Ny modell viser at H5N1 er uoppdaget i amerikanske melkebesetninger

Ny modell viser at H5N1 er uoppdaget i amerikanske melkebesetninger

En kraftig simulering av H5N1-overføring på tvers av 35 974 amerikanske besetninger viser at viruset er langt mer utbredt enn rapportert, noe som gir presserende krav om bedre landbruksovervåking og sterkere kontroll over sykdommene.

I en fersk studie publisert i tidsskriftetNaturkommunikasjonForskere utviklet og testet en ny stokastisk metapopulasjonsoverføringsmodell for å gi skala, epidemiologiske nøkkeldata og høyeste risikoforhold i den pågående H5N1-influensaepidemien i amerikansk melkekyr. Modellen simulerer H5N1-overføring mellom 35 974 besetninger i USA, med storfebevegelse informert av sannsynlige utdata fra United States Animal Movement Model (USAMM) og verifisert med Interstate-sertifikater for veterinærinspeksjonsdata.

Modellresultater forutsier at vestkyststatene har den høyeste sykdomsbyrden, med Arizona og Wisconsin med høyest risiko for fremtidige utbrudd. Studien fremhever hull i nåværende biosikkerhetsovervåkingssystemer og antyder at meieriutbrudd er i 2025-prognosen, noe som krever akutte intervensjoner som adresserer disse hullene.

bakgrunn

Meieriindustrien i USA (USA) står for en betydelig del av landets BNP (3%). For sin rutinemessige funksjon krever næringen hyppig flytting av de 9 millioner melkekyrne. Dessverre bidrar denne praksisen ofte til overføring av smittsomme sykdommer (som fugleinfluensa) mellom ellers isolerte storfebesetninger.

Den amerikanske meieriindustrien står for tiden overfor en alvorlig trussel – høypatogen aviær influensa H5N1. Utbruddet brakte sykdommen i søkelyset på gårder i Texas, Kansas og New Mexico (februar 2024). I desember 2024 hadde dette utbruddet passert 720 husdyrbesetningsinfeksjoner og 35 menneskelige infeksjoner i USA. Nyere fylogenetisk forskning og strukturelle analyser på den ansvarlige H5N1-stammen antyder at en spesifikk enkeltmutasjon kan være nok til å tillate binding av den menneskelige reseptoren, noe som vekker bekymring for landets melkevirusreservoar og øker risikoen for virustilpasning til mennesker.

Dessverre er det ingen forskningsestimat av størrelsen eller spådommene til H5N1-epidemien eller spådommer om fremtidige hotspots.

"I tidligere utbrudd av bovine sykdommer som spongiform encefalopati og orale sykdommer i Storbritannia, har folkehelseresponser blitt betydelig støttet av modelleringsstudier for å estimere underrapporteringsrater. Estimering av sentrale epidemiologiske mekanismer, og kvantifisering av virkningen av kontrollpolitikk."

Om studiet

Denne studien adresserer disse kunnskapshullene ved å designe og utvikle en stokastisk metapopulasjonsoverføringsmodell (SEIR) for å simulere H5N1-overføring i 9 308 707 melkekyr (35 974 besetninger) over hele det kontinentale USA (48 stater; 2022 Census data). Den bruker en Bayesiansk bevissyntese-tilnærming for å estimere epidemiologiske parametere som tilsvarer rapporterte utbrudd.

Modellsimuleringen ble initiert ved å infisere fem kyr i Texas basert på fylogenetiske analyser som antydet en første spillover i desember 2023, med ekstra såing som gjenspeiler tidlige utbrudd. Storfemigrasjon mellom besetninger ble estimert ved å bruke en sannsynlighetsfunksjon beregnet ved hjelp av data fra United States Animal Movement Model (USAMM). Modellparametrene ble tilpasset ved hjelp av Markov-kjeden Monte Carlo-simuleringer.

Modellmålene var å vurdere riktig størrelse på H5N1-epidemien, vurdere virkningen av nåværende avbøtende tiltak på fremtidige utbrudd, identifisere kritiske epidemiologiske data som trengs for å forberede seg på fremtidige utbrudd, og forutsi fremtidige utbrudd hotspots.

Studieresultater

Susceptible Infected Infected Infection Dynamics (SEIR)-modeller (20 000 stokastiske simuleringer) viste at de fleste aktuelle H5N1-infeksjoner hos melkekyr er konsentrert på vestkysten av landet. Mens modellen ble observert å overvurdere sakstettheter i noen forutsagte utbrudd (Texas, Ohio og New Mexico), simulerte modellen vellykket utbrudd for stater med hyppig rapportering som California, selv om den overvurderte utbrudd i noen andre stater (Texas, Ohio og New Mexico) som potensielle utbrudd der forskere er i disse statene.

Alarmerende nok hadde bare 16 av de 26 statene der modellen indikerer at et flertall av simuleringene ville ha registrert et H5N1-utbrudd innen 2. desember 2024 faktisk rapportert ett, noe som indikerer et høyt nivå av underrapportering. Arizona og Wisconsin forventes å bli fremtidige hotspots for H5N1-utbrudd. Indiana og Florida har også en betydelig risiko for H5N1-utbrudd.

Forskning på aktuelle avbøtende tiltak viser at de ikke er tilstrekkelige til å kontrollere forekomsten av H5N1 i landet. Spesielt er det eneste gjeldende avbøtende tiltak som håndheves i statene eksportert storfe (screening av opptil 30 kyr/besetning for H5N1). Modellprediksjoner viste at å øke denne screeningen til til og med 100 kyr/besetning ville kun resultere i en liten reduksjon i gjennomsnittlige utbrudd og ikke fundamentalt endre epidemiens bane.

Spesielt tar SEIR-infeksjonsmodellen ikke for andre zoonotiske virale reservoarer i modellprediksjoner. Den pågående epidemien for influensa og muligheten for at disse fuglene infiserer husdyr kan forverre modellspådommer.

Konklusjoner

Den nåværende studien og SEIR-modellen den presenterer antyder at nåværende rapporter om H5N1 melkekyrprevalens er en underrepresentasjon av den sanne konsentrasjonen av sykdommen i USA. Nåværende anti-H5N1-overføringsintervensjoner er ikke tilstrekkelige til å forhindre ytterligere utbrudd gjennom 2025. Med høyest risiko for fremtidige utbrudd krever Arizona, Wisconsin, Florida og Indiana ytterligere overvåkingsinnsats.

"Betydelige økninger i testing er påtrengende nødvendig for å redusere usikkerheten til modellprojeksjoner og gi beslutningstakere et mer nøyaktig bilde av den sanne omfanget av den nasjonale epidemien."

Kilder: