揭秘美国奶牛 H5N1流感传播：模型预警与防控新启示

2024 年美国奶牛爆发 H5N1禽流感，监测数据有限难以确定疫情规模。研究人员构建随机种群传播模型展开研究，发现当前干预措施效果不足，疫情集中于西海岸，亚利桑那州和威斯康星州风险大。该研究为防控提供依据。

　　2024 年，一场突如其来的动物疫病在美国奶牛群中悄然蔓延，搅乱了整个乳业的平静。起初，德州、新墨西哥州和堪萨斯州的奶牛场察觉到异样，奶牛们出现瘤胃活动减弱、腹泻、产奶量下降，牛奶还变得浓稠且变色。经检测，这些奶牛感染了高致病性禽流感 H⁵N¹，这可是美国牛群中首次被确认的甲型流感传播案例。后续研究发现，病毒源自 2023 年末野生鸟类，2023 年 12 月可能在德州首次传播给奶牛。由于挤奶设备在奶牛间重复使用，病毒得以在奶牛群中扩散，而且这种病毒还能通过牛奶传播，甚至出现了人类感染病例，一名奶牛场工人因接触感染牛奶而患上结膜炎 。

美国乳业对经济至关重要，奶牛频繁跨州运输，使得 H⁵N¹迅速扩散。为防控疫情，美国实施了一些措施，比如要求跨州运输奶牛时进行检测，但疫情仍在持续蔓延。在此背景下，确定疫情真实规模、了解病毒传播区域就变得极为关键，然而此前美国针对此次牛群 H⁵N¹疫情，缺乏有效的建模研究。

为解决这些问题，来自英国帝国理工学院 MRC 全球传染病分析中心等机构的研究人员开展了一项重要研究，相关成果发表在《Nature Communications》上。

研究人员构建了一个随机种群传播模型（stochastic metapopulation transmission model），该模型涵盖了美国大陆 35,974 个奶牛场的 9,308,707 头奶牛。模型中的参数通过贝叶斯证据合成方法（Bayesian evidence synthesis approach）拟合疫情数据进行估计，同时利用美国动物移动模型（USAMM）的概率输出来追踪奶牛在牛群和各州之间的移动情况 。

研究结果

1. 疫情分布与预测：研究发现，目前疫情主要集中在美国西海岸各州。模型预测，中西部和佛罗里达州很可能是下一批出现疫情的地区。这是因为疫情起源于德州，而德州主要向附近的西海岸各州出口奶牛 。
2. 疫情漏报情况：通过模型模拟与实际确诊疫情对比，研究人员发现很多州存在疫情漏报现象。例如，截至 2024 年 12 月 9 日，加利福尼亚州报告的疫情数量占比很高，模型在一些州的预测结果高于实际报告，如德州、新墨西哥州和俄亥俄州，这意味着这些州可能存在比加州更多的漏报情况 。
3. 出口检测阳性率：模型模拟了各州奶牛出口检测的阳性率。早期，德州是少数几个出口检测阳性概率较高的州之一，到 2024 年 8 月，德州出口检测阳性概率超过 40%。到 12 月，全美各地的阳性概率趋于均匀 。
4. 干预措施效果评估：研究人员设定了两种反事实情景评估干预措施效果。情景 1 假设不采取任何限制措施，情景 2 假设提前实施更严格的检测（提前 28 天，检测数量增加到 100 头）。结果显示，当前的边境检测措施不足以有效遏制疫情，更强有力的农场干预措施，如挤奶后乳头浸药、使用一次性湿巾进行挤奶前乳头消毒等，才可能有效控制疫情传播 。

研究结论与讨论

这项研究首次构建了美国大陆奶牛 H⁵N¹流感传播的动态模型，揭示了疫情的传播规律和现状。研究表明，当前报告的疫情数量可能无法真实反映 H⁵N¹流感在奶牛中的流行规模，漏报情况较为严重，而且各州奶牛种群分布差异影响了疫情传播。现有干预措施效果不佳，自愿检测和干预的利用率也很低。因此，急需加强检测，以便更准确地掌握疫情规模，为决策提供依据 。

不过，该研究也存在一定局限性。由于流行病学数据不足，研究人员对疫情监测概率做了一些假设，而且美国缺乏强制电子标签系统，无法精确追踪奶牛移动，只能采用概率方法，这增加了模型的不确定性。此外，研究未考虑其他动物宿主对疫情的影响 。但总体而言，这项研究为美国奶牛 H⁵N¹流感防控敲响了警钟，指明了后续研究方向，对保障乳业安全和公共卫生具有重要意义。