新模型显示美国奶牛群中未检测到 H5N1

新模型显示美国奶牛群中未检测到 H5N1

对 H5N1 在 35,974 个美国牛群中传播的强大模拟显示，该病毒的传播范围比报道的要广泛得多，因此迫切呼吁加强农业监测和加强对疾病的控制。

在最近发表在该杂志上的一项研究中自然交流研究人员开发并测试了一种新型随机集合群体传播模型，以提供美国奶牛中正在进行的 H5N1 流感流行的规模、关键流行病学数据和最高风险条件。该模型模拟了美国 35,974 个牛群之间的 H5N1 传播，牛的移动由美国动物移动模型 (USAMM) 的概率输出提供信息，并通过兽医检查数据的州际证书进行验证。

模型结果预测，西海岸各州的疾病负担最高，亚利桑那州和威斯康星州未来爆发疫情的风险最高。该研究强调了当前生物安全监测系统的缺陷，并表明乳制品疫情预计将在 2025 年爆发，需要采取紧急干预措施来解决这些缺陷。

背景

美国 (US) 乳制品行业占该国 GDP 的很大一部分 (3%)。为了实现其日常功能，该行业需要频繁移动 900 万头奶牛。不幸的是，这种做法往往会导致传染病（例如禽流感）在孤立的牛群之间传播。

美国乳制品行业目前面临严重威胁——高致病性禽流感H5N1。此次疫情的爆发使该疾病成为德克萨斯州、堪萨斯州和新墨西哥州农场的关注焦点（2024 年 2 月）。截至 2024 年 12 月，此次疫情在美国已造成超过 720 起牲畜感染和 35 起人类感染。最近对H5N1病毒株的系统发育研究和结构分析表明，特定的单一突变可能足以与人类受体结合，引起人们对该国牛奶病毒库的担忧，并增加病毒适应人类的风险。

不幸的是，目前还没有对 H5N1 疫情规模或预测的研究估计，也没有对未来热点的预测。

“在英国之前爆发的海绵状脑病和口腔疾病等牛病中，公共卫生应对措施得到了模型研究的大力支持，以估计漏报率。估计关键的流行病学机制，并量化控制政策的影响。”

关于该研究

本研究通过设计和开发随机集合种群传播模型 (SEIR) 来模拟美国大陆（48 个州；2022 年人口普查数据）的 9,308,707 头奶牛（35,974 头牛群）中的 H5N1 传播，从而解决了这些知识差距。它使用贝叶斯证据合成方法来估计与报告的疫情相对应的流行病学参数。

该模型模拟是通过感染德克萨斯州的五头奶牛开始的，系统发育分析表明最初的溢出发生在 2023 年 12 月，额外的播种反映了早期的爆发。使用美国动物运动模型 (USAMM) 的数据计算出的似然函数来估计牛群之间的牛迁移。使用马尔可夫链蒙特卡罗模拟来拟合模型参数。

该模型的目标是评估 H5N1 疫情的适当规模，评估当前缓解措施对未来疫情的影响，确定为未来疫情做好准备所需的关键流行病学数据，并预测未来的疫情热点。

研究结果

易感感染者感染动态 (SEIR) 模型（20,000 次随机模拟）显示，目前大多数奶牛 H5N1 感染集中在该国西海岸。虽然该模型被观察到高估了一些预测的疫情爆发（德克萨斯州、俄亥俄州和新墨西哥州）的病例密度，但该模型成功模拟了加利福尼亚州等经常报告的州的疫情爆发，尽管它高估了其他一些州（德克萨斯州、俄亥俄州和新墨西哥州）的疫情爆发，因为研究人员在这些州存在潜在的疫情爆发。

令人担忧的是，该模型表明大多数模拟结果显示，到 2024 年 12 月 2 日，26 个州中只有 16 个州实际报告了 H5N1 疫情，这表明漏报率很高。亚利桑那州和威斯康星州预计将成为未来 H5N1 疫情的热点地区。印第安纳州和佛罗里达州也存在 H5N1 流感爆发的重大风险。

对当前缓解措施的研究表明，这些措施不足以控制 H5N1 在该国的流行。值得注意的是，目前各州强制执行的唯一缓解措施是出口牛（每群最多 30 头牛进行 H5N1 病毒筛查）。模型预测表明，将筛查范围增加到甚至 100 头牛/牛群只会导致平均疫情略有减少，并且不会从根本上改变流行病的轨迹。

值得注意的是，SEIR 感染模型在模型预测中没有考虑其他人畜共患病毒储存库。流感的持续流行以及这些鸟类感染牲畜的可能性可能会使模型预测变得更糟。

结论

本研究及其提出的 SEIR 模型表明，当前有关 H5N1 奶牛患病率的报告未能充分反映该疾病在美国的真实浓度。目前的抗 H5N1 传播干预措施不足以防止 2025 年全年进一步爆发。由于未来爆发的风险最高，亚利桑那州、威斯康星州、佛罗里达州和印第安纳州需要额外的监测工作。

“迫切需要大幅增加测试，以减少模型预测的不确定性，并为决策者提供更准确的全国疫情真实规模的了解。”

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