במחקר שפורסם לאחרונה בכתב העת טֶבַעקבוצת חוקרים אפיינה את הפתוגניות וההעברה של נגיף שפעת עופות פתוגנית ביותר (HPAI H5N1) (שפעת עופות קשה ומדבקת שעלולה להדביק בני אדם ויונקים) מחלב פרה ביונקים.
מחקר: פתוגניות והעברה של וירוס שפעת H5N1 בקר. קרדיט תמונה: Toa55 / Shutterstock
רקע כללי
לאחר תסמינים בלתי מוסברים וייצור חלב מופחת בבקר לחלב בטקסס, HPAI H5N1 זוהה בדגימות חלב פרה ושטיפת אף ב-25 במרץ 2024. עד 30 במאי 2024, מחלקת החקלאות של ארצות הברית (USDA) אישר 69 עדרים נגועים ב תשע מדינות, כאשר התפשטות קשורה לתנועת בקר והעברה פוטנציאלית באמצעות ציוד חליבה מזוהם. התפרצות זו, לצד מקרים של עובדי חווה וחתולים, מדגישה את הסיכון לבריאות הציבור. נגיף הבקר H5N1 קשור קשר הדוק לזני ציפורי בר בצפון אמריקה. מחקר נוסף נחוץ כדי להבין את השכפול, הפתוגניות וההעברה שלו ביונקים.
לגבי המחקר
במחקר הנוכחי, בעלי חיים התאקלמו למתקנים לפני תחילת הניסויים, נשמרו על מחזור אור של 12 שעות, וסופקו להם מזון, מים והעשרה. קריטריונים של נקודת קצה אנושית כללו ירידה של ≥35% במשקל הגוף או חוסר יכולת להישאר זקוף. בארצות הברית (ארה"ב), וירוסי HPAI מסווגים כ'סוכנים נבחרים' תחת התקנות הפדרליות, המחייבות דיווח מיידי לתוכנית הפדרלית של סוכנים נבחרים. כל הניסויים נערכו במעבדות Biosafety Level 3 (BSL-3) במכון לחקר השפעת באוניברסיטת ויסקונסין-מדיסון, שאושרו למחקרים עם וירוסים אלו. המחקר קיבל מימון ממרכזי המצוינות של המכון הלאומי לאלרגיה ומחלות זיהומיות (NIAID) למחקר ותגובה לשפעת (CEIRR). כל הניסויים והנהלים בבעלי חיים אושרו על ידי ועדות הטיפול והשימוש המוסדיים של בית הספר לרפואה וטרינרית של אוניברסיטת ויסקונסין-מדיסון.
תאי Madin-Darby Canine Kidney (MDCK) שימשו לבידוד והגברה של וירוסים, ולא הופיעו מוטציות במהלך המעבר בתאים אלה. הנגיף המבודד, A/בקר לחלב/ניו מקסיקו/A240920343-93/2024 (H5N1), עבר רצף מלא ונמצא כחלק מאותו קלאד כמו רצפי וירוס H5N1 אחרים של פרה. וירוס זה ונגיפי בקרה שימשו עבור כל המחקרים. עכברים וחמוסים שימשו לבדיקת שכפול, פתוגניות והעברת טיפות נשימתיות. עכברים מניקים שימשו גם לחקר העברה אנכית. דגימות רקמות נאספו לצורך טיטרציה של וירוסים ומבחני פלאק, בעוד שספציפיות הקולטן הושוותה בין זני וירוס שונים. המחקרים נבדקו ואושרו על ידי ועדות מוסדיות רלוונטיות, ומענק NIAID למחקר נקבע שלא עומד בקריטריונים של Dual Use Research of Concern (DURC).
תוצאות המחקר
כדי להעריך את הסיכון לבריאות הציבור של חלב המכיל וירוס H5N1, חוקרים הראו שצריכה פומית של חלב מפרה נגועה ב-H5N1 הובילה לתסמיני מחלה מהירים ולהפצת וירוסים ב-Bag Albino Laboratory-Bred Mouse/C זן J (BALB/cJ ) עכברים. כשהם חזרו על ניסוי זה עם נפחים קטנים יותר של חלב, הם ראו ירידה משמעותית במשקל וטיטרים של וירוסים בריאה, בטורבינת האף ובמוח בעכברים שחוסנו ב-25 μl או 10 μl של חלב נגוע. לעומת זאת, עכברים שחוסנו ב-25 μl חלב מפרה בריאה לא הראו תסמינים. עכברים שחוסנו עם נפחים קטנים יותר (5 μl ו-1 μl) הפגינו פחות מחלה נראית לעין ושכפול וירוס ספורדי. לא נצפתה המרת סרוק בעכברים ששרדו.
כדי להעריך פתוגניות לאחר חשיפה נשימתית, נקבות עכברי BALB/cJ חוסנו בדילול סדרתי של Cow-H5N1, תוך ניטור משקל הגוף והישרדות. המינון הקטלני של עכברים 50 (MLD50) היה 31.6 PFU, דומה לנגיפי מינק מסוג clade 2.3.4.4b HPAI H5N1 מינק מספרד, אך גבוה מזה של A/Vietnam/1203/2004 (VN1203)-H5N1, וירוס H5N1 עופות. מחקרי טרופיות רקמות חשפו זיהומים סיסטמיים עם Cow-H5N1 ו-VN1203-H5N1, עם רמות גבוהות של וירוסים באיברים נשימה ואיברים שאינם נשימתיים, כולל בלוטות חלב, פטמות ורקמות שריר. נגיף Isumi-H1N1 זוהה רק ברקמות הנשימה. חמוסים נגועים הפגינו דפוסי שכפול של וירוסים דומים, עם רמות גבוהות באיברי נשימה ואיברי נשימה, אך לא זוהה וירוס בדם או ברקמות השריר.
לאחר מכן, עכברים מיניקים נבדקו עבור העברה אנכית של Cow-H5N1 לגורים או לאנשי קשר בוגרים. נקבות מיניקות חוסנו והתאחדו עם הגורים שלהן או הושמו אצל מבוגרים שאינם מניקים. שכפול נגיפים נצפתה בנקבות מיניקות, וכמה גורים נדבקו, אך לא זוהה וירוס במגעים בוגרים. הנגיף זוהה בבלוטות החלב ובחלב של כמה נקבות מיניקות, מה שמרמז על העברה אנכית דרך חלב.
לבסוף, ניסוי של העברת טיפות נשימה בחמוסים הראה שבעוד ש-Isumi-H1N1 הועבר ביעילות, Cow-H5N1 לא. עם זאת, לחמוס אחד שנחשף היה טיטר של עיכוב המוגלוטינציה חיובי נמוך (HI), מה שמעיד על העברה בלתי יעילה אפשרית. מחקרי ספציפיות של קשירת רצפטורים גילו כי פרה-H5N1 נקשרה הן לחומצות סיאליות מקושרות α2,3 והן ל-α2,6, בניגוד לנגיף העופות VN1203-H5N1, מה שמצביע על הפוטנציאל של פרה-H5N1 להיקשר לתאים בדרכי הנשימה העליונות של האדם. .
מסקנות
לסיכום, נגיפי שפעת HPAI H5N1 אינם מועברים בדרך כלל ביעילות בקרב יונקים, ונגיפי שפעת A מתגלים רק לעתים רחוקות בבקר. עם זאת, התפרצות HPAI H5N1 הנוכחית בפרות חולבות וזליגה ליונקים אחרים מהווה סיכונים משמעותיים לבריאות הציבור ולתעשיית החלב. למרות למעלה מ-850 זיהומים בבני אדם, לא דווח על העברה מתמשכת של יונק ליונק, אם כי התפרצויות אחרונות ביונקי מינק ויונקים מצביעים על כך שזה אפשרי. במחקר זה, נגיף בקר HPAI H5N1 הציג העברת טיפות נשימה מוגבלת בחמוסים, דבר שתמך בממצאים של העברה פוטנציאלית של יונק ליונק. הנגיף גם הציג סגוליות קושרת קולטן אנושית/עופות כפולה, מה שהדגיש את פוטנציאל המגיפה של וירוסים אלה.
