《Canadian Journal of Microbiology》：Highly pathogenic avian influenza (HPAI H5N1, clade 2.3.4.4b, genotype C2.1) in commercial ring-necked pheasants during the 2022 outbreak in the United States
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本研究报道了2023年12月美国宾夕法尼亚州某商业猎鸟养殖场中一起高致病性禽流感（HPAI H5N1 clade 2.3.4.4b genotype C2.1）在环颈雉中的暴发案例。研究人员通过详细的诊断、流行病学调查、数学建模以及系统发育动力学分析，揭示了该病毒由野鸟传入的独立点源引入特征、在雉群中相对缓慢的传播动态，以及其临床与大理石脾病（MSD）相似导致的诊断延迟。研究强调了在户外饲养的高风险禽类中改进监测与防控策略的必要性，并为理解HPAI在非传统家禽物种中的现场动态提供了宝贵见解。
自2021年底高致病性禽流感（HPAI）病毒H5N1分支2.3.4.4b被候鸟带入北美以来，美国经历了史上最严重的禽流感疫情。不同于主要影响鸡、火鸡等家禽的过往认知，此次疫情波及范围极广，甚至蔓延至奶牛等哺乳动物，凸显了病毒不断演化和跨物种传播的风险。然而，对于户外饲养、与野鸟接触风险高的“非传统”或次要禽类，如用于狩猎释放的环颈雉，HPAI的临床表现、传播动态和诊断挑战却知之甚少。一个典型的困境是：当养殖场出现死亡时，如何快速区分是常见的普通疾病还是致命的禽流感？2023年底宾夕法尼亚州一个大型雉鸡养殖场遭遇的疫情，为解答这些问题提供了一个绝佳的“天然实验场”。
这篇发表在《Canadian Journal of Microbiology》上的研究，深入剖析了这起疫情。起初，养殖人员观察到雉鸡死亡增加，鉴于其症状与常见的大理石脾病（MSD，一种由腺病毒引起的疾病）极为相似，他们首先怀疑是MSD。这导致送检和确诊被延迟了数天。直到宾夕法尼亚州立大学动物诊断实验室（PSU ADL）通过实时逆转录聚合酶链式反应（RRT-PCR）检测，才震惊地发现元凶竟是H5N1高致病性禽流感病毒。这一误判警示我们，在雉鸡等禽类中，HPAI的临床表现（如脾脏肿大、肺充血）可能与其它疾病重叠，仅凭经验判断风险极高。
为了全面还原事件真相并评估风险，研究团队展开了一场多学科的“侦探”工作。他们首先对送检的死亡雉鸡进行了完整的尸检和组织病理学分析，确认了多器官（肺、脾、肝、心）的充血和坏死病变，并通过免疫组织化学（IHC）在组织中广泛检出了流感A病毒抗原，排除了MSD（未发现腺病毒包涵体，且腺病毒DNA检测为阴性）。同时，他们收集了详细的农场观察数据和流行病学信息，包括养殖密度、生物安全措施以及疫情发生前后的野鸟（特别是猛禽）活动情况。
最关键的是，研究者运用了两项前沿的分析技术来追溯病毒来源和模拟疫情发展。一方面，他们利用近似贝叶斯计算（ABC）算法结合易感-潜伏-感染-恢复（SEIR）仓室模型，根据养殖场报告的每日死亡率数据，推算了病毒最可能传入雉群的时间。另一方面，他们从公共数据库（GISAID, BV-BRC）获取了大量H5N1病毒基因组序列，利用系统发育学方法构建了时间尺度的进化树，并通过离散性状分析追溯了病毒的地理扩散路径，从而确定了感染雉群的病毒基因型及其在进化树上的位置。
诊断调查结果
尸检显示，所有送检雉鸡均出现中度至重度的脾脏肿大、斑驳以及严重的双侧肺充血等病变。PCR检测确认了H5N1病毒阳性，测序进一步将其归类为分支2.3.4.4b下的C2.1基因型。组织病理学检查发现肺、脾、肝、心脏存在中度至显著的弥漫性充血和多灶性坏死，免疫组化结果显示流感A病毒抗原广泛分布于这些器官的实质中，确认为HPAI感染。
农场观察与流行病学调查结果
疫情发生在养殖场西北角的一个围栏中，该围栏临近一片有野鸟聚集的树林。农场实施了严格的生物安全措施，包括分区管理、专用鞋具和橡胶鞋套等。在疫情发生前约10天，附近观察到有行为异常的鸣角鸮和死亡的红尾鵟（后者在官方记录中同期于邻近县检测出H5N1阳性）。建模分析估计病毒最可能在2023年12月7日（置信区间：11月29日至12月11日）引入该围栏，即在实验室确诊前约15天。重要的是，尽管诊断有所延迟，但农场迅速的隔离和生物 containment 措施似乎有效防止了病毒向场内其他49个围栏扩散。
定量预测建模结果
基于死亡数据的模型估计，病毒在受感染围栏内的有效接触率相对较低，为每天1.7次接触，基本繁殖数R0估计为3。这表明病毒在雉群中的传播速度较慢，但如果不加控制，最终仍会导致指数级增长。观测到的每日死亡率与模型预测基本吻合。
进化与传播动力学重建结果：雉鸡疫情由新型重配C2.1基因型引起
系统发育分析显示，导致此次疫情的病毒属于C2.1基因型。该基因型是H5N1分支2.3.4.4b病毒与北美低致病性禽流感（LPAI）病毒发生重配的产物，其8个基因片段中，5个（HA, NP, NA, MP, NS）源自欧亚H5N1谱系，3个聚合酶片段（PB2, PB1, PA）则来自北美LPAI谱系。C2.1基因型于2023年11月首次在美国南大西洋地区野鸟中发现，随后在12月扩散至中大西洋地区（包括宾夕法尼亚州）。进化树分析表明，宾州雉鸡的病毒序列与同期其他家禽疫情（如纽约的疫情）的病毒序列并无直接传播联系，它们更可能是从野鸟到家禽的独立溢出事件，这突显了野鸟在病毒传播中的关键作用。研究也指出，宾州及纽约地区缺乏同期野鸟病毒的序列数据，是流行病学调查中的一个重要缺口。
讨论与结论
本研究首次详细报告了商业猎用环颈雉感染HPAI H5N1分支2.3.4.4b基因型C2.1的案例。其核心结论与重要意义体现在以下几个方面：
首先，临床诊断的挑战性。该案例凸显了HPAI在雉鸡中临床表现的非典型性，其症状（脾肿大、肺充血）与大理石脾病（MSD）高度相似，且未出现预期的神经系统症状或极高的死亡率（本案例峰值死亡率约3.7%，远低于实验感染报道）。这导致初期误判和诊断延迟，警示生产者和兽医不能仅凭经验或与其他禽类的类比进行诊断，对任何异常死亡率都应立即进行HPAI检测。
其次，病毒引入与传播的动态。研究通过建模和基因分析证实，此次疫情是一次由野鸟（很可能是猛禽）直接或间接引入的独立点源事件，而非农场间传播。尽管生物安全措施未能阻止这次初始暴露（因户外饲养难以完全隔绝野鸟），但严格的生物 containment 措施（如迅速隔离、人员管控）成功防止了病毒在农场内部不同围栏之间的扩散。病毒在围栏内的传播速度相对较慢，可能与雉鸡较低的饲养密度和较少的人工接触有关。
最后，对监测与防控策略的启示。研究指出，当前基于国家禽类改良计划（NPIP）的监测方案主要针对低致病性禽流感（LPAI）和血清学检测，可能无法及时捕捉到HPAI的暴发。对于户外饲养的高风险禽类，需要建立更灵敏的、基于死亡率的监测触发机制。此外，考虑到大规模扑杀带来的巨大经济（本案损失估价约190万美元）和情感损失，作者建议未来可探索基于流行病学单元的精准扑杀策略，即通过强化监测确认病毒仅局限于某个单元后，只扑杀该单元而非整个农场的禽类，在控制疫情的同时尽可能保障商业连续性。
总之，这项研究为了解HPAI在非传统家禽物种中的真实世界表现、传播动力学以及野鸟-家禽界面传播风险提供了关键数据。它强调了在病毒不断演变的背景下，更新诊断知识、加强高风险群体监测、以及优化防控响应策略的紧迫性，其经验教训也适用于其他户外粗放式饲养的畜牧业。
