牛气道上皮细胞高效支持禽、猪及人甲型流感病毒复制揭示其作为跨物种传播潜在宿主的关键作用

来自德国的研究人员针对高致病性禽流感H5N11,2在奶牛中跨物种传播的现象，开展了牛气道上皮细胞（BAEC）对禽类（AIV）、猪类（SIV）和人类流感病毒（IAV）易感性的研究。结果表明分化牛气道细胞可被各类流感病毒有效感染，且猪源H1N1病毒复制能力最强，证实牛可作为禽源与哺乳动物源流感病毒的混合宿主，为病毒跨物种传播（spillover）提供关键科学依据。

　　

近期研究表明，高致病性禽流感病毒（HPAIV）H5N1不仅在家禽和野鸟中引发高死亡率疫情，更令人担忧的是其向哺乳动物（包括人类）的跨物种传播事件日益增多。最新数据显示，H5N1病毒已从鸟类传播至美国奶牛群，波及17个州的1000多个牧场，并导致41例相关人类感染病例，这提示牛可能在流感病毒人畜共患传播链中扮演重要角色。

虽然已知高致病性和低致病性禽流感病毒（LPAIV）均可感染人类及哺乳动物，且2009年猪源H1N1流感大流行病毒至今仍在猪群与人类中循环，但关于牛气道 epithelium 对各类流感病毒易感性的系统研究仍较缺乏。呼吸道上皮细胞是流感病毒的主要靶标，本研究通过建立分化牛气道上皮细胞（BAEC）的气液界面（ALI）培养模型，首次系统评估了禽源（H7N7、H9N2）、猪源（H1N1）和人源（H1N1(pdm09)）流感病毒对牛呼吸道的感染特性。

研究团队采用免疫荧光染色技术检测病毒核蛋白（NP）与纤毛标志物β-tubulin的共定位，发现所有病毒均主要感染纤毛细胞。病毒复制动力学分析显示，猪源H1N1病毒在感染后24小时起即表现出显著更高的病毒释放量，而禽源H7N7病毒的复制效率较H9N2病毒高出近百倍。感染8天后，猪源H1N1和禽源H7N7病毒导致纤毛覆盖面积显著减少（分别下降33.8%和38.5%），并引起假复层上皮厚度约40%的缩减，但人源H1N1(pdm09)和禽源H9N2仅引起轻微病变。值得注意的是，所有病毒感染均未影响上皮屏障功能（跨上皮电阻维持在205-256 Ω·cm2）。

该研究揭示了不同流感病毒在牛呼吸道中的复制效率存在显著差异。尽管牛呼吸道同时存在α2,3-linked和α2,6-linked唾液酸（SA）受体，但兼具两种受体结合特性的H9N2病毒复制效率反而远低于仅识别α2,3-linked SA的H7N7病毒，提示病毒复制可能受到黏液屏障、神经氨酸酶活性、胞内复制效率及先天免疫应答等多因素调控。这些发现为解释近期美国奶牛场H5N1疫情中仅出现轻微呼吸道症状的现象提供了实验依据，表明流感病毒在牛气道中的传播可能受限且上皮修复能力较强。

该研究模型未来可扩展至禽源与牛源HPAIV H5N1病毒的比较研究，并进一步探索人源气道细胞是否存在类似的病毒株特异性致病差异，为流感病毒跨物种传播机制和防控策略提供重要理论支撑。