自2024年3月首次在美国奶牛群中检出H5N1高致病性禽流感（Highly Pathogenic Avian Influenza, HPAI）以来，该病毒已扩散至17个州，累计感染超过1000个牛群。由于群内传播数据匮乏，研究人员采用简化疾病传播模型结合近似贝叶斯计算（Approximate Bayesian Computation, ABC）算法，利用某次暴发牛群的发病率、实验室检测数据及实验接种研究结果，估算H5N1在牛群内的传播参数。基线模型估计每日充分接触率为0.78（95%置信区间0.64–0.97），基本再生数R0为8（95%置信区间7–11）。基于包含3433头泌乳牛的已知感染群模拟显示，从病毒引入到临床体征流行率达到5%需超过两周。上述参数为疫情监测设计、暴发管理、风险分析及区域传播模型提供了重要依据，未来结合更多实验与暴发数据可进一步提高精度并解析传播模式差异。
本研究针对H5N1高致病性禽流感在美国奶牛群中的群内传播动态展开，由美国农业部动植物卫生检验局（USDA-APHIS）的研究团队完成，成果发表于《Journal of Dairy Science》。2024年3月起，H5N1 clade 2.3.4.4b基因型B3.13病毒在多个州的奶牛群中暴发，跨州传播主要与感染但未检测的泌乳牛流动有关，但群内传播速率及机制尚缺乏量化数据。现有实验接种研究虽提供了潜伏期、传染期等疾病状态时长参数，但未涵盖自然传播过程的接触率估算，因此亟需利用真实暴发数据进行参数推断，以支撑监测与防控策略优化。
研究人员采用的主要技术方法包括：选择俄亥俄州一大型泌乳牛群（规模3433头）作为研究对象，该群于2024年3月8日引入来自疫区的初产牛，随后出现典型临床症状并被确诊感染H5N1。数据采集涵盖临床体征记录、实时逆转录聚合酶链反应（rT-PCR）检测结果（奶样、尿样、鼻拭子）、酶联免疫吸附试验（ELISA）抗体水平，以及电子监测系统的生产性能变化。研究人员构建了随机个体为本的均质群内传播模型，假设频率依赖性传播，并使用ABC算法结合马尔可夫链蒙特卡洛（MCMC）方法拟合观测数据，估算充分接触率及R0，并通过多情景敏感性分析评估输入先验及模型假设的影响。
结果部分
在基线情景（Scenario A）中，模拟轨迹与观测的发病率曲线及检测结果高度吻合，充分接触率估计值为0.75（95%置信区间0.64–1.05）/天，R0为8（95%置信区间7–11），表明群内持续传播的可能性较高。敏感性分析调整传染期均值和临床症状出现时间的先验分布，接触率估计保持稳定，但R0随传染期长度变化在6至10间波动。考虑部分牛只先天免疫（Scenario F）时，接触率和R0几乎不变；若仅临床感染牛具传染性（Scenario G），接触率升至5.68（95%置信区间3.75–9.45）/天，但全群平均R0仍与基线相近。
模拟预测显示，在3433头的牛群中，达到5%感染流行率需14（95%置信区间10–20）天，达到5%临床体征流行率需19（95%置信区间15–26）天；较小规模（500头）牛群则分别缩短至9天和15天。临床症状检测阈值从3%提升至5%，所需天数增幅有限，反映疫情指数增长阶段流行率上升迅速。模型还预测群内个体排毒期可能超过40天，尽管中和抗体在感染后约12天出现，但rT-PCR阳性可持续更久。
讨论与结论
本研究首次基于真实暴发数据量化了H5N1在奶牛群内的传播参数，填补了该病毒在牛群中传播动力学的空白。R0为8意味着要实现群体免疫需约86–91%的泌乳牛获得免疫，这对牛群管理和生物安全具有重要指导意义。与已有建模研究相比，本研究的R0更高，原因可能在于结合了实验与暴发数据，从而获得更精确的传染期和接触率估计。
研究同时指出，在疫情初期低流行率阶段，即使感染比例仅为1%，跨区域调运40头牛时仍有约33%概率携带至少一头感染牛，凸显早期检测与持续监测的重要性。此外，均质混合假设可能低估异质性传播风险，未来需纳入牛群内部空间结构、不同泌乳阶段牛只易感性差异及多种传播途径的影响。研究人员强调，当前参数源自单一牛群，需在更多暴发事件中验证，并结合不同接种途径的实验研究，以提高模型的适用性和预测能力。
翻译结论部分：H5N1高致病性禽流感在奶牛群内的基本再生数约为8，充分接触率约为0.75/天，表明群内持续传播风险高，实现群体免疫需覆盖绝大多数泌乳牛。疫情在低流行率阶段即可造成跨区域传播隐患，需加强早期检测与生物安全措施。群内传播参数在不同假设下保持稳定，但非临床感染牛的传播作用仍需进一步研究。
