Nový model ukazuje, že H5N1 nie je zistený v amerických stádach dojníc

Nový model ukazuje, že H5N1 nie je zistený v amerických stádach dojníc

Výkonná simulácia prenosu H5N1 naprieč 35 974 stádami v USA ukazuje, že vírus je oveľa rozšírenejší, ako sa uvádza, čo vyvoláva naliehavé požiadavky na lepší poľnohospodársky dohľad a silnejšiu kontrolu chorôb.

V nedávnej štúdii uverejnenej v časopiseKomunikácia prírodyVýskumníci vyvinuli a testovali nový stochastický model prenosu metapopulácie, aby poskytli rozsah, kľúčové epidemiologické údaje a najvyššie rizikové podmienky v prebiehajúcej epidémii chrípky H5N1 u dobytka v USA. Model simuluje prenos H5N1 medzi 35 974 stádami v Spojených štátoch, pričom pohyb dobytka je informovaný o pravdepodobnostných výstupoch z Modelu pohybu zvierat v Spojených štátoch (USAMM) a overený s medzištátnymi certifikátmi údajov veterinárnej kontroly.

Výsledky modelu predpovedajú, že štáty západného pobrežia majú najvyššiu chorobnosť, pričom najvyššie riziko budúcich prepuknutia choroby sú v Arizone a Wisconsine. Štúdia poukazuje na medzery v súčasných systémoch dohľadu nad biologickou bezpečnosťou a naznačuje, že ohniská v oblasti mlieka a mliečnych výrobkov sú v prognóze na rok 2025, čo si vyžaduje naliehavé zásahy na riešenie týchto medzier.

pozadia

Mliekarenský priemysel Spojených štátov (USA) tvorí významnú časť HDP krajiny (3 %). Pre svoju rutinnú funkciu vyžaduje priemysel častý pohyb 9 miliónov dojníc. Žiaľ, táto prax často prispieva k prenosu prenosných chorôb (ako je vtáčia chrípka) medzi inak izolovanými stádami dobytka.

Americký mliekarenský priemysel v súčasnosti čelí vážnej hrozbe – vysoko patogénnej vtáčej chrípke H5N1. Prepuknutie choroby vynieslo do centra pozornosti na farmách v Texase, Kansase a Novom Mexiku (február 2024). Do decembra 2024 toto prepuknutie prekonalo 720 infekcií stád dobytka a 35 infekcií u ľudí v Spojených štátoch. Nedávny fylogenetický výskum a štrukturálne analýzy zodpovedného kmeňa H5N1 naznačujú, že špecifická jediná mutácia môže stačiť na to, aby umožnila väzbu ľudského receptora, čo vyvoláva obavy z rezervoáru mliečneho vírusu v krajine a zvyšuje riziko adaptácie vírusu na človeka.

Bohužiaľ, neexistujú žiadne výskumné odhady veľkosti alebo predpovedí epidémie H5N1 alebo predpovedí budúcich hotspotov.

"Pri predchádzajúcich prepuknutiach chorôb hovädzieho dobytka, ako je spongiformná encefalopatia a ochorenia ústnej dutiny v Spojenom kráľovstve, boli reakcie v oblasti verejného zdravia významne podporené modelovými štúdiami na odhadnutie miery podhodnotenia. Odhad kľúčových epidemiologických mechanizmov a kvantifikovanie vplyvu kontrolných politík."

O štúdiu

Táto štúdia sa zaoberá týmito medzerami vo vedomostiach navrhnutím a vývojom modelu prenosu stochastickej metapopulácie (SEIR) na simuláciu prenosu H5N1 u 9 308 707 dojníc (35 974 stád) naprieč kontinentálnymi Spojenými štátmi (48 štátov; údaje zo sčítania ľudu 2022). Na odhad epidemiologických parametrov zodpovedajúcich hláseným ohniskám používa Bayesovský prístup syntézy dôkazov.

Modelová simulácia bola iniciovaná infikovaním piatich kráv v Texase na základe fylogenetických analýz naznačujúcich počiatočné prelievanie v decembri 2023, s ďalším výsevom odrážajúcim skoré prepuknutia. Migrácia dobytka medzi stádami sa odhadla pomocou pravdepodobnostnej funkcie vypočítanej s použitím údajov z modelu pohybu zvierat v Spojených štátoch (USAMM). Parametre modelu boli prispôsobené pomocou simulácií Monte Carlo Markovho reťazca.

Cieľom modelu bolo posúdiť správnu veľkosť epidémie H5N1, posúdiť vplyv súčasných zmierňujúcich opatrení na budúce ohniská, identifikovať kritické epidemiologické údaje potrebné na prípravu na budúce ohniská a predpovedať budúce ohniská prepuknutia.

Výsledky štúdie

Modely dynamiky susceptible Infected Infected Infection Dynamics (SEIR) (20 000 stochastických simulácií) odhalili, že väčšina súčasných infekcií H5N1 u mliečneho dobytka sa sústreďuje na západnom pobreží krajiny. Aj keď sa pozorovalo, že model nadhodnocuje hustotu prípadov v niektorých predpovedaných ohniskách (Texas, Ohio a Nové Mexiko), model úspešne simuloval prepuknutia pre štáty s častým hlásením, ako je Kalifornia, hoci precenil ohniská v niektorých iných štátoch (Texas, Ohio a Nové Mexiko) ako potenciálne ohniská, v ktorých sú výskumníci v týchto štátoch.

Alarmujúce je, že iba 16 z 26 štátov, v ktorých model naznačuje, že väčšina simulácií by zaznamenala prepuknutie H5N1 do 2. decembra 2024, skutočne hlásilo prepuknutie H5N1, čo naznačuje vysokú úroveň podhodnotenia. Očakáva sa, že Arizona a Wisconsin sa v budúcnosti stanú ohniskami prepuknutia H5N1. Indiana a Florida majú tiež značné riziko prepuknutia H5N1.

Výskum súčasných zmierňujúcich opatrení ukazuje, že nie sú dostatočné na kontrolu prevalencie H5N1 v krajine. Jediným súčasným zmierňujúcim opatrením presadzovaným v štátoch je najmä vyvážaný dobytok (skríning až 30 kráv/stádo na H5N1). Modelové predpovede ukázali, že zvýšenie tohto skríningu dokonca na 100 kráv/stádo by viedlo len k miernemu zníženiu priemerných ohnísk a zásadne by nezmenilo trajektóriu epidémie.

Predovšetkým model infekcie SEIR neberie do úvahy iné zoonotické vírusové rezervoáre v modelových predpovediach. Prebiehajúca epidémia chrípky a možnosť, že tieto vtáky infikujú hospodárske zvieratá, môžu zhoršiť predpovede modelu.

Závery

Súčasná štúdia a model SEIR, ktorý predstavuje, naznačujú, že súčasné správy o prevalencii H5N1 mliečneho dobytka nedostatočne zastupujú skutočnú koncentráciu choroby v Spojených štátoch. Súčasné zásahy proti prenosu vírusu H5N1 nie sú dostatočné na to, aby zabránili ďalším prepuknutiam v roku 2025. Vzhľadom na najvyššie riziko budúcich prepuknutí si Arizona, Wisconsin, Florida a Indiana vyžadujú dodatočné úsilie v oblasti dohľadu.

"Naliehavo je potrebný výrazný nárast testovania, aby sa znížila neistota modelových projekcií a aby sa osobám s rozhodovacou právomocou poskytol presnejší obraz o skutočnom rozsahu národnej epidémie."

Zdroje: