高致病性禽流感（HPAI）H5N1病毒自2020年以來(lái)在全球范圍內(nèi)引發(fā)前所未有的大規(guī)模暴發(fā)，對(duì)野生鳥(niǎo)類(lèi)、家禽乃至哺乳動(dòng)物構(gòu)成持續(xù)威脅。野生鳥(niǎo)類(lèi)，尤其是長(zhǎng)途遷徙鳥(niǎo)類(lèi)，作為禽流感病毒的自然宿主，其復(fù)雜的遷徙路線(xiàn)、季節(jié)性聚集以及多物種間的生態(tài)互動(dòng)，為病毒的持續(xù)進(jìn)化、基因重組和地理擴(kuò)散提供了理想條件。美國(guó)地處全球多條主要候鳥(niǎo)遷徙路線(xiàn)的交匯點(diǎn)，包括太平洋、中央、密西西比和大西洋四條重要通道，擁有多樣化的生態(tài)系統(tǒng)和豐富的鳥(niǎo)類(lèi)生物多樣性，這使其成為研究野生鳥(niǎo)類(lèi)禽流感傳播風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)鍵區(qū)域。

近日，發(fā)表在《Nature Communications》的研究成果，由廈門(mén)大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院陳田木/宋文濤/趙澤宇等合作完成，題為《Assessing HPAI-H5 transmission risk across wild bird migratory flyways in the United States》。該研究整合病毒基因組學(xué)、流行病學(xué)建模、時(shí)空異質(zhì)性分析和機(jī)器學(xué)習(xí)方法，系統(tǒng)評(píng)估了美國(guó)野生鳥(niǎo)類(lèi)HPAI-H5暴發(fā)的多維傳播特征。廈門(mén)大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院博士研究生方康為論文第一作者，廈門(mén)大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院陳田木副教授、博士后趙澤宇與南昌大學(xué)第一附屬醫(yī)院/江西省重大公共衛(wèi)生事件醫(yī)學(xué)中心宋文濤博士為論文共同通訊作者。

研究團(tuán)隊(duì)從GISAID數(shù)據(jù)庫(kù)篩選了2022年1月至2025年4月期間美國(guó)野生鳥(niǎo)類(lèi)的3867條HPAI-H5病毒基因序列，全部屬于2.3.4.4b進(jìn)化分支，其中絕大多數(shù)為H5N1亞型。系統(tǒng)發(fā)育地理學(xué)重建結(jié)果顯示，病毒基因型的空間擴(kuò)散與美國(guó)主要候鳥(niǎo)遷徙路線(xiàn)高度吻合，但不同基因型呈現(xiàn)顯著的擴(kuò)散模式差異。早期A(yíng)1、A2和B2.1基因型的傳播范圍相對(duì)有限，主要沿單一遷徙路線(xiàn)擴(kuò)散；而B(niǎo)1.1和B1.3基因型展現(xiàn)出跨路線(xiàn)傳播能力，在大西洋和密西西比路線(xiàn)間建立了雙向連接；B3.2、B3.6和D1.1基因型則形成了覆蓋全美的廣泛、多向傳播網(wǎng)絡(luò)。值得關(guān)注的是，2025年華盛頓州報(bào)告的首例人感染H5N5死亡病例，其病毒序列與野生大黑背鷗分離株高度同源，表明存在野生鳥(niǎo)類(lèi)向人類(lèi)的跨種傳播事件。

研究期間共收集到12808只H5亞型禽流感感染的野生鳥(niǎo)類(lèi)，其中雁形目數(shù)量最多，達(dá)9040只，其次是鷹形目1953只和鸮形目445只。雁形目感染呈現(xiàn)明顯的季節(jié)性模式，每年秋冬季節(jié)感染比例最高。然而，基于基本再生數(shù)的傳播能力評(píng)估顯示，鸮形目的傳播能力最強(qiáng)，R0值達(dá)3.164，而感染數(shù)量最多的雁形目R0值僅為0.992，表明病毒未能在其種群中形成高效、持續(xù)的傳播鏈。鷹形目、雀形目和鸻形目的R0值分別為1.655、1.029和1.279。這一發(fā)現(xiàn)提示，雁形目可能主要扮演病毒儲(chǔ)存庫(kù)和長(zhǎng)距離傳播載體的角色，而處于食物鏈頂端的猛禽類(lèi)雖感染總數(shù)較少，但一旦病毒進(jìn)入其種群，可能引發(fā)高效的局部傳播。

時(shí)間序列分解分析顯示，美國(guó)野生鳥(niǎo)類(lèi)禽流感暴發(fā)呈現(xiàn)明顯的季節(jié)性和六個(gè)月的季節(jié)性跨度。秋冬季節(jié)的感染數(shù)量是春季的兩倍、夏季的五倍。不同季節(jié)間的感染數(shù)存在顯著差異，秋季感染中位數(shù)達(dá)658例，夏季僅39例。雁形目在春-秋、春-冬、夏-秋、夏-冬各季節(jié)對(duì)之間存在顯著差異，而其他鳥(niǎo)類(lèi)類(lèi)目的季節(jié)差異均不顯著?？臻g聚類(lèi)分析揭示了感染熱點(diǎn)的季節(jié)性遷移規(guī)律：春季熱點(diǎn)集中在中北部的達(dá)科他州、明尼蘇達(dá)州等地，與北美最重要的水禽繁殖區(qū)——草原坑洞區(qū)高度吻合；夏季熱點(diǎn)向西北遷移至華盛頓州、俄勒岡州和愛(ài)達(dá)荷州；冬季則在堪薩斯州和得克薩斯州出現(xiàn)高-低聚類(lèi)現(xiàn)象，這反映了病毒傳播與候鳥(niǎo)季節(jié)性生活史之間的密切聯(lián)系。

研究發(fā)現(xiàn)美國(guó)四大候鳥(niǎo)遷徙路線(xiàn)具有獨(dú)特的傳播特征。密西西比路線(xiàn)呈現(xiàn)經(jīng)典的南北遷移模式，感染熱點(diǎn)隨季節(jié)顯著南北移動(dòng)，非遷徙鳥(niǎo)類(lèi)的傳播能力極強(qiáng)，R0值高達(dá)6.414，遠(yuǎn)超過(guò)遷徙鳥(niǎo)類(lèi)的1.071，提示留鳥(niǎo)種群可能作為病毒持續(xù)傳播的“引擎”。大西洋路線(xiàn)呈現(xiàn)南北分化格局，夏季遷徙鳥(niǎo)類(lèi)感染熱點(diǎn)在北部，而非遷徙鳥(niǎo)類(lèi)熱點(diǎn)在南部，秋冬季節(jié)僅喬治亞州和佛羅里達(dá)州的留鳥(niǎo)種群維持著持續(xù)的熱點(diǎn)區(qū)域。中央路線(xiàn)的傳播模式以非遷徙鳥(niǎo)類(lèi)為主導(dǎo)，懷俄明州、科羅拉多州和新墨西哥州的留鳥(niǎo)種群全年維持著穩(wěn)定的核心熱點(diǎn)區(qū)域。太平洋路線(xiàn)呈現(xiàn)分散的局部傳播格局，全球空間自相關(guān)性不顯著，但局部熱點(diǎn)季節(jié)性地出現(xiàn)，可能與復(fù)雜地形和更多樣化的宿主群落有關(guān)。

基于隨機(jī)森林模型的變量重要性評(píng)估顯示，對(duì)野生鳥(niǎo)類(lèi)感染數(shù)量影響最大的氣象因素依次為：帕爾默干旱強(qiáng)度指數(shù)、帕爾默修正干旱指數(shù)、平均溫度、降水量、帕爾默Z指數(shù)和降溫天數(shù)。部分依賴(lài)圖揭示了氣象因素與感染數(shù)量之間的非線(xiàn)性關(guān)系。平均溫度和降溫天數(shù)與感染數(shù)量呈單調(diào)遞減關(guān)系，當(dāng)降溫天數(shù)超過(guò)100天時(shí)，感染數(shù)量變化趨于平緩。干旱強(qiáng)度指數(shù)與感染數(shù)量呈倒U型關(guān)系，當(dāng)指數(shù)值約為-3.3時(shí)感染數(shù)量達(dá)到峰值，隨后急劇下降。而帕爾默Z指數(shù)和降水量與感染數(shù)量呈U型關(guān)系，當(dāng)指數(shù)值在-3至0之間時(shí)感染數(shù)量最低。這些發(fā)現(xiàn)揭示了氣候變化對(duì)禽流感病毒傳播的復(fù)雜影響機(jī)制，為建立早期預(yù)警系統(tǒng)提供了科學(xué)依據(jù)。

READING

BioPeers

歡迎關(guān)注本公眾號(hào)，所有內(nèi)容歡迎點(diǎn)贊，推薦??，評(píng)論，轉(zhuǎn)發(fā)~

如有錯(cuò)誤、遺漏、侵權(quán)或商務(wù)合作請(qǐng)私信小編~~

歡迎大家投稿課題組 研究進(jìn)展 、招聘及招生宣傳~

所有文章只為科普、科研服務(wù)，無(wú)商業(yè)目的~