在《自然》杂志最近发表的一项研究中，研究人员揭示了自 2021 年以来高致病性禽流感 (HPAI) H5N1 全球活动加剧背后的生态和病毒学动态。

研究人员揭示了病毒行为的关键变化，并为未来更有效的缓解策略提供了指导。

背景

甲型流感病毒属于甲型流感病毒属和正粘病毒科，根据其表面蛋白的抗原特性进行分类。虽然低致病性菌株通常影响野生水禽，但高致病性菌株，特别是 H5 和 H7 亚型，通过突变出现，导致家禽严重感染。

此类病毒，尤其是 H5N1 亚型，已引起广泛的疫情暴发，通常通过扑杀来控制。这些病毒进化迅速，与不太严重的毒株交换遗传物质，导致跨大陆广泛传播。最近野鸟疫情的升级，特别是 H5N2、H5N6 和 H5N8（统称 H5Nx）病毒的爆发，引发了人们对其不断演变的毒力和适应性的担忧，强调了持续监测和了解其进化动态的必要性。

需要进一步的研究来解开最近 HPAI 复苏的不确定起源，了解 HPAI H5Nx 病毒在野生和家养鸟类中的进化途径，并解释通过对爆发数据和基因组序列的广泛分析所揭示的更广泛的生态影响。

关于该研究

研究人员从全球禽流感数据共享倡议 (GISAID) 和国家生物技术信息中心 (NCBI) 收集了至少具有血凝素 (HA) 基因的 HPAI H5 基因组，以及收集日期、地点和宿主物种等样本数据。 ）截至 2022 年 7 月的数据库。

他们消除了重复的、实验室衍生的菌株以及数据或覆盖范围不足的序列，并使用 LABEL v.0.6.3 根据世界卫生组织 (WHO) H5N1 命名系统的识别对剩余基因组进行分类。

进一步分析使用 FastTree v.2.1.1 创建的最大似然系统发育树，根据其与 WHO H5 候选疫苗病毒的系统发育关系，将进化枝 2.3.4.4 划分为子进化枝。

通过品系名称、元数据和原始出版物，宿主被识别为家养鸟类或野生鸟类，位置坐标至少确保某些国家的省/州级准确性。

可视化和离散分析利用 NextStrain 列表中的国家和地区位置分类，并对精选数据集进行二次抽样以减轻抽样偏差。

对于系统发育分析，使用快速傅立叶变换 (MAFFT) v.7.490 通过多重比对对序列进行比对，然后使用 trimAL v.1.4 进行修剪，并使用 TempEst v.1.5.3 识别分子钟异常值。

重配分析涉及使用 IQ-TREE v.2.1.4 为每个基因构建 ML 树，并选择一部分分离株进行综合研究。研究人员使用 Baltic v.0.1.5 可视化了八个基因的系统发育树之间的不一致，并推断了最近病毒重配的时间线。

他们从世界卫生组织收集了所有报告和确诊的人类感染数据，并从全球动物健康数据库收集了鸟类疫情的数据。

贝叶斯进化推断被用来估计分歧时间和进化速率，使用贝叶斯进化分析采样树（BEAST）v.1.10.4中的各种模型和方法，确保老化后的有效样本量超过200个。

他们还进行了离散的系统发育地理学分析，以重建地理区域和宿主之间的空间扩散，以及由马尔可夫链模型确定的状态之间的显着转变。

为了提供更细致的地理历史，该研究使用柯西松弛随机游走模型估计了 HPAI H5 在连续空间中的扩散，并集成了空间扩散和宿主传播过程，以量化每个谱系的宿主特定扩散速率和地理扩张。使用各种专用软件和库进行可视化。

研究结果

自 2005 年以来，粮食及农业组织 (FAO) 和世界动物卫生组织 (WOAH) 报告了野生和家养鸟类中 (HPAI) H5 病毒复发的趋势。这些病毒最初在亚洲和非洲流行，现已扩展到欧洲和北美，自 2005 年以来已发生四次重大野生鸟类流行病，一直持续到 2023 年。

这些动物流行病主要由进化枝 2.3.4.4 和 2.3.4.4b 引起，对鸟类种群产生了不同的影响，其中 H5N8 和 H5N6 等毒株引起了重大疫情。新型重配 H5N1 病毒尤其令人担忧，令全球其他 HPAI H5 毒株黯然失色。

疫情爆发造成了重大影响，包括扑杀数百万只鸟类，鸟类数量激增与野鸟病例增加相关，暗示病毒扩散之间存在复杂的相互作用。

基因组分析揭示了这些病毒复杂的起源和进化。例如，2014-2015年和2016-2017年的流行病可追溯到中国的不同病毒谱系。2020-2021 年的疫情爆发是从最初在埃及家禽中发现的分支 2.3.4.4b H5N8 病毒演变而来，这表明尽管监测有限，但还是出现了区域性演变。

欧洲毒株之间的基因重排导致了导致 2021 年至 2022 年疫情暴发的剧毒形式。

病毒的全球轨迹，尤其是进化枝 2.3.4.4b H5N8 毒株，是系统性和持久性的。2019年从埃及向俄罗斯和东欧的迁徙模式，随后蔓延到欧亚大陆并向东传播到中国，导致了新的重组，包括导致人类H5N6感染的谱系。

结合贝叶斯原理和不对称数据分析的高级研究追踪了病毒的传播模式和溢出动态，显示了从亚洲到欧洲和非洲的重大转变。

2.3.4.4b 进化枝在这些新的中心基因座中的持续时间更长，主要在野生鸟类中出现显着的系统发育变化。分析还发现了重大的洲际传播活动，特别是亚洲和欧洲之间。

这些发现强调了野生鸟类在 HPAI H5 病毒长距离传播中的关键作用，强调在一个紧密相连的世界中保持警惕的监测、强有力的报告和积极主动的措施的必要性。

了解这些动态对于管理和缓解未来的疫情爆发至关重要，因为区域问题可能迅速升级为全球危机。