在禽流感的舞台上，高致病性禽流感（HPAI）H5N1 亚型病毒一直是个 “麻烦制造者”。2021 年，H5N1 clade 2.3.4.4b 亚型病毒入侵北美，在野生鸟类、家禽中疯狂传播，还频繁感染陆地和海洋哺乳动物。2024 年，美国德州的奶牛也 “中招”，感染后产奶量大幅下降，而且还出现了至少 20 例人因接触感染奶牛而患病的情况，但牛传人、牛传牛的具体传播途径仍不清楚。更令人担忧的是，病毒在哺乳动物间频繁传播，有可能发生变异，变得更容易在人类之间传播，引发新的大流行。
在这样的严峻形势下，来自加拿大萨斯喀彻温大学疫苗与传染病组织（Vaccine and Infectious Disease Organization, University of Saskatchewan）等机构的研究人员挺身而出，开展了一项重要研究，相关成果发表在《Nature Microbiology》上。这项研究意义重大，它不仅能帮助人们了解奶牛感染 H5N1 病毒后的免疫反应，还能为防控该病毒在奶牛群体中的传播、降低跨物种传播风险提供关键依据。
研究人员采用了多种关键技术方法来开展这项研究。在动物实验方面，选用 3 头 6 岁的晚泌乳期荷斯坦奶牛，将其饲养在生物安全三级（CL3）大型动物设施中。在样本采集上，定期收集牛奶、血清、鼻腔分泌物、血液、尿液和粪便等样本，用于检测病毒载量和抗体水平。检测病毒载量时，运用了组织培养半数感染剂量（TCID50）测定法和逆转录定量聚合酶链式反应（RT-qPCR）技术；检测抗体水平则采用了酶联免疫吸附试验（ELISA）、病毒中和试验（VN assay）和血凝抑制试验（HAI assay）。此外，还对奶牛组织进行组织学和免疫组化分析，以此来观察病毒感染对组织的影响。
下面来看看具体的研究结果：
- 临床观察：给奶牛后肢乳腺接种 104 TCID50的牛源 H5N1 病毒后，奶牛从接种后第 2 天起产奶量骤降，第 4 天降至最低，到第 15 天恢复至约 50% 。第 3 天出现临床乳腺炎症状，体温持续升高，直到第 5 天才恢复正常。重新给之前未感染的前肢乳腺接种病毒后，没有观察到临床反应、产奶量和牛奶质量也没有变化，这表明自然免疫能让奶牛抵抗疾病。
- 病毒组织分布和初次感染后的组织病理学：接种后第 4 天，对一头奶牛进行解剖发现，后肢乳腺组织有明显的病毒 RNA，而前肢乳腺组织含量极少。后肢乳腺出现严重的急性坏死性乳腺炎，肺泡内充满蛋白质物质和脂肪滴，上皮细胞脱落。
- 牛奶中的病毒排出：在初次感染的奶牛中，后肢乳腺的病毒 RNA 在接种后第 1 天就能检测到，2 - 4 天达到峰值，20 - 21 天逐渐下降，但之后一直能检测到。前肢乳腺的病毒含量较低。再次接种后，前肢乳腺没有检测到感染性病毒，说明感染诱导的免疫能有效防止病毒复制和排出。
- 再次暴露后的组织病理学：再次接种 10 天后解剖奶牛，发现乳腺组织没有明显的细胞损伤，只有一些愈合的迹象，进一步证实了感染诱导的免疫能保护乳腺。
- 全身和局部抗体反应：ELISA 检测发现，奶牛在接种后第 7 天血清中出现 NP 特异性抗体，第 14 天牛奶中出现病毒中和抗体（VN antibody）。后肢乳腺的 VN 抗体滴度比前肢乳腺高，而且 28 天前肢乳腺的牛奶能中和高达 106 TCID50的病毒，说明感染诱导的免疫能产生有保护作用的中和抗体。
- 空气采样：在奶牛养殖相关活动中，如挤奶、清洗牛舍时，空气中能检测到病毒 RNA，这表明日常养殖活动可能产生含有病毒 RNA 的生物气溶胶，增加传播风险。
综合来看，研究人员通过实验感染和再感染奶牛，发现奶牛感染牛源 H5N1 病毒后能产生保护性免疫，这一免疫反应体现在临床症状、病毒复制与排出、抗体产生等多个方面。不过，研究也存在一些局限，比如实验动物数量有限，无法完全模拟自然环境，而且对一些免疫机制的了解还不够深入。但这一研究为后续防控 H5N1 病毒在奶牛群体中的传播提供了重要的理论基础，也为研发针对该病毒的疫苗指明了方向，未来还需要更多的研究来进一步完善相关认识，从而更好地应对禽流感病毒带来的挑战。
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