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S公司华盛顿大学和弗雷德·哈钦森癌症中心的科学家成功地从牛奶中生成了H5N1病毒的完整基因序列,他们建议,这一发展意味着可以用商业化购买的奶制品来监测奶牛禽流感疫情的进展,并检查病毒随着时间的推移而发生的重要变化。

由于奶农仍然不愿意对他们的牛进行检测,试图评估疫情是增加还是减少的科学家们一无所知。同样,他们对病毒重要变化的监测也受到了阻碍,这些变化表明病毒正在进化,能够更好地感染哺乳动物有限的数据由美国农业部共享。

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华盛顿大学(University of Washington)和弗雷德·哈钦森(Fred Hutchinson)的研究人员建议,分析商店购买的牛奶可以提供一个工作环境,类似于正在进行的分析废水从全国各地检查是否存在甲型流感病毒。(H5N1是流感病毒大家族的一员。)

华盛顿大学医学院实验医学和病理学系的研究助理教授帕维特拉·罗伊乔杜里(Pavitra Roychoudhury)表示:“我认为重要的是,我们已经证明了这一点,这是一个很好的工具。”。“因此,如果对奶牛进行测试有阻力,这可能是下一个最好的选择。我认为我们可以用这种方法跟踪随着时间的推移的变异变化。”

自3月25日首次确认奶牛中爆发H5N1病毒以来,九个州共有51头牛群检测出该病毒呈阳性。一人感染德克萨斯州一名奶牛场工人被检测出患有结膜炎。

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公共卫生部门和科学家认为H5N1更广泛地传播但由于奶农缺乏合作,绘制问题规模图的工作受阻。

农民们一直不愿让他们的牛接受检测,因为他们认为牛感染了禽流感病毒既没有好处,也有很多坏处。

美国农业部(U.S.Department of Agriculture)于4月29日生效的一项法规要求农民测试将跨越州际运输的泌乳奶牛。但是规则限制奶牛数量这必须在每批30头奶牛中进行测试,让农民自己选择要测试的奶牛。自该规定生效以来,只报告了15只新的牛群,这让观察家们怀疑它是否能达到目前所写的预期效果。

威斯康星兽医诊断实验室主任、威斯康星大学麦迪逊分校大型动物内科教授基思·鲍尔森(Keith Poulsen)表示:“只要你制定了法规,就会有人想方设法绕过它。”。

鲍尔森认为,最终需要对各个农场的散装罐中的牛奶进行测试,他同意监测牛奶中的病毒颗粒将提供有用的数据。

理查德·韦比(Richard Webby)也是如此,他是位于田纳西州孟菲斯市圣犹德儿童研究医院的世界卫生组织动物流感生态学研究合作中心主任。韦比的实验室参与了早期测试,以确定H5N1 RNA的证据可以在商业购买的牛奶中找到。

食品和药物管理局在4月中旬进行的一项大型调查发现38个州五分之一的牛奶样本H5N1病毒阳性。需要注意的是,所使用的聚合酶链式反应(PCR)检测既可以检测活病毒,也可以检测死病毒的片段,并且不能区分两者。迄今为止,从阳性牛奶样本中培养活的传染性病毒的努力均告失败,这支持了FDA的说法,即巴氏杀菌法可杀死牛奶中的H5N1病毒。

韦比说,使用牛奶监测H5N1病毒的变化会带来一些潜在的并发症;随着病毒的变化,有时很难知道看到了什么。例如,如果基因测序显示样本中存在不止一种版本的病毒,那么可能很难知道是否所有病毒都发生了血凝素和神经氨酸酶蛋白(甲型流感病毒名称中的H和N)的变化,或者如果一些病毒发生了其中一种变化,另一些病毒则发生了另一种变化,有些人两者兼有。

韦比说,这并不是说这项工作仍然无法提供重要数据。“具有这两种突变的病毒本身就是有用的信息。所以我根本不想对整个想法嗤之以鼻。我认为这绝对是一个跟踪病毒持续进化的好方法。它不会像做单一来源的样本那样整洁。”

华盛顿大学布罗特曼·巴蒂精确医学研究所(Brotman Baty Institute for Precision Medicine)Lea Starita实验室的研究主管彼得·韩(Peter Han。40个样本中有两个H5N1片段呈阳性,从这两个样本中的一个样本生成了完整的基因序列。这两个阳性样本来自科罗拉多州包装的牛奶,该州报告了牛群疫情。

Roychoudhury说,虽然价格低廉,但这项工作并不容易。她说:“牛奶是一个非常具有挑战性的样品,因为它含有大量脂肪。”。“因此,我们能够从中提取出一个完整的基因组这一事实对我们来说有点奇怪。这也意味着其中有足够的病毒能够提取出基因组,这对我来说有点——也许不是有点——令人担忧。”

病毒的基因序列被上传到Genbank,这是一个由国家生物技术信息中心运行的序列数据库。Roychoudhury说,研究小组很难确定这一发现的日期——基因序列通常是通过病毒样本的采集地点和时间,以及病毒信息提取的物种或物质来确定的。由于不清楚牛奶是什么时候生产的,该小组只按月份和年份确定了序列。

序列也发布在Nextstrain.org网站该网站旨在跟踪流感和SARS-CoV-2等病原体的演变,SARS-CoV-2是导致新型冠状病毒肺炎的原因。

弗雷德·哈钦森(Fred Hutchinson)疫苗和传染病部门的计算生物学家特雷弗·贝德福德(Trevor Bedford)是Nextstrain的设计师之一,他说,负责从牛奶中产生基因序列的小组已经通知了参与H5N1应对行动的各个美国政府机构,希望能够有组织地实施这种形式的监测。

贝德福德说:“你可以想象美国农业部(USDA)这样的机构做出了一些系统性的努力,我不确定谁是正确的机构,或者学术团体可以进行更多的合作。”他补充说,他认为监测牛奶可以提供到目前为止一直缺失的关键信息。“与病毒进化的测序分开,我认为这是非常重要的,我认为,即使了解病毒在空间和时间上的流行情况,也会非常有帮助和重要。”

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