا الفحص إلى 100 بقرة/قطيع لن يؤدي إلا إلى انخفاض طفيف في متوسط ​​حالات التفشي ولن يغير مسار الوباء بشكل أساسي.

والجدير بالذكر أن نموذج الإصابة بـ SEIR لا يأخذ في الاعتبار الخزانات الفيروسية الحيوانية المنشأ الأخرى في تنبؤات النموذج. قد يؤدي وباء الأنفلونزا المستمر وإمكانية إصابة هذه الطيور للماشية إلى تفاقم تنبؤات النماذج.

الاستنتاجات

تشير الدراسة الحالية ونموذج SEIR الذي تقدمه إلى أن التقارير الحالية عن انتشار ماشية الألبان H5N1 تمثل تمثيلاً ناقصًا للتركيز الحقيقي للمرض في الولايات المتحدة. إن التدخلات الحالية لمكافحة انتقال فيروس H5N1 ليست كافية لمنع تفشي المرض بشكل إضافي طوال عام 2025. ومع وجود أعلى مخاطر تفشي المرض في المستقبل، تحتاج أريزونا وويسكونسن وفلوريدا وإنديانا إلى جهود مراقبة إضافية.

"هناك حاجة ماسة إلى زيادات كبيرة في الاختبارات لتقليل عدم اليقين بشأن التوقعات النموذجية وتزويد صناع القرار بصورة أكثر دقة عن الحجم الحقيقي للوباء الوطني."

مصادر: