Nieuw model laat zien dat H5N1 niet wordt gedetecteerd in Amerikaanse melkveestapels

Nieuw model laat zien dat H5N1 niet wordt gedetecteerd in Amerikaanse melkveestapels

Een krachtige simulatie van de overdracht van H5N1 over 35.974 Amerikaanse kuddes laat zien dat het virus veel wijdverspreider is dan gerapporteerd, wat een dringende roep doet rijzen voor beter landbouwtoezicht en sterkere controle van de ziekten.

Dat blijkt uit een recente studie gepubliceerd in het tijdschriftCommunicatie over de natuurOnderzoekers ontwikkelden en testten een nieuw stochastisch metapopulatietransmissiemodel om de omvang, belangrijke epidemiologische gegevens en de omstandigheden met het hoogste risico te verschaffen in de aanhoudende H5N1-griepepidemie bij Amerikaans melkvee. Het model simuleert de overdracht van H5N1 tussen 35.974 kuddes in de Verenigde Staten, waarbij veebewegingen worden geïnformeerd door probabilistische resultaten van het United States Animal Movement Model (USAMM) en geverifieerd met Interstate certificaten van veterinaire inspectiegegevens.

Modelresultaten voorspellen dat de staten aan de westkust de hoogste ziektelast hebben, terwijl Arizona en Wisconsin het grootste risico lopen op toekomstige uitbraken. De studie wijst op lacunes in de huidige bioveiligheidstoezichtsystemen en suggereert dat er in 2025 uitbraken van zuivelproducten zullen plaatsvinden, waardoor dringende interventies nodig zijn om deze lacunes aan te pakken.

achtergrond

De zuivelindustrie van de Verenigde Staten (VS) is verantwoordelijk voor een aanzienlijk deel van het bbp van het land (3%). Voor zijn routinematige functie vereist de industrie frequente verplaatsingen van de 9 miljoen melkkoeien. Helaas draagt ​​deze praktijk vaak bij aan de overdracht van overdraagbare ziekten (zoals de vogelgriep) tussen anders geïsoleerde kuddes vee.

De Amerikaanse zuivelindustrie wordt momenteel geconfronteerd met een ernstige bedreiging: de hoogpathogene vogelgriep H5N1. De uitbraak bracht de ziekte onder de aandacht op boerderijen in Texas, Kansas en New Mexico (februari 2024). In december 2024 had deze uitbraak in de Verenigde Staten meer dan 720 veestapelinfecties en 35 menselijke infecties overtroffen. Recent fylogenetisch onderzoek en structurele analyses van de verantwoordelijke H5N1-stam suggereren dat een specifieke enkele mutatie voldoende kan zijn om binding van de menselijke receptor mogelijk te maken, wat aanleiding geeft tot bezorgdheid over het melkvirusreservoir van het land en het risico van virusaanpassing aan mensen vergroot.

Helaas zijn er geen onderzoeksschattingen van de omvang of voorspellingen van de H5N1-epidemie of voorspellingen van toekomstige hotspots.

"Bij eerdere uitbraken van runderziekten zoals spongiforme encefalopathie en mondziekten in Groot-Brittannië zijn de reacties op de volksgezondheid aanzienlijk ondersteund door modelstudies om de onderrapportagepercentages te schatten. Het schatten van belangrijke epidemiologische mechanismen en het kwantificeren van de impact van het controlebeleid."

Over de studie

De huidige studie pakt deze kennislacunes aan door een stochastisch metapopulatietransmissiemodel (SEIR) te ontwerpen en te ontwikkelen om de H5N1-transmissie te simuleren bij 9.308.707 melkkoeien (35.974 kuddes) in de continentale Verenigde Staten (48 staten; volkstellinggegevens van 2022). Het maakt gebruik van een Bayesiaanse benadering van bewijssynthese om epidemiologische parameters te schatten die overeenkomen met gerapporteerde uitbraken.

De modelsimulatie werd geïnitieerd door vijf koeien in Texas te infecteren op basis van fylogenetische analyses die een eerste overloop in december 2023 suggereerden, waarbij extra zaaien een weerspiegeling was van vroege uitbraken. De migratie van vee tussen kuddes werd geschat met behulp van een waarschijnlijkheidsfunctie die werd berekend met behulp van gegevens van het United States Animal Movement Model (USAMM). De modelparameters werden aangepast met behulp van Monte Carlo-simulaties van de Markov-keten.

De modeldoelstellingen waren het beoordelen van de juiste omvang van de H5N1-epidemie, het beoordelen van de impact van de huidige mitigatiemaatregelen op toekomstige uitbraken, het identificeren van cruciale epidemiologische gegevens die nodig zijn om zich voor te bereiden op toekomstige uitbraken, en het voorspellen van toekomstige hotspots voor uitbraken.

Studieresultaten

Susceptible Infected Infected Infection Dynamics (SEIR)-modellen (20.000 stochastische simulaties) lieten zien dat de meeste huidige H5N1-infecties bij melkvee geconcentreerd zijn aan de westkust van het land. Hoewel werd waargenomen dat het model de ziektedichtheid bij sommige voorspelde uitbraken (Texas, Ohio en New Mexico) overschatte, simuleerde het model met succes uitbraken voor staten met frequente rapportage, zoals Californië, hoewel het uitbraken in sommige andere staten (Texas, Ohio en New Mexico) overschatte als potentiële uitbraken waarbij onderzoekers zich in die staten bevinden.

Alarmerend genoeg hadden slechts 16 van de 26 staten waar het model aangeeft dat de meerderheid van de simulaties op 2 december 2024 een H5N1-uitbraak zou hebben geregistreerd, er ook daadwerkelijk een gemeld, wat wijst op een hoge mate van onderrapportage. Arizona and Wisconsin are expected to become future hotspots of H5N1 outbreaks. Indiana and Florida also have a significant risk of H5N1 outbreaks.

Uit onderzoek naar de huidige mitigatiemaatregelen blijkt dat deze niet voldoende zijn om de prevalentie van H5N1 in het land onder controle te houden. Opvallend is dat de enige huidige beperkende maatregel die in de Verenigde Staten wordt opgelegd, het exporteren van vee is (screening van maximaal 30 koeien/kudde op H5N1). Modelvoorspellingen lieten zien dat het verhogen van deze screening tot zelfs 100 koeien/kudde zou resulteren in slechts een lichte vermindering van de gemiddelde uitbraken en het traject van de epidemie niet fundamenteel zou veranderen.

Met name houdt het SEIR-infectiemodel geen rekening met andere zoönotische virale reservoirs in modelvoorspellingen. De aanhoudende griepepidemie en de mogelijkheid dat deze vogels vee infecteren, kunnen de modelvoorspellingen verslechteren.

Conclusies

De huidige studie en het daarin gepresenteerde SEIR-model suggereren dat de huidige rapporten over de prevalentie van H5N1-melkvee een ondervertegenwoordiging zijn van de werkelijke concentratie van de ziekte in de Verenigde Staten. De huidige anti-H5N1-overdrachtsinterventies zijn niet voldoende om in 2025 nieuwe uitbraken te voorkomen. Omdat het risico op toekomstige uitbraken het grootst is, hebben Arizona, Wisconsin, Florida en Indiana aanvullende surveillance-inspanningen nodig.

“Aanzienlijke verhogingen van het aantal tests zijn dringend nodig om de onzekerheid van modelprojecties te verminderen en besluitvormers een nauwkeuriger beeld te geven van de ware omvang van de nationale epidemie.”

Bronnen: