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2023 年末，H5N1 高致病性禽流感病毒（HPAIV）在美国家养奶牛中传播，牛奶中检测出高滴度病毒，引发人们对牛奶传播病毒的担忧。研究人员评估了不同流感病毒在牛奶中的热灭活情况，发现巴氏消毒能有效灭活病毒，但生牛奶仍可能携带感染性流感病毒，这为保障牛奶安全提供了重要依据。
2023 年末，一场令人担忧的疫病在美国家养奶牛群中悄然蔓延。H5N1 高致病性禽流感病毒（HPAIV）这个 “不速之客”，打破了奶牛养殖的平静。令人揪心的是，在奶牛产出的牛奶里，检测出了高滴度的病毒。要知道，牛奶是人们日常生活中常见的饮品，这一发现瞬间引发了轩然大波，人们开始担心，饮用牛奶是否会成为感染 H5N1 病毒的新途径？毕竟，在此之前，牛被认为对流感病毒有一定抗性，而此次病毒不仅感染了奶牛，还大量存在于牛奶中，实在是出人意料。与此同时，已有研究发现，H5N1 病毒在哺乳动物间的传播日益频繁，且在一些乳制品中也检测到了病毒的遗传物质，这让人们对牛奶的安全性充满了疑虑。在这样的背景下，为了给公众一颗 “定心丸”，来自英国罗斯林研究所（Roslin Institute）、动物和植物卫生署韦布里奇病毒学系（Department of Virology, Animal and Plant Health Agency-Weybridge）、皮尔布赖特研究所（The Pirbright Institute）等多个研究机构的研究人员，联合开展了一项极具意义的研究。他们聚焦于一个关键问题：巴氏消毒能否有效灭活牛奶中的流感病毒？经过一系列严谨的实验，研究人员得出结论：在巴氏消毒常用的 63°C 和 72°C 温度下，流感病毒的感染性会迅速丧失，在规定的消毒时间内（63°C 需 30 分钟，72°C 需 15 秒），病毒感染性就已无法检测到。这一结论为保障牛奶安全提供了重要依据，意味着经过正规巴氏消毒的牛奶，大概率不会成为 H5N1 病毒的传播媒介，大大降低了人们因饮用牛奶感染病毒的风险。该研究成果发表在《Nature Communications》上，为相关领域的研究和公共卫生决策提供了宝贵的参考。
研究人员主要运用了以下几种关键技术方法：一是反向遗传学技术，通过转染 293T 细胞，构建并繁殖多种流感病毒株，包括实验室常用株和携带特定表面蛋白的重组病毒；二是病毒培养技术，利用 MDCK 细胞、ST 细胞和鸡胚对不同病毒进行培养和扩增；三是病毒检测技术，采用实时荧光定量 PCR（rRT-PCR）检测病毒基因组，通过空斑试验、鸡胚接种和血凝试验评估病毒的感染性。
研究结果
- 不同流感病毒对巴氏消毒温度的响应：研究人员选取了多种流感病毒株，包括甲型流感病毒（IAV）、能自然感染牛的丁型流感病毒（IDV），以及携带当代禽源或牛源 H5N1 糖蛋白的重组 IAV。通过模拟商业巴氏消毒过程，将病毒与牛奶按 1:10 混合，在薄壁 PCR 管中用热循环仪进行加热处理。结果显示，无论是在生牛奶还是市售的巴氏消毒、均质化全脂牛奶中，PR8 和 H5N3 禽流感病毒在加热时都能迅速灭活。在 4°C 储存的新鲜牛奶和 -20°C 储存后解冻的牛奶中，病毒的灭活效果相似。而且，在 63°C 和 72°C 下，所有测试病毒的感染性都在数秒内急剧下降，在达到牛奶巴氏消毒所需的最短时间之前，感染性就已降至检测限以下。这表明不同类型的流感病毒对巴氏消毒温度的响应具有一致性，巴氏消毒温度能快速有效地降低病毒感染性。
- 不同类型牛奶对巴氏消毒效果的影响：考虑到不同加工方式获得的牛奶奶油浓度可能会影响巴氏消毒效果，研究人员用 PR8 病毒在不同脂肪含量的市售牛奶（脱脂牛奶含 0.1% w/v 脂肪、半脱脂牛奶含 1.7% w/v 脂肪、全脂牛奶含 3.6% w/v 脂肪）中进行测试。结果发现，在每个温度下，无论病毒与哪种牛奶混合，其灭活动力学相似。这说明不同脂肪浓度的牛奶对巴氏消毒灭活流感病毒的效果影响不大，研究结果在不同类型牛奶中具有稳健性。
- H5N1 HPAIV 在牛奶中的灭活情况：为了进一步验证 H5N1 HPAIV 在牛奶中的灭活情况，研究人员在 4 级生物安全防护（SAPO containment level 4）实验室中，采用野生型 H5N1 菌株 A/chicken/Scotland/054477/2021，模拟高温短时间（HTST）巴氏消毒条件。实验中，将未加热或预热至 71.7°C 的生牛奶与病毒混合，15 秒后冷却。结果显示，热处理虽不影响牛奶中病毒基因组的检测，但经过 HTST 巴氏消毒处理后，无论是直接接种还是将接种材料传代至第二个鸡胚，都无法分离出感染性病毒。这直接证明了 HTST 巴氏消毒能有效灭活牛奶中的 H5N1 HPAIV，使其失去感染性。
- 生牛奶携带感染性流感病毒的情况：研究还对生牛奶是否能携带感染性流感病毒进行了探究。结果发现，将流感病毒与未加热的牛奶混合，病毒感染性会略有降低，但这种降低程度远不及巴氏消毒导致的感染性下降。实验表明，高滴度的 H5N1 HPAIV shed 入未巴氏消毒的牛奶后，通过口服接种仍能轻易使其他动物感染。对于所有测试病毒，包括 H5N1 HPAIV 和带有 H5N1 表面蛋白的 PR8，未巴氏消毒的牛奶都是感染性流感病毒的有效载体。这警示人们，生牛奶存在传播感染性流感病毒的风险。
研究结论与讨论
综合上述研究结果，研究人员得出结论：加热至巴氏消毒温度能在规定时间内有效灭活甲型和丁型流感病毒，包括 H5N1 HPAIV。这一结论为牛奶的巴氏消毒工艺提供了有力的科学依据，让人们对经过巴氏消毒的牛奶安全性更有信心。然而，研究也存在一些局限性。虽然巴氏消毒能有效灭活病毒，但不同研究中关于病毒完全灭活的时间点存在差异。这可能是由于不同流感病毒株对热灭活的敏感性不同、病毒浓度差异、实验检测方法的灵敏度不同，以及牛奶成分复杂多样（如脂肪含量、细菌发酵导致的 pH 变化等）、实验模型中热传递方式不同等多种因素导致的。尽管如此，目前多项实验室研究结果与实际巴氏消毒过程的研究结果一致，且美国大规模自然实验中，在市售巴氏消毒牛奶中未检测到感染性病毒，这些都充分证明了商业巴氏消毒在灭活牛奶中流感病毒方面的有效性。不过，研究未评估病毒在未巴氏消毒的牛奶制品（如奶酪、酸奶）中的生存能力，且 H5N1 HPAIV 的感染剂量尚未明确，未来还需要更多研究来确定完全消除病毒感染性的最低热处理条件。总体而言，该研究为保障牛奶及相关乳制品的安全提供了重要参考，也为后续研究指明了方向，具有重要的公共卫生意义。
