Novi model pokazuje da H5N1 nije otkriven u američkim mliječnim stadima

Novi model pokazuje da H5N1 nije otkriven u američkim mliječnim stadima

Snažna simulacija prijenosa H5N1 preko 35.974 stada u SAD-u pokazuje da je virus mnogo rašireniji nego što se navodi, što potiče hitne pozive za boljim nadzorom poljoprivrede i jačom kontrolom bolesti.

U nedavnoj studiji objavljenoj u časopisuKomunikacija s prirodomIstraživači su razvili i testirali novi stohastički model metapopulacijskog prijenosa kako bi osigurali razmjere, ključne epidemiološke podatke i uvjete s najvećim rizikom u trenutnoj epidemiji gripe H5N1 kod mliječnih goveda u SAD-u. Model simulira prijenos virusa H5N1 između 35 974 stada u Sjedinjenim Državama, s kretanjem goveda temeljenim na probabilističkim rezultatima Modela kretanja životinja Sjedinjenih Država (USAMM) i potvrđenim međudržavnim potvrdama o podacima veterinarske inspekcije.

Rezultati modela predviđaju da države Zapadne obale imaju najveći teret bolesti, s Arizonom i Wisconsinom s najvećim rizikom od budućih izbijanja. Studija naglašava nedostatke u trenutnim sustavima nadzora biosigurnosti i sugerira da su epidemije u mliječnim proizvodima predviđene za 2025., što zahtijeva hitne intervencije koje će riješiti te nedostatke.

pozadina

Mliječna industrija Sjedinjenih Država (SAD) čini značajan dio BDP-a zemlje (3%). Za svoju rutinsku funkciju, industrija zahtijeva često kretanje 9 milijuna mliječnih krava. Nažalost, ova praksa često doprinosi prijenosu zaraznih bolesti (kao što je ptičja influenca) između inače izoliranih stada goveda.

Mliječna industrija SAD-a trenutno je suočena s ozbiljnom prijetnjom – visokopatogenom ptičjom influencom H5N1. Izbijanje je dovelo bolest u središte pozornosti na farmama u Teksasu, Kansasu i Novom Meksiku (veljača 2024.). Do prosinca 2024. ova je epidemija premašila 720 infekcija stoke i 35 infekcija ljudi u Sjedinjenim Državama. Nedavna filogenetska istraživanja i strukturne analize odgovornog soja H5N1 sugeriraju da bi jedna specifična mutacija mogla biti dovoljna da omogući vezanje ljudskog receptora, što izaziva zabrinutost oko rezervoara mliječnog virusa u zemlji i povećava rizik prilagodbe virusa na ljude.

Nažalost, ne postoje istraživačke procjene veličine ili predviđanja epidemije H5N1 ili predviđanja budućih žarišta.

"U prethodnim izbijanjima bolesti goveda kao što su spongiformna encefalopatija i oralne bolesti u Ujedinjenom Kraljevstvu, javnozdravstveni odgovori bili su značajno potkrijepljeni studijama modeliranja za procjenu stopa nedovoljno prijavljivanja. Procjena ključnih epidemioloških mehanizama i kvantificiranje utjecaja politika kontrole."

O studiju

Ova studija rješava ove nedostatke u znanju dizajniranjem i razvojem modela stohastičkog metapopulacijskog prijenosa (SEIR) za simulaciju prijenosa H5N1 kod 9 308 707 mliječnih krava (35 974 stada) diljem kontinentalnih Sjedinjenih Država (48 država; podaci iz popisa 2022.). Koristi se Bayesovim pristupom sinteze dokaza za procjenu epidemioloških parametara koji odgovaraju prijavljenim izbijanjima.

Simulacija modela pokrenuta je zarazom pet krava u Teksasu na temelju filogenetskih analiza koje sugeriraju početno širenje u prosincu 2023., s dodatnim sijanjem koje odražava rana izbijanja. Migracija goveda između stada procijenjena je pomoću funkcije vjerojatnosti izračunate korištenjem podataka iz američkog Modela kretanja životinja (USAMM). Parametri modela prilagođeni su pomoću Monte Carlo simulacija Markovljevog lanca.

Ciljevi modela bili su procijeniti pravu veličinu epidemije H5N1, procijeniti utjecaj trenutnih mjera ublažavanja na buduća izbijanja, identificirati kritične epidemiološke podatke potrebne za pripremu za buduće izbijanja i predvidjeti buduća žarišta izbijanja.

Rezultati studije

Susceptible Infected Infected Infection Dynamics (SEIR) modeli (20 000 stohastičkih simulacija) otkrili su da je većina trenutnih infekcija H5N1 kod mliječnih goveda koncentrirana na zapadnoj obali zemlje. Dok je primijećeno da model precjenjuje gustoću slučajeva u nekim predviđenim izbijanjima (Teksas, Ohio i Novi Meksiko), model je uspješno simulirao izbijanja za države s čestim prijavama kao što je Kalifornija, iako je precijenio izbijanja u nekim drugim državama (Teksas, Ohio i Novi Meksiko) kao potencijalna izbijanja u kojima su istraživači u tim državama.

Zabrinjavajuće je da je samo 16 od 26 država za koje model pokazuje da bi većina simulacija zabilježila izbijanje H5N1 do 2. prosinca 2024. stvarno prijavilo jednu, što ukazuje na visoku razinu neprijavljenosti. Očekuje se da će Arizona i Wisconsin u budućnosti postati žarišta izbijanja H5N1. Indiana i Florida također imaju značajan rizik od izbijanja H5N1.

Istraživanja trenutnih mjera ublažavanja pokazuju da one nisu dovoljne za kontrolu prevalencije H5N1 u zemlji. Naime, jedina trenutna mjera ublažavanja koja se provodi u državama je izvezena stoka (pregled do 30 krava/stado na H5N1). Predviđanja modela pokazala su da bi povećanje ovog probira na čak 100 krava/stado rezultiralo samo neznatnim smanjenjem prosječnih izbijanja i ne bi bitno promijenilo putanju epidemije.

Naime, SEIR model infekcije ne uzima u obzir druge zoonotske virusne rezervoare u predviđanjima modela. Epidemija gripe koja je u tijeku i mogućnost da ove ptice zaraze stoku mogu pogoršati predviđanja modela.

Zaključci

Sadašnja studija i SEIR model koji ona predstavlja sugeriraju da su trenutna izvješća o prevalenciji H5N1 mliječnih goveda premala stvarna koncentracija bolesti u Sjedinjenim Državama. Trenutačne intervencije prijenosa virusa H5N1 nisu dovoljne za sprječavanje dodatnih izbijanja tijekom 2025. godine. Uz najveći rizik od budućih izbijanja, Arizona, Wisconsin, Florida i Indiana zahtijevaju dodatne napore u nadzoru.

“Hitno je potrebno značajno povećanje broja testiranja kako bi se smanjila nesigurnost projekcija modela i donositeljima odluka pružila točnija slika stvarnih razmjera nacionalne epidemije.”

Izvori: