《Nature Communications》:Prevention and control of avian influenza virus: Recent advances in diagnostic technologies and surveillance strategies
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为解决禽流感病毒(AIV)监测不足及防控难题,研究人员开展 AIV 诊断技术和监测策略研究。结果显示多种检测技术各有利弊,综合监测可提升防控效果。这对防控 AIV 传播、保障公共健康意义重大。
在自然界中,禽流感病毒(Avian Influenza Virus,AIV)就像一个隐藏在暗处的 “神秘杀手”。它以水禽为自然宿主,却不安分守己,时不时跨越物种的屏障,在禽类、哺乳动物甚至人类中引发疫病。其中,高致病性禽流感(Highly Pathogenic Avian Influenza,HPAI)A (H5N1) 亚型病毒更是来势汹汹,自 2022 年起,已在全球范围内导致超过 7000 万只家禽遭殃,还蔓延到了南极洲,甚至让美国的奶牛 “中招”,引发了人类感染和猫的死亡病例,其不断变化的传播动态和高致死率,让人们谈之色变,严重威胁着公共卫生安全。
面对如此严峻的形势,对 AIV 在哺乳动物中的监测却存在诸多不足。有限的系统采样策略、社会经济障碍,以及感染动物症状不典型等问题,使得 AIV 的监测和防控困难重重。在此背景下,四川大学华西医院、南京农业大学等多个研究机构的研究人员,共同开展了针对 AIV 诊断技术和监测策略的研究,相关成果发表在《Nature Communications》上,为防控 AIV 带来了新的希望。
研究人员在开展此项研究时,运用了多种关键技术方法。在病毒检测方面,采用了病毒分离、核酸检测(如逆转录聚合酶链式反应 RT-PCR、实时荧光定量聚合酶链式反应 qPCR )、抗原检测、血清学检测(如血凝抑制试验 HI、酶联免疫吸附试验 ELISA)等技术;同时,还运用了下一代测序技术(NGS)来确定病毒亚型和突变情况;等温扩增检测技术(如 RT-LAMP、RT-RPA)以及基于生物传感器的检测技术也在研究中发挥了重要作用。在样本采集上,涵盖了环境、动物、人类以及食品等多方面样本。
下面来看具体的研究结果:
- AIV 感染的诊断:AIV 感染的症状表现多样,给临床诊断带来了很大挑战。实验室诊断在 AIV 防控中至关重要。病毒分离虽被视为 “金标准”,但因其操作复杂、存在生物安全风险,逐渐被核酸检测(NATs)取代,如 RT-PCR 和 qPCR,它们快速、易标准化,适用于大规模筛查。优化的双靶 H5 亚型 qPCR 方法,能更精准检测 H5 AIV。抗原检测操作简便、出结果快,但灵敏度较低,不过使用量子点(QD)探针可提高其诊断灵敏度。测序技术能确定 AIV 亚型和突变,NGS 比传统 Sanger 测序更具优势。血清学检测可识别既往感染,但存在 “窗口期”、无法区分病毒变异株等问题。此外,还有一些宿主生物标志物(如 miR-181c-5p、miR1254 等)也在探索用于 AIV 感染诊断,但准确性和适用范围有待进一步研究。快速检测技术需求迫切,基于等温扩增的分子检测和生物传感器技术发展迅速,不过也存在引物设计困难、易受环境干扰等问题 。
- AIV 监测和防控的策略:研究提出采用综合监测方法,遵循 “One Health” 框架,将人类健康、动物健康和环境因素相结合。病毒学监测包括对环境、动物、人类和食品等多方面的 AIV 监测,有助于早期发现病毒,如监测废水可追踪疫情,但也面临病毒来源难确定、成本高等问题。血清学监测则需关注不同哺乳动物宿主的阳性率,应重点监测高风险地区和人群。在防控措施中,疫苗研发至关重要,针对 H5、H7 和 H9 亚型的疫苗研发应优先开展,国际组织需促进疫苗公平分配 。
研究结论和讨论部分指出,H5N1 病毒跨物种传播增加了人畜共患病和大流行风险,“One Health” 框架对于防控 AIV 传播至关重要。然而,目前仍存在一些问题亟待解决。资源丰富地区和资源匮乏地区在诊断、监测和预防措施上存在较大差距,需要缩小这种差距,让更多地区参与到 AIV 防控中来;疫苗虽有效,但会对病毒进化产生选择压力,且动物疫苗接种不全面会导致病毒变异传播;候鸟迁徙路线的病毒监测难度大,需要建立更广泛的监测网络;此外,还需开发新的试剂和方法,以便更好地利用血清学数据评估感染状况、疫苗效果和总体流行情况。
这项研究全面且深入地探索了 AIV 的诊断技术和监测策略,为全球防控 AIV 提供了重要的理论依据和实践指导,让人们在应对这一公共卫生威胁时更有底气,也为后续研究指明了方向,推动着 AIV 防控领域不断向前发展。