英国野生鸟类高致病性禽流感H5N1自然感染的病理学研究：聚焦显微病变、病毒分布与神经嗜性

《Veterinary Research》：Natural infections of highly pathogenic avian influenza virus H5N1 in wild birds between 2020 and 2023 in the UK: a retrospective study with focus on microscopic lesions, viral distribution and neurotropism

本刊推荐：为阐明高致病性禽流感病毒(HPAIV) H5N1在野生鸟类中的致病机制，研究人员对115例PCR阳性病例开展回顾性研究。通过组织病理学与免疫组化(IHC)分析，揭示胰腺坏死为最常见病变，病毒抗原主要分布于脑组织（神经元/神经胶质/内皮细胞），证实多系统播散与内皮嗜性是神经侵袭的关键特征。该研究为H5N1跨物种传播风险评估提供重要病理学依据。

　　

自2014年高致病性禽流感病毒(HPAIV) H5N1 clade 2.3.4.4 鹅/广东谱系(Goose/Guangdong lineage)在欧洲出现以来，2021-2022流行病学年期间发生了前所未有的疫情，导致野生鸟类（包括猛禽）大规模死亡，并且越来越影响到鸻形目鸟类(Charadriiformes)，这对野生鸟类-家禽和禽类-哺乳动物界面造成了巨大的生态和感染压力。神经系统症状与鸟类较高的死亡率相关，但目前缺乏对自然病例的病理学检查（包括病毒分布）的研究。

在这项研究中，研究人员对115只PCR阳性的野生鸟类进行了彻底的组织病理学病变和免疫组化(IHC)抗原分布评估，这些鸟类包括鸻形目鸟类、猛禽、猎禽、水禽和圈养野生鸟类。最常见的组织学病变是胰腺坏死，其次是脾坏死、脑炎或神经元坏死、心肌坏死或心肌炎、呼吸道坏死和肝坏死。总体而言，96只鸟在多个器官中通过IHC检测呈阳性，大部分病毒抗原在大脑中被检测到，其次是呼吸道、心脏、胰腺和肾脏。在大脑中，病毒抗原最常见于神经元、神经胶质和内皮细胞。总之，不同野生鸟类中HPAI相关的死亡率可能与多系统病毒传播和组织损伤有关，内皮嗜性是神经侵袭和疾病发病机制的关键特征。

研究人员主要运用了以下关键技术方法：对英国动物与植物卫生署(APHA)在2020年至2023年间接收的112只野生鸟类尸体以及西班牙巴塞罗那自治大学兽医病理服务中心(SDPV)在2023年接收的3例病例进行回顾性分析；通过组织病理学检查（苏木精-伊红(HE)染色）系统评估多器官病变并进行半定量评分；采用针对甲型流感病毒核蛋白的小鼠单克隆抗体进行免疫组化(IHC)检测，并对病毒抗原分布进行半定量评分和细胞定位分析。

组织病理学结果

研究显示，最常见的组织学病变是胰腺坏死（43.5%），其次是脾坏死（25.2%）、脑炎或神经元坏死（13.9%）、心肌坏死或心肌炎（12.2%）、呼吸道坏死（8.7%）和肝坏死（7.8%）。费舍尔精确检验表明，所分析的鸟类类群（鸻形目、猛禽和鸡形目(Galliformes)）与四种最常见的组织学病变（包括胰腺坏死、脾坏死、脑炎和心肌坏死）之间存在显著的统计学关系（p=0.0037）。胰腺坏死在76%的病例中为重度病变。37.4%的鸟类同时检测到至少两种组织学病变，最常见的组合是胰腺和脾坏死（45.2%）。

病毒抗原分布

总体而言，96只鸟（83.5%）在一个或多个器官中通过IHC检测到甲型流感病毒抗原。最常检测到病毒抗原的器官是大脑（85.4%），其次是呼吸道（80.2%）、心脏（76%）、胰腺（58.3%）和肾脏（54.2%）。病毒抗原在呼吸道内的分布以肺部（66.2%）和气管（66.2%）最常见，其次是鼻腔（53.2%）和气囊（51.9%）。鸡形目和鸻形目鸟类在多器官中显示出最高的抗原标记频率。Spearman相关性分析显示，在所有鸟类类群中，胰腺和脾脏中的病毒抗原丰度与这些器官的坏死和/或炎症程度呈显著正相关（p<0.001）。在猛禽中，心脏和肝脏中的病毒抗原丰度分别与心肌和肝坏死的程度呈显著正相关（p<0.01）。

大脑中的病毒抗原分布

鉴于高致病性禽流感(HPAI)感染的野生鸟类常报告有死前神经症状，且中枢神经系统(CNS)的病毒抗原检出率高，研究进一步表征了病毒抗原在大脑中的定位和细胞分布。在解剖学上，端脑（大脑半球）是所有鸟类类群中最常受累的脑区：鸡形目（31.7%）、鸻形目（30.5%）、猛禽（13.4%）和水禽（9.7%）。在细胞水平上，病毒神经嗜性最常见于神经元和神经胶质（分别为82.3%和59.7%），其次是内皮细胞（53.7%）。脑膜、神经胶质细胞和脑室（室管膜/脉络丛）显示出相同的免疫阳性比例（各26.8%）。

其他发现

研究还报告了不常见的病变和病毒抗原分布。在两只鸟（一只银鸥和一只隼）的羽囊髓腔中观察到坏死性羽囊炎(pterylitis)，并伴有病毒抗原共定位。22.9%的鸟类在生殖道（19例卵巢和3例睾丸）中检测到病毒抗原，这是在野生鸡形目鸟类和企鹅睾丸中的首次报道。11.5%的鸟类在皮肤（特别是羽囊上皮）中检测到病毒抗原。

该研究强调了胰腺、脾脏和神经元坏死和/或脑炎是英国野生鸟类自然感染高致病性禽流感病毒(HPAIV) H5N1 clade 2.3.4.4b后最常见的显微病变。病毒抗原最常检测于大脑、呼吸道、心脏和胰腺，其检测与胰腺、心脏、脾脏（所有鸟类类群）以及猛禽肝脏中的坏死和/或炎症病变呈正相关。在大脑中，神经元、神经胶质和内皮细胞是所有鸟类类群中最常被标记的结构。因此，死亡率与病毒的多系统传播和随之而来的组织损伤有关，而内皮嗜性是自然感染发病机制中的一个关键特征。最可能的神经侵袭机制是血源性途径，伴有快速的实质嗜性和传播。该研究还指出了病毒通过生殖器官和皮肤等可能被忽视的组织传播的潜力。自2020年流行浪潮以来，鸻形目鸟类应被视为病毒监测的重点对象。研究结果为了解H5N1在野生鸟类中的病理生物学提供了重要见解，并对评估其跨物种传播风险具有重要意义。