高致病性禽流感H5N1分支2.3.4.4b基因型B3.13对小鼠具有高致病性：急性肺部和神经系统疾病的快速发生机制

本研究针对当前高致病性禽流感A(H5N1)分支2.3.4.4b病毒在奶牛中的流行及其对公共卫生的潜在威胁，通过比较牛源、山狮源和水貂源分离株与越南人源参考株在小鼠模型中的致病性差异。研究发现牛源分离株能通过鼻内和口胃途径高效感染小鼠，引发系统性感染和显著的神经侵袭性，同时诱导强烈的促炎细胞因子反应。该成果为理解H5N1病毒的跨种传播机制和开发针对性防控策略提供了重要依据。

　　

近年来，高致病性禽流感A(H5N1)分支2.3.4.4b病毒在全球范围内引发野生动物和家禽的广泛疫情，更令人担忧的是该病毒已开始频繁跨种感染哺乳动物。2024年美国奶牛群中爆发的H5N1疫情，以及随后在农场工人中出现的零星感染病例，凸显了该病毒对动物和公共卫生的双重威胁。尽管目前人类感染病例多表现为结膜炎等轻微症状，但加拿大报告的青少年重症病例提示该病毒可能存在未被充分认识的致病潜力。更关键的是，病毒在哺乳动物间的持续传播可能加速其获得有利于人际传播的突变，这种进化风险使得科学界迫切需要深入理解当前流行毒株的致病机制。

针对这一科学问题，美国国立过敏与传染病研究所（NIAID）的Thomas Tipih、Kyle Rosenke和Heinz Feldmann团队在《Nature Communications》发表了重要研究成果。研究人员选取了四株代表性病毒：来自美国奶牛的A/bovine/OH/B24OSU-342/2024、蒙大拿山狮的A/mountain lion/MT/1/2024、西班牙水貂的A/mink/Spain/3691-8_22VIR10586-10/2022，以及作为对照的越南人源株A/Vietnam/1203/2004(VN1203)。通过系统的比较病理学研究，发现牛源分离株在小鼠模型中表现出独特的神经侵袭特性，能同时引发致命性呼吸系统和神经系统疾病，这一发现为预警病毒进化风险和开发针对性防控措施提供了关键科学依据。

研究主要采用三种关键技术方法：首先建立C57BL/6J和BALB/c小鼠感染模型，通过鼻内和口胃两种接种途径（剂量10³ TCID₅₀）模拟自然感染；其次采用组织病毒滴定（TCID₅₀法）定量检测肺、脑、肝等器官的病毒载量；最后通过多重细胞因子检测和免疫组织化学分析揭示病理机制。所有实验均在生物安全三级（BSL-3）实验室完成，动物实验遵循NIH的伦理规范。

序列比较揭示牛源与山狮分离株亲缘关系最近
氨基酸序列比对显示，牛源分离株与山狮分离株在多数蛋白序列上相似度最高（补充表1-9），提示两者可能来源于相同的鸟类传播链。值得注意的是，牛源株保留了完整的神经氨酸酶（NA）茎区结构，这与缺失该区域的VN1203株形成鲜明对比。

牛源分离株引发快速致死性疾病进程
在C57BL/6J小鼠中，牛源株通过两种接种途径均导致100%死亡率，鼻内接种组小鼠在4天内全部死亡，显著快于其他毒株（p<0.0001）。尤为特殊的是，牛源株感染小鼠表现出震颤、共济失调等神经系统症状，这在其他毒株感染中极少见（仅2例山狮株感染小鼠出现轻微亢奋）。口胃接种实验中，牛源株仍是唯一导致全数死亡的毒株，证实其具有突破消化道屏障的能力。

牛源分离株在肺和脑组织中高效复制
感染第4天检测显示，所有毒株在肺部的病毒载量最高（10⁶-10⁷ TCID₅₀/g），但牛源株在脑组织的复制水平比其他毒株高100倍（10⁵ TCID₅₀/g）。更值得注意的是，牛源株引发显著病毒血症（3-4/4动物阳性），而其他毒株的血浆病毒载量多低于检测限。这种系统性传播特性与其临床观察到的多器官衰竭相符。

神经病理学特征与炎症反应
尽管免疫组化显示牛源株感染的神经元和胶质细胞中存在大量病毒核蛋白抗原，但脑组织却未见明显炎症浸润或坏死（图3B,4B）。与之形成对比的是，肺部呈现典型的坏死性支气管炎和间质性肺炎病变（图7E-F）。细胞因子分析揭示，牛源株感染小鼠脑组织中IL-1α、GM-CSF和MIP-1β水平显著升高（p<0.01），这种"寂静的神经感染伴随细胞因子风暴"的模式可能解释其独特的神经毒性。

BALB/c小鼠模型验证
在BALB/c小鼠中，牛源株同样表现出更强的致病性（LD₅₀=1.8 TCID₅₀），但未观察到神经系统症状。比较病理学显示两种小鼠的脑组织病毒载量相当，但C57BL/6J小鼠更易出现神经症状，提示遗传背景可能影响疾病表型。

这项研究首次系统揭示了当前流行的H5N1分支2.3.4.4b病毒，特别是牛源分离株的独特神经侵袭特性。研究结果挑战了传统认知——即H5N1主要引发呼吸道疾病，证明某些毒株可通过血脑屏障或神经途径入侵中枢神经系统。在讨论部分，作者指出牛源株保留的NA茎区和NS1连接区可能与其致病性相关，但具体分子机制仍需进一步解析。从公共卫生视角看，该研究强调了对奶牛场工人进行神经症状监测的必要性，并为开发针对神经侵袭性毒株的特异性治疗提供了模型基础。最后，研究者特别警示：口胃接种的成功意味着饮用生乳可能成为潜在的传播途径，这为疫情防控策略的制定提供了新的科学依据。