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【编辑推荐】为填补低收入和中等收入国家(LMICs)禽流感(AIV)监测空白,研究人员对全球南方 10 国候鸟迁徙路线的鸟粪开展监测,发现 H5N1 为优势亚型且部分携带奥司他韦耐药突变,揭示传播热点与病毒进化风险,为靶向监测和公共卫生干预提供关键依据。
禽流感(Avian Influenza, AI)作为威胁全球公共卫生的重要传染病,其病原体禽流感病毒(Avian Influenza Virus, AIV)通过候鸟迁徙实现跨区域传播,给防控带来巨大挑战。尤其在全球南方的低收入和中等收入国家(Low- and Middle-Income Countries, LMICs),由于监测能力有限和医疗资源不足,AIV 的早期检测与响应机制薄弱,导致病毒在未被充分关注的区域悄然演化。近年来,高致病性禽流感(Highly Pathogenic Avian Influenza, HPAI)疫情呈上升趋势,野生鸟类感染规模扩大,且不断向哺乳动物和人类溢出,凸显了强化全球监测网络的紧迫性。在此背景下,日本山形大学(Yamagata University)等机构的研究团队开展了一项具有突破性的环境监测研究,相关成果发表于《Nature Communications》,为理解 AIV 在热带和亚热带地区的传播动态提供了关键数据。
研究团队在 2021 年 12 月至 2023 年 2 月期间,于亚洲、非洲和大洋洲的 10 个 LMICs(包括印度尼西亚、马达加斯加、马尔代夫等)采集了 27,036 份新鲜鸟粪样本。这些采样点均位于东亚 - Australasian 迁徙路线(EAAF)、亚洲 - 东非迁徙路线(AEF)等五大主要候鸟迁徙通道沿线,覆盖了传统监测未涉及的偏远无人区。研究采用实时逆转录聚合酶链反应(Real-Time RT-PCR)检测 AIV RNA,并对血凝素(Hemagglutinin, HA)和神经氨酸酶(Neuraminidase, NA)基因进行测序,结合系统发育分析解析病毒的遗传多样性与进化特征。
研究结果
1. AIV 流行的地理与季节异质性
实时 RT-PCR 结果显示,总体 AIV 阳性率为 1.33%(360/27,036),但不同国家和地区差异显著。索马里的巴朱尼群岛(6.45%)、也门的索科特拉群岛(6.36%)和莫桑比克的瓦米兹岛(5.78%)呈现极高阳性率,而巴布亚新几内亚多数地区低于 1%。病毒 RNA 浓度表现出明显的季节波动,2022 年 12 月至 2023 年 2 月达到峰值,且 8 个国家的病毒载量在该时期创历史新高,提示候鸟迁徙高峰期与病毒传播强度的关联。
2. H5N1 亚型的主导地位与耐药突变
H5N1 是最普遍的亚型,在马尔代夫的甘岛(Huvadhu Atoll)、斯里兰卡的鸽子岛等地的阳性样本中占比超 80%。系统发育分析表明,多数 H5N1 属于 Clade 2.3.4.4b,与当前美国奶牛中流行的毒株高度相似,显示跨物种传播潜力。值得警惕的是,索马里、也门和马尔代夫的部分 H5N1 样本携带神经氨酸酶基因 H275Y 突变,该突变与奥司他韦(Oseltamivir)耐药性相关,可能削弱抗病毒治疗效果。
3. 病毒亚型多样性与进化热点
巴布亚新几内亚、印度尼西亚和菲律宾的样本表现出更高的亚型多样性,平均每个阳性样本检测到 0.39 种亚型,而也门和索马里的亚型多样性较低(0.16-0.18 种 / 样本)。除 H5N1 外,研究还检测到 H1N1、H3N6、H7N7 等多种亚型,其中 H3N6 在缅甸和巴布亚新几内亚呈现不同进化分支(Clade 3C.3a、3C.3a1),提示局部病毒重组事件活跃。
4. 生态与社会因素对传播的影响
采样区域多为依赖狩猎采集的偏远社区或冲突地区,缺乏家禽养殖史,但水禽(如小哨鸭、绿翅鸭)、滨鸟(如红腹滨鹬)和鸥类等野生鸟类频繁活动,形成自然传播网络。此外,印尼、马达加斯加等地的采矿与基建开发导致人类与野生鸟类接触增加,而缅甸、也门的冲突加剧了监测缺失与病毒溢出风险。
研究结论与讨论
本研究首次在 LMICs 的偏远候鸟迁徙区开展系统性 AIV 环境监测,证实了这些 “监测盲区” 作为病毒进化热点的重要性。H5N1 的广泛流行、耐药突变的出现以及亚型多样性的区域差异,均提示需建立基于生态动力学的动态监测体系。研究强调,全球南方国家在 AIV 跨物种传播与耐药性扩散中扮演关键角色,而当前监测资源的分配不均可能导致疫情预警滞后。未来需加强对候鸟迁徙路线、生态脆弱区与人类活动交叉地带的监测,结合分子流行病学与实时数据,提升对新发变异株的预警能力,以降低人畜共患病风险。
该研究不仅填补了 LMICs AIV 监测的空白,更通过鸟粪这一非侵入性样本揭示了病毒传播的 “暗线”,为全球传染病监测提供了低成本、可推广的范式。随着气候变化与人类活动对生态系统的干扰加剧,强化此类跨学科、跨区域的合作研究,对于防范下一次大流行具有不可替代的意义。