議題背景：

自今年三月起美國多個州爆發乳牛的H5N1禽流感疫情，至七月已累計12州、139群的乳牛受到影響。究竟為什麼乳牛會感染原本常見在禽鳥身上的禽流感病毒，我們是否需要擔心這些感染乳牛的禽流感病毒會感染人，以及哪些準備可降低感染風險，都需要研究的科學證據幫助我們判斷。

最新的一篇國際期刊《自然》（Nature）研究，以加速預覽（Accelerated Article Preview）的形式於台灣時間2024年7月8日晚間23:00公開，研究分析三月與四月美國乳牛爆發的H5N1禽流感病毒，發現感染牛的H5N1 病毒，能在小鼠和雪貂的乳腺中複製，可能表示乳腺感染是哺乳動物感染禽流感的症狀。此外，許多病毒和細菌感染細胞的方式是結合生物體內的受體，而這篇研究發現感染乳牛的H5N1 病毒，既能結合鳥類也能結合人類的特定受體（唾液酸受體）。

台灣科技媒體中心自三月起追蹤美國乳牛禽流感疫情，並邀請專家解析這篇乳牛禽流感病毒的研究，讓更多人透過台灣科學家的說明，理解新聞報導的疾病最新進展，以及最新科學證據，作為公眾理解全球禽流感疫情時可參考的科學資訊。

※為了盡快了解研究的重大發現，Nature期刊以加速預覽的形式提供已經過同儕審核，但未經編輯的版本，此版本可能有會影響內容的錯誤。最終發布完稿之前，研究者還可能修正文章內容。

 

研究原文：

Eisfeld, A. J. et al. Pathogenicity and transmissibility of bovine H5N1 influenza virus. (2024). Nature.

https://doi.org/10.1038/s41586-024-07766-6 

其他參考資訊：

  • 病毒名稱的英文，像是H5N1，代表什麼意思？

根據美國CDC公開資訊〈Types of Influenza Viruses〉，依據病毒表面的兩種蛋白質，分為不同的類型：紅血球凝集素（HA）和神經氨酸酶（NA）。目前禽流感病毒有 18 種不同的HA（H1至H18）類型和11種不同的NA（N1至N11）類型。以H5N1為例，數字的是不同類型蛋白質的代稱，流感病毒共可以有18乘以11種組合。

 

專家怎麼說？

【趙黛瑜】【劉玟君】【張伯俊】

2024年07月04日

國立中興大學獸醫學院微生物暨公共衛生研究所教授 趙黛瑜

1. 這篇研究最重要的結果是什麼？是否代表H5N1病毒感染的途徑變多？是否知道H5N1感染牛的原因？

美國今年3月25日爆發第一起禽流感病毒H5N1感染乳牛的事件後，至7月1日止，已經累積感染139個牧場，橫跨美國中西部12個州。這是科學界第一次發現禽流感病毒可感染牛，對於此病毒的感染來源、傳播途徑與致病力仍有許多疑問，本篇研究的通訊作者為世界知名的流感病毒學家，透過一系列動物實驗，包括老鼠和雪貂，來了解病毒的傳播方式。

H5N1病毒的致病力高，因此必須在高生物安全防護的情況下進行實驗，將病毒感染動物的方式包括四種：食入受感染的牛乳、直接感染鼻腔呼吸道、哺乳垂直感染及空氣氣膠感染。結果發現前三種方式皆可感染老鼠或雪貂，但空氣氣膠感染則極度受限，這可能可以解釋目前仍未發生大流行的原因。

此外，動物實驗中最重要的發現是，不論是從哪一種方式受到感染的動物，七天後皆可在全身的器官發現病毒，包括乳腺，因此禽流感病毒並非只在乳牛身上會感染乳腺，在其他哺乳動物也可能感染乳腺。雖然目前H5N1感染牛的原因仍不明，但不排除由候鳥帶著病毒至美洲禽場後，在其他哺乳動物身上複製，再傳至乳牛的可能性。

2. 根據研究結果，我們需要擔心人被感染嗎？個人或台灣可以做什麼準備來降低感染風險？

目前空氣氣膠感染雪貂的實驗中，發現禽流感病毒感染人的風險極低，加上牛乳若經適當滅菌消毒後，可抑制病毒，大幅降低人感染的風險。但科學界普遍相當憂心此病毒已在美國擴散，一部分原因是美國農業部篩檢乳牛感染的牧場、周邊人員與動物的量不足，從目前檢測的量，很難知道病毒感染乳牛後有多少牧場工作人員及動物受到感染。另一原因是，雖然加州並未通報乳牛場感染禽流感病毒，但根據先前大量從廢水監測中檢測新冠病毒的經驗，卻發現在加州灣區的廢水處理廠也有禽流感病毒的遺傳物質。

雖然目前仍不清楚加州灣區廢水中禽流感病毒遺傳物質的來源，但全世界已經在準備今年這波禽流感病毒可能的疫情大流行，包括丹麥，是全球第一個國家給牧場工人接種禽流感疫苗。

利用傳統雞胚胎蛋製作禽流感疫苗需要4-6個月的準備期，目前美國已經委託莫德納公司準備給人類接種的禽流感mRNA疫苗，包括臨床試驗。台灣則是應記取2009年豬流感病毒H1N1與2020年新冠病毒大流行疫苗研發的教訓，及早開始準備。

3. 這篇研究有哪些限制，是我們應該謹慎解讀的？

與其說是限制，不如說此篇研究雖已被自然期刊接受，但仍不完全了解這株感染乳牛的禽流感病毒，包括乳牛如何受到感染、感染的雪貂血液中為何沒有測到病毒等。

H5N1病毒演化出可利用兩種（α2,3與α2,6唾液酸）受體感染生物，此病毒目前不僅在禽場、牧場造成大規模流行，感染的野生鳥類、海中與陸地哺乳動物的種類也非常多，甚至造成南極企鵝的大量死亡，實可稱為動物界的黑死病，實應匯集全球的力量，找出病毒容易發生變異的熱區與擴散的方向。

 

2024年07月08日
中央研究院生物醫學轉譯研究中心研究助技師 劉玟君博士

1. 這篇研究最重要的結果是什麼？是否代表H5N1病毒感染的途徑變多？是否知道H5N1感染牛的原因？

流感病毒與宿主細胞表面特定的受體（唾液酸受體）結合後，病毒就得以進入宿主體內，感染宿主。此研究證實感染牛的H5N1病毒，可同時與鳥類（α2,3-）和人類（α2,6-）的結合，這個特性可能是病毒可跨越物種感染牛、小鼠和雪貂等哺乳類的關鍵。研究也證實此高致病性的牛H5N1禽流感病毒，可透過口或呼吸道等途徑同時感染動物「呼吸道」以及「非呼吸道（如：乳腺、大腦等）」等器官，造成受感染動物嚴重疾病、甚至死亡。

2. 根據研究結果，我們需要擔心人被感染嗎？個人或台灣可以做什麼準備來降低感染風險？

本篇研究中的小鼠實驗結果，說明牛H5N1病毒可能透過乳汁由母鼠直接「垂直傳播」給幼鼠，但將病毒傳染給近距離接觸者的機率仍低。
由於雪貂呼吸道構造、呼吸道上的唾液酸受體分布及臨床症狀皆和人類極為相似，被視為流感研究的最佳動物模式，本研究亦利用雪貂證明此病毒至今「飛沫傳播」的風險仍極低。藉由上述兩種動物實驗結果可推論，只要不直接接觸（由口攝入或由鼻吸入）H5N1病毒，目前人類感染風險仍低，毋需過度擔憂。

然而，由於流感病毒具有極易突變的特點，倘若此病毒持續突變，一旦演化到很能夠適應人體時，將大幅提升感染人類的風險。因此，現階段政府及相關防疫單位仍需持續關注國際疫情、監測國內（禽）流感傳播之各項關鍵指標。同時，建議國人應避免食用生食（例如生肉、未經消毒殺菌之牛乳等），以及避免直接接觸野外生病的禽鳥或哺乳動物，以減低感染風險。

3. 這篇研究有哪些限制，是我們應該謹慎解讀的？

本研究以小鼠和雪貂，剖析牛H5N1病毒感染哺乳類和傳播的風險，然而全篇僅以被H5N1感染的牛奶中分離出來的特定病毒株，作為分析依據，得到的結果仍有所限制。不同地理位置或不同宿主、物種所分離出的H5N1病毒株可能有不同的基因序列，這些皆可能影響病毒的致病性或跨物種傳播的能力，有待未來更多研究和基因定序結果進一步解析。

 

2024年07月08日
國立中興大學獸醫學院微生物暨公共衛生研究所特聘教授 張伯俊

1. 這篇研究最重要的結果是什麼？是否代表H5N1病毒感染的途徑變多？是否知道H5N1感染牛的原因？

本研究探討美國牛群H5N1病毒，在不同哺乳動物的傳播能力。研究方法是以牛奶中分離的H5N1病毒，感染小鼠和雪貂。實驗結果發現牛H5N1病毒可造成小鼠和雪貂全身性感染，感染部位包括乳腺等器官。此發現強調美國牛群H5N1病毒感染哺乳動物細胞的能力，以及乳汁消毒在阻斷牛H5N1病毒傳播的重要性。

2. 根據研究結果，我們需要擔心人被感染嗎？個人或台灣可以做什麼準備來降低感染風險？

美國牛群H5N1病毒迄今僅有四件感染人案例，且皆發生於牧場工作者，迄今仍無人傳人之報導，因此仍毋須擔心。能做的事包括避免接觸禽畜或其分泌物或排泄物，勿飲用未經滅菌之牛乳等。

3. 這篇研究有哪些限制，是我們應該謹慎解讀的？

病毒感染細胞的方式之一是結合生物體內的受體，本研究使用活體外的分析方法（固相結合分析，Solid-phase binding assay），發現牛H5N1病毒既能結合鳥類的唾液酸受體，又能結合哺乳類的唾液酸受體，這是一項重要發現，但仍需在動物體內的實驗研究結果作為佐證，才能確認牛H5N1病毒是因受體結合力改變，而產生感染哺乳類動物人的能力。可參考研究文獻：Nelli R, et al. Sialic Acid Receptor Specificity in Mammary Gland of Dairy Cattle Infected with Highly Pathogenic Avian Influenza A(H5N1) Virus. Emerg Infect Dis. 2024;30(7):1361-1373)

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