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Das hochpathogene Vogelgrippevirus (HPAI) vom Subtyp H5N1 der Klade 2.3.4.4b hat sich weltweit ausgebreitet und seit 2020 zu beispiellosen, großflächigen Vogelgrippeausbrüchen geführt. Im Jahr 2021 haben wir 17 hochpathogene H5N1-Viren der Vogelgrippe aus Wildvögeln in China isoliert. Um den Ursprung des Virus zu bestimmen, haben wir 1.529 H5N1-Viren der Klasse 2.3.4.4b, die seit Oktober 2020 weltweit gemeldet wurden, genetisch analysiert und festgestellt, dass sie 35 Genotypen bildeten. Die 17 Viren gehörten zu den Genotypen G07, die aus Ostasien stammten, und G10, die aus Russland stammten. Die Viren waren bei Mäusen mäßig pathogen, bei Enten jedoch äußerst tödlich. Die Viren befanden sich im selben Antigencluster wie der derzeit in China verwendete Impfstamm (H5-Re14). Bei Hühnern bot der dreiwertige H5/H7-Impfstoff vollständigen Schutz gegen die H5N1-Virusinfektion der Klasse 2.3.4.4b. Unsere Daten zeigen, dass die Impfung eine wirksame Strategie zur Vorbeugung und Bekämpfung des weltweit verbreiteten H5N1-Virus der Klasse 2.3.4.4b ist.

Das Hämagglutinin (HA)-Gen hochpathogener Viren des Vogelgrippe-Subtyps H5 hat sich in mehrere Kladen (Kladen 0–9) entwickelt, und einige Kladen sind weiter in Unterklassen unterteilt. Von den beiden dominanten Klassen wurde 2.3.2.1 weiter in 7 (2.3.2.1a–g) und 2.3.4.4 weiter in 8 (2.3.4.4a–h) Unterklassen (1–3) kategorisiert. Die Weltorganisation für Tiergesundheit (WOAH) berichtete, dass zwischen Oktober 2020 und Oktober 2022 mehr als 8.000 Ausbrüche der hochpathogenen Aviären Influenza (HPAI) Subtyp H5N1 Klade 2.3.4.4b bei Vögeln auftraten. Riesige Anzahl von Vögeln auf vier Kontinenten (Europa, Asien). , Afrika und Nordamerika) wurden direkt oder indirekt durch Infektion mit H5-HPAI-Viren der Klasse 2.3.4.4b auf humane Weise getötet (4).

H5-HPAI-Viren mehrerer Gruppen haben sich durch die globale Migration von Wildvögeln interkontinental verbreitet. Im Jahr 2005 verursachte die Verbreitung des H5N1-Virus der Klasse 2.2 durch Wildvögel zahlreiche Ausbrüche bei Wildvögeln und Hausgeflügel in Ländern in ganz Asien, dem Nahen Osten, Europa und Westafrika (5,6). Im Jahr 2009 verursachte das H5N1-Virus der Klasse 2.3.2 vor allem in Asien und Osteuropa Probleme (7,8). Im Jahr 2014 verbreiteten sich sowohl die H5N8-Viren der Klasse 2.3.4.4b als auch die H5N1-Viren der Klasse 2.3.2.1c in Eurasien, im Nahen Osten und in Afrika (9–11). Anfang 2014 trat in Südkorea ein H5N8-Virus der Klasse 2.3.4.4c auf und zirkulierte dann in Eurasien und Afrika. Im Jahr 2015 breitete sich dasselbe Virus nach Nordamerika aus und vermischte sich mit lokalen Viren der Vogelgrippe (LPAI) mit geringer Pathogenität, um den Subtyp H5N2 zu produzieren, der in den Jahren 2015–2016 in den Vereinigten Staaten zirkulierte (12,13). Zu Beginn des Jahres 2020 verursachte das H5N8-Virus der Klasse 2.3.4.4b Krankheitsausbrüche und zerstörte Geflügel in ganz Europa. Anschließend breitete es sich in vielen Ländern Asiens aus (14,15). Das H5N8-Virus vermischte sich mit anderen Viren und bildete in verschiedenen Ländern und Regionen mehrere andere Subtypen von H5-Viren (z. B. H5N1, H5N2, H5N3, H5N4, H5N5 und H5N6). Unter ihnen wurde H5N1 zur weltweit vorherrschenden Variante (16,17). Ende 2021 wurde das Virus über den Atlantik nach Nordamerika übertragen (18). Die Viren führten in Europa und Nordamerika zu massiven anhaltenden Ausbrüchen und führten zu einer massiven Zerstörung der Geflügel- und Wildvogelpopulationen (4,19,20).

H5-Viren der Klasse 2.3.4.4b haben die Vogel-Säugetier-Schranke überschritten und Menschen und andere Säugetiere infiziert. Seit Anfang 2020 wurden in Spanien, dem Vereinigten Königreich Großbritannien und Nordirland, den Vereinigten Staaten, China und Vietnam Infektionen des Menschen mit Influenza-A(H5N1)-Viren der Klasse 2.3.4.4b nachgewiesen und der Weltgesundheitsorganisation gemeldet Organisation (21). In der Russischen Föderation wurden sieben durch das Influenza-A(H5N8)-Virus verursachte Infektionen beim Menschen gemeldet (22), und in diesen drei Jahren (2020–2022) wurden einige durch das H5N6-Virus verursachte Infektionen in China gemeldet (23). Darüber hinaus wurde in Europa und Nordamerika über eine tödliche 2.3.4.4b H5N1-Infektion einiger fleischfressender Säugetiere (z. B. Füchse, Otter, Rotfüchse, Stinktiere, Kojoten, Rotluchse) und Meeressäuger (z. B. Seehunde, Delfine) berichtet ( 24).

Der Virus Clade 2.3.4.4b H5N1 ist zu einer neuen Bedrohung für die globale Geflügelindustrie und die öffentliche Gesundheit geworden. Um mehr über seine räumliche Übertragung und seine biologischen Eigenschaften zu erfahren, führten wir umfangreiche phylogeografische und epidemiologische Analysen der weltweit zirkulierenden H5N1-Viren durch, die im Zeitraum 2020–2022 entdeckt wurden, bewerteten die Pathogenität von H5N1 aus China in Säugetier- und Wasservogelwirten und verglichen die H5N1-Antigenität mit der von H5N1 aktualisierter Impfstoffkandidat und bewertete die Schutzwirkung des aktuellen H5-Re14-Impfstoffs gegen eine Belastung mit H5N1-Isolaten.

Alle Studien mit lebenden Viren wurden in einem Labor der Biosicherheitsstufe 3 durchgeführt, das vom Harbin Veterinary Research Institute der Chinesischen Akademie der Agrarwissenschaften für diese Verwendung zugelassen ist. Alle Tierversuche wurden in strikter Übereinstimmung mit den Empfehlungen im Leitfaden für die Pflege und Verwendung von Labortieren des Ministeriums für Wissenschaft und Technologie der Volksrepublik China durchgeführt. Das Protokoll wurde vom Ausschuss für Ethik von Tierversuchen des Harbin Veterinary Research Institute der Chinesischen Akademie der Agrarwissenschaften genehmigt (Genehmigungsnummern: Ente, 211015-01; Maus, 211231-02; Huhn, 211112-01).

Im Zeitraum 2020–2021 haben wir gemäß der regelmäßigen Überwachung von Wildvögeln in China 7.421 frische Kotproben, 507 Abstrichproben und 6 Gewebeproben von Wildvögeln gesammelt (Tabelle). Die Proben wurden in spezifisch pathogenfreien (SPF) Hühnerembryonen amplifiziert und der HA-Subtyp mithilfe des Hämagglutinin-Hemmungstests (HI) mit einer Reihe von H1–H16-Referenzseren identifiziert. Wir haben den Neuraminidase (NA)-Subtyp mithilfe einer Reverse-Transkriptions-PCR-Analyse mit einer Reihe von N1–N9-Subtyp-Primern verifiziert (Referenzserum und Primersequenzen sind auf Anfrage erhältlich). Wir identifizierten Wirtsspezies mithilfe von DNA-Barcoding mit dem mitochondrialen Cytochrom-C-Oxidase-I-Gen (25).

Mit dem QIAmp Viral RNA Mini Kit (QIAGEN, https://www.qiagen.com) haben wir die gesamte Influenza-A-Virus-RNA aus der Allantoisflüssigkeit virusinfizierter Hühnerembryonen extrahiert. Wir führten eine Reverse-Transkriptions-PCR unter Verwendung einer Reihe genspezifischer Primer durch und sequenzierten die Produkte mithilfe eines DNA-Analysegeräts von Applied Biosystems (Primer auf Anfrage erhältlich). Die vom 1. Januar 2020 bis zum 17. Oktober 2022 gesammelten genetischen Informationen wurden am 17. Oktober 2022 von GISAID (https://www.gisaid.org) heruntergeladen (Anhang 1). Wir haben Sequenzen mithilfe der MAFFT-Version 7.475 mit Standardeinstellungen ausgerichtet (26) und benachbarte Verknüpfungsbäume mithilfe der MEGA-Version 11 für 1.000 ultraschnelle Bootstraps ausgeführt (27). Um die Gruppen jedes Segments in den phylogenetischen Bäumen zu kategorisieren, verwendeten wir einen Sequenzidentitäts-Cutoff von> 95 %. Wir haben unter Verwendung des SRD06-Nukleotidsubstitutionsmodells und eines unkorrelierten logarithmisch entspannten Uhrenmodells einen zeitskalierten phylogenetischen Baum mit maximaler Klade-Glaubwürdigkeit von HA-Sequenzen aus H5N1-Viren der Klade 2.3.4.4b erstellt (28). Um die Übertragungsmuster der H5N1-Viren der Klasse 2.3.4.4b zu untersuchen, führten wir eine phylogeografische Analyse durch, indem wir ein asymmetrisches Modell mit bayesianischer stochastischer Suchvariablenauswahl verwendeten, das in BEAST Version 1.10.4 implementiert wurde (28,29). Wir haben die Sequenzen von 1.529 Isolaten in 11 verschiedene geografische Kategorien eingeteilt (Anhang 2, Tabelle 3). Um die Diffusionsraten zusammenzufassen, verwendeten wir die Bayes'sche stochastische Suchvariablenauswahl und zur Schätzung der Bayes-Faktoren verwendeten wir SpreaD3 Version 0.9.6 (https://rega.kuleuven.be/cev/ecv/software/SpreaD3) (Anhang 2). Tabelle 4).

Wir haben zwei repräsentative Isolate ausgewählt, A/Mandarinenente/Heilongjiang/HL-1/2021 (MD/HLJ/HL-1/2021) und A/Singschwan/Henan/14/2021 (WS/HeN/14/2021). zum Testen an Mäusen und Enten. Die 50 % tödliche Dosis (LD50) für Mäuse wurde in Gruppen von fünf 6 Wochen alten weiblichen BALB/c-Mäusen getestet (Vital River, https://www.vitalriver.com). Die Mäuse wurden intranasal mit einer 50 %igen eiinfektiösen Dosis (EID50) des Virus in einem Volumen von 50 µL von 101,0 bis 106,0 geimpft und dann 14 Tage lang täglich auf Gewichtsverlust und Tod überwacht. Die LD50-Werte für Mäuse wurden nach der Reed-Muench-Methode berechnet (30). Um die Virusreplikation zu bewerten, haben wir drei weitere Mäuse in der 106,0 EID50-Gruppe getestet und sie am dritten Tag nach der Inokulation auf humane Weise getötet, um die Virustiter in ihren Nasenmuscheln, Lungen, Gehirnen, Nieren und Milzen zu bestimmen.

Unter den Enten inokulierten wir Gruppen von acht 3 Wochen alten SPF-Enten (Jinding-Ente, eine lokale Rasse; National Poultry Laboratory Animal Resource Center, Harbin, China) intranasal mit 106,0 EID50 des H5N1-Virus in einem Volumen von 0,1 ml; 24 Stunden nach der Inokulation wurden drei Kontaktenten in denselben Käfig gesetzt. Am dritten Tag nach der Inokulation wählten wir zufällig drei von acht infizierten Enten aus, töteten sie menschlich und sammelten ihre Organe (Gehirn, Milz, Niere, Bauchspeicheldrüse, Cäsiummandel, Bursa Fabricius, Thymusdrüse, Lunge und Kehlkopf) zur Virustitration. Wir beobachteten die verbleibenden 5 infizierten Enten und 3 Kontaktenten zwei Wochen lang und sammelten an den Tagen 3 und 5 nach der Inokulation oropharyngeale und Kloakenabstrichproben, um die Virusausscheidung festzustellen.

Wir verwendeten HI, um eine Antigenanalyse durchzuführen (31). Wir erzeugten Hühnerantiserum der H5-Impfstoff-Saatviren (H5-Re11, H5-Re12, H5-Re13 und H5-Re14) (Anhang 2, Tabelle 7), indem wir 5 Wochen alte SPF-Hühner mit 0,3 ml des ölemulgierten Virus beimpften inaktivierte Viren (32).

Wir impften Gruppen von zehn 3 Wochen alten weißen Leghorn-SPF-Hühnern (National Poultry Laboratory Animal Resource Center) mit einer 0,3-ml-intramuskulären Injektion des trivalenten H5/H7-Impfstoffs, über den zuvor von Zeng et al. berichtet wurde. (32,33) (Harbin Weike Biotechnology Co., http://www.hvriwk.com) oder mit phosphatgepufferter Kochsalzlösung als Kontrolle. Drei Wochen nach der Impfung provozierten wir die Hühner intranasal mit 105 EID50 MD/HLJ/HL-1/2021 in einem Volumen von 0,1 ml. An den Tagen 3 und 5 nach der Exposition haben wir oropharyngeale und Kloakenabstrichproben gesammelt, um das Virus nachzuweisen, und die Vögel zwei Wochen lang nach der Exposition auf Krankheit und Tod beobachtet.

Im Rahmen der regelmäßigen Überwachung von Wildvögeln im Zeitraum 2020–2021 haben wir 7.934 Proben gesammelt, in denen wir 17 H5N1-HPAI-Viren und 20 LPAI-Viren mehrerer Subtypen nachgewiesen haben (Tabelle). Um die Entwicklung der H5N1-Viren zu bestimmen, sequenzierten wir die gesamten Genome der 17 HPAI-Viren, hinterlegten die Sequenzen in der GISAID-Datenbank (Zugangsnummern EPI2070071–0206) und führten eine phylogenetische Analyse dieser Viren zusammen mit der globalen Gruppe 2.3.4.4 durch b HPAI H5-Viren, die vom 1. Januar 2020 bis zum 17. Oktober 2022 an GISAID übermittelt wurden.

Die HA-Gene der 17 H5N1-Viren hatten eine Identität von 98,3–100 % auf Nukleotidebene und die NA-Gene eine Identität von 97,45–100 % (Anhang 2, Abbildung 2, Abbildung 3, Tafel A). Die HA-Gene der Klade 2.3.4.4b H5-Stämme bildeten zwei Zweige – Ostasien und Eurasien/Afrika – im Stammbaum (Anhang 2, Abbildungen 1, 2); 2 H5N1-Viren, die in dieser Studie in der Provinz Heilongjiang isoliert wurden, gehörten zum Zweig Ostasien, während die anderen 15 Viren zum Zweig Eurasien/Afrika gehörten. Die NA-Gene der 17 Viren gehörten alle zur Gruppe Europa H5N1 2020 (Anhang 2, Abbildung 3, Tafel A). Die Identität auf Nukleotidebene betrug 94,12 %–100 % für die Polymerase-Basic-Gene (PB) 2, 92,96 %–100 % für die PB1-Gene, 97,3 %–100 % für die Polymerase-Säure-Gene (PA) und 97,6 %–100 %. für die Nukleoprotein (NP)-Gene, 98,7 %–100 % für die Matrix (M)-Gene und 95,65 %–100 % für die Nichtstrukturprotein (NS)-Gene der 17 H5N1-Viren, und sie bildeten mehrere Gruppen in ihren phylogenetischen Bäumen (Anhang 2 Abbildung 3). Die Diversität der internen Gene der H5N1-Viren der Klasse 2.3.4.4b war größer als die der HA- und NA-Gene. Bemerkenswert ist, dass die 8 Gene der Viren MD/HLJ/HL-1/2021 und MD/HLJ/HL-2/2021 ähnlich waren und die 8 Gene der anderen 15 Viren ähnlich waren, was darauf hindeutet, dass diese 17 Viren 2 bildeten verschiedene Genotypen.

Abbildung 1

Abbildung 1. Entstehung von 2 Vertretern des Vogelgrippevirus (H5N1) aus China. Viruspartikel werden durch farbige Ovale dargestellt, die horizontale Balken enthalten, die die 8 Gensegmente darstellen (von oben nach unten:...)

Um die Entstehung der 17 H5N1-HPAI-Viren zu untersuchen, verwendeten wir MD/HLJ/HL-1/2021 und WS/HeN/14/2021 als Vertreter der beiden Zweige und führten eine BLAST-Analyse durch (https://blast.ncbi.nlm). .nih.gov/Blast.cgi) der Viren mit der höchsten Homologie zu den 8 Segmenten von 2 Referenzviren von GISAID. Die Daten zeigten, dass es sich bei beiden Vertretern um Reassortanten handelte (Abbildung 1; Anhang 2, Tabelle 2). Sieben Gene von WS/HeN/14/2021 (PB1, HA, NA, PA, NP, M und NS) waren im Zeitraum 2020–2021 eng mit denen der H5N1-HPAI-Viren in Europa verwandt; Das PB2-Gen von WS/HeN/14/2021 wurde 2020 in Russland durch das H5N8-HPAI-Virus bereitgestellt. MD/HLJ/HL-1/2021 hatte 5 Gene (HA, NA, PA, NP und M), die eng damit verwandt waren die der H5N1-HPAI-Viren in Europa im Zeitraum 2020–2021; Sein PB1-Gen war im Jahr 2020 eng mit dem H5N8-HPAI-Virus in Russland verwandt, während seine PB2- und NS-Gene von den LPAI-Viren stammten, die im Jahr 2020 in Russland zirkulierten. Unsere Analyse zeigt somit, dass H5N1-Viren der Klasse 2.3.4.4b eine komplexe Neuzusammenstellung durchlaufen haben mit LPAI-Viren an verschiedenen geografischen Standorten seit 2020.

Cui et al. analysierten 233 Stämme der H5N1-Viren der Klasse 2.3.4.4b, die weltweit vom 1. Oktober 2020 bis zum 1. April 2022 nachgewiesen wurden, und deckten 16 Genotypen (G01–16) auf (17). Die 2 H5N1-Viren aus Heilongjiang in dieser Studie gehörten zu G07, während die anderen 15 H5N1-Viren zu G10 gehörten (Anhang 2, Abbildung 1). Innerhalb von zwei Monaten nach ihrer Entdeckung bei Wildvögeln breiteten sich Viren dieser beiden Genotypen auf heimische Wasservögel in China aus und wurden dort nachgewiesen (17).

Da sich die Viren immer noch weltweit verbreiten, wollten wir weitere Einblicke in die groß angelegten kontinentalübergreifenden Übertragungs- und Reassortierungsmuster der H5N1-Viren der Klasse 2.3.4.4b gewinnen. Zu diesem Zweck analysierten wir die Sequenzen von 1.296 Viren, die von April bis Oktober 2022 verfügbar wurden, und entdeckten weitere 19 Genotypen (Anhang 1; Anhang 2 Tabelle 3, Abbildung 4), darunter 5 in Westeuropa (G21, G28, G33, G34 und G35), 2 in Ost- und Mitteleuropa (G19 und G20), 1 in Russland (G17), 1 in Afrika (G18) und 10 in Nordamerika (G22, G23, G24, G25, G26, G27, G29, G30, G31 und G32) (Anhang 2 Tabelle 3, Abbildung 5). Wir haben die verfügbaren Isolate weiter in 11 verschiedene geografische Regionen gruppiert, eine phylogeografische Analyse ihrer HA-Gene durchgeführt (Anhang 2, Tabelle 3, Abbildung 5) und 22 Ausbreitungswege der H5N1-Viren der Klasse 2.3.4.4b identifiziert. Bemerkenswert ist, dass 4 dieser Pfade eindeutig mit Bayes-Faktoren > 1.000 bestätigt wurden: 2 Pfade zeigten, dass sich G01 von Ost- und Mitteleuropa nach Russland und von Westeuropa nach Nordamerika ausbreitete; 1 zeigte die Ausbreitung von G04 von Westeuropa nach Südeuropa; und der vierte zeigte, dass sich G07 von Ostasien nach China ausbreitete (Anhang 2, Tabelle 4). Diese Daten deuten darauf hin, dass Europa die epidemische Quelle für die weltweite Verbreitung der H5N1-Viren der Klasse 2.3.4.4b war.

Alle 17 H5N1-Viren hatten die Reste 137A und 192I und verfügten nicht über die Glykosylierungsstelle an den Positionen 158–160 in ihrem HA (H3-Nummerierung) (Anhang 2, Tabelle 5), von denen berichtet wurde, dass sie die Affinität von Vogelgrippeviren für den Menschen erhöhen. Typ-Rezeptoren (34,35). Die Viren trugen auch kritische virulenzsteigernde Rückstände, darunter 66S in PB1-F2 bei 15 Viren; 30D, 43M und 215A in M1 und 42S, 103F und 106M in NS1 aller 17 Viren (36–41) (Anhang 2, Tabelle 5). Daher können H5N1-Viren der Klasse 2.3.4.4b die Fähigkeit haben, Menschen zu infizieren und dort virulent zu sein.

Figur 2

Abbildung 2. Replikation und Virulenz repräsentativer hochpathogener Viren des Vogelgrippevirus (H5N1) bei Mäusen und Enten. A) Virustiter in Organen von Mäusen, die am Tag nach der Infektion auf humane Weise getötet wurden ...

In mehreren Ländern haben H5-Viren der Klasse 2.3.4.4 Infektionen bei Menschen und anderen Säugetieren verursacht, darunter kleine terrestrische Fleischfresser und Meeressäugetiere (Anhang 1). Um die Replikation und Virulenz von Wildvogel-H5N1-Viren in Säugetieren zu bewerten, haben wir zwei repräsentative Stämme in BALB/c-Mäusen getestet: MD/HLJ/HL-1/2021 in G07 und WS/HeN/14/2021 in G10. Wir fanden heraus, dass sich beide Viren systemisch replizierten und in den Nasenmuscheln, der Lunge, der Milz und den Nieren der Mäuse nachgewiesen wurden; MD/HLJ/HL-1/2021 wurde auch im Gehirn der Mäuse nachgewiesen (Abbildung 2, Panel A). Der LD50-Wert von MD/HLJ/HL-1/2021 bei Mäusen betrug 4,38 log10 EID50 und von WS/HeN/14/2021 5,17 log10 EID50 (Abbildung 2, Panel B, C), was darauf hinweist, dass H5N1-Wildvogelviren mäßig sind pathogen bei Mäusen (1,5,7,9).

Viele H5-Viren, die für Galliformes hochpathogen sind (z. B. Hühner, Wachteln und Truthähne), können für Wasservögel immer noch von geringer Pathogenität sein (1,15). Um die Replikation und Virulenz des H5N1-Virus der Klasse 2.3.4.4b bei Wasservögeln zu untersuchen, haben wir MD/HLJ/HL-1/2021 und WS/HeN/14/2021 bei SPF-Enten getestet. Wir fanden heraus, dass sich die beiden Viren bei Enten effizient replizierten und in allen neun untersuchten Organen von Enten nachgewiesen wurden, die am dritten Tag nach der Inokulation auf humane Weise getötet wurden (Abbildung 2, Tafel D). Wir haben an den Tagen 3 und 5 nach der Inokulation eine Virusausscheidung in oropharyngealen und Kloakenabstrichproben der infizierten Enten und Kontaktenten festgestellt (Abbildung 2, Tafel E). MD/HLJ/HL-1/2021 führte zum Tod von 4 von 5 geimpften und 3 Kontaktenten, während WS/HeN/14/2021 zum Tod aller 5 geimpften und 3 Kontaktenten führte (Abbildung 2, Panel F) . Diese Daten deuten darauf hin, dass die beiden H5N1-Viren der Klasse 2.3.4.4b, die wir aus Wildvögeln isoliert haben, für Enten tödlich sind.

Figur 3

Abbildung 3. Antigenunterschied zwischen Isolaten des Vogelgrippevirus (H5N1) und H5-Impfstämmen und Schutzwirkung des H5-Impfstoffs gegen die Belastung durch das H5N1-Virus. A) Antigenkartographie von H5N1-Viren....

Um den Antigenunterschied zwischen der entstandenen Klade 2.3.4.4b der H5N1-Viren und den H5-Impfstämmen zu bewerten, haben wir in SPF-Hühnern Antiserum gegen 4 H5-Impfstämme (H5-Re11 [Klade 2.3.4.4h], H5-Re12 [Klade 2.3.2.1f], H5-Re13 [Klade 2.3.4.4h] und H5-Re14 [Klade 2.3.4.4b]) und testeten ihre kreuzreaktiven HI-Antikörpertiter gegen 4 repräsentative Viren, die in dieser Studie entdeckt wurden: A/Mandarin Ente/Heilongjiang/HL-1/2021, A/Singschwan/Shanxi/608/2021, A/Singschwan/Henan/14/2021 und A/Mandarinenente/Henan/426/2021 (Anhang 2, Tabelle 7). Wir fanden heraus, dass die 4 Viren gut mit dem Antiserum von H5-Re14 reagierten, mit Titern im Bereich von 64 bis 128, was weniger als dem Vierfachen des homologen Titers entspricht, aber schlecht mit dem Antiserum der anderen 3 Impfstämme reagierten (Abbildung 3, Panel A; Anhang 2 Tabelle 7).

Wir untersuchten außerdem die Schutzwirkung des dreiwertigen H5/H7-Impfstoffs bei Hühnern gegen eine Infektion mit einem H5N1-Virus der Klasse 2.3.4.4b. Drei Wochen nach der Impfung entwickelten sich bei den Hühnern hohe HI-Antikörpertiter gegen den Impfstamm H5-Re14 und das H5N1-Wildvogelvirus MD/HLJ/HL-1/2021 (Abbildung 3, Tafel B). Die geimpften Hühner waren vollständig gegen MD/HLJ/HL-1/2021 geschützt, ohne Virusausscheidung, und alle Hühner überlebten während des 14-tägigen Beobachtungszeitraums (Abbildung 3, Felder C, D); Allerdings starben alle Kontrollhühner innerhalb von 4 Tagen nach der Exposition, und die 7 Hühner, die am dritten Tag nach der Exposition noch lebten, schieden hohe Virustiter aus (Abbildung 3, Felder C, D). Diese Daten deuten darauf hin, dass der derzeit in China verwendete Impfstoff einen soliden Schutz gegen die H5N1-Viren der Klasse 2.3.4.4b bieten könnte.

Das H5N8-Virus der Klasse 2.3.4.4b verursachte von Januar 2020 bis Oktober 2021 massive Ausbrüche bei Geflügel und Wildvögeln in Europa, Afrika und Asien (15,17). Während dieser Zeit ordnete sich das Virus in Ländern oder Regionen mit unterschiedlichen Viren neu an und erzeugte H5N1-, H5N2-, H5N3-, H5N4-, H5N5- und H5N6-Viren mit dem HA-Gen der Klade 2.3.4.4b (4,14,16,17,23). Von diesen neuen Subtypen wurden nur H5N1-Viren durch die Bewegung von Zugvögeln weit verbreitet und haben seit ihrer Entstehung in den Niederlanden im Oktober 2020 Tausende von Ausbrüchen in Europa, Afrika, Asien und Nordamerika verursacht (4,14,17). Unsere Studie ergab, dass die weit verbreiteten H5N1-Viren eine komplexe Reassortierung mit anderen LPAI-Viren durchlaufen und über 35 Genotypen gebildet haben. Von diesen neuen Genotypen von H5N1-Viren wurden 10 in Nordamerika seit Dezember 2021 erzeugt, als das H5N1-Virus der Klasse 2.3.4.4b erstmals aus Westeuropa in diese Region eingeschleppt wurde (18). Angesichts der Tatsache, dass die in Europa und Nordamerika gefundenen H5N1-Reassortanten mehrere Wildsäugetiere infiziert haben, sollte ihre Bedrohung für die öffentliche Gesundheit sorgfältig überwacht und bewertet werden.

Viele Länder in Europa und Nordamerika kontrollieren HPAI durch die Tötung infizierter und verdächtiger Hausvögel, während China HPAI durch eine massive Impfstrategie kontrolliert. Der Schlüssel zum Erfolg der Impfstrategie liegt in der rechtzeitigen Aktualisierung der Impfstämme (15,32,33). Der derzeit verwendete trivalente inaktivierte H5/H7-Impfstoff wurde aktualisiert und wird seit Januar 2022 angewendet; Es wird mit 3 Samenviren produziert: H5-Re13, das auf H5-Viren der Klasse 2.3.4.4h abzielt; H5-Re14, das auf H5-Viren der Klasse 2.3.4.4b abzielt; und H7-Re4, das auf H7N9-Viren abzielt (33). Der Antigentest in unserer Studie zeigte, dass das H5-Re14-Samenvirus antigenisch gut mit den kürzlich in China aufgetretenen H5N1-Wildvogelviren übereinstimmt. Der Test zur Schutzwirkung des Impfstoffs zeigte auch, dass der neuartige dreiwertige H5/H7-Impfstoff einen soliden Schutz gegen die Belastung mit einem neuen H5N1-Isolat bietet. Der Erfolg der obligatorischen Impfpolitik zur Prävention und Bekämpfung des HPAI-Virus in China ist ein Beispiel dafür, wie ein Hochrisikoland einen Impfstoff zum Schutz der Geflügelindustrie einsetzt und wie die Impfung von Geflügel nachweislich Infektionen des Menschen mit dem Vogelgrippevirus verhindern und beseitigen kann durch die erfolgreiche Bekämpfung der H7N9-Influenza (32,33,42). Daher empfehlen wir dringend den Einsatz von Impfstoffen zum Schutz von Geflügel vor den weltweit zirkulierenden Viren 2.3.4.4b H5N1.

Dr. Tian arbeitet am Harbin Veterinary Research Institute der Chinesischen Akademie der Agrarwissenschaften, China, mit einem Forschungsschwerpunkt auf der Überwachung von Vogelgrippeviren.

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Wir danken den Autoren und Laboren, die Sequenzen an die GISAID EpiFlu-Datenbank übermittelt haben.

Diese Arbeit wurde vom National Key Research and Development Program of China (Fördernummer 2021YFD1800200) und dem China Agriculture Research System (Fördernummer CARS-41G12) unterstützt.

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Zitiervorschlag für diesen Artikel: Tian J, Bai X, Li M, Zeng X, Xu J, Li P, et al. Hochpathogenes Vogelgrippevirus (H5N1) Klade 2.3.4.4b, eingeschleppt durch Wildvögel, China 2021. Emerg Infect Dis. 2023 Juli [Datum zitiert]. https://doi.org/10.3201/eid2907.221149

DOI: 10.3201/eid2907.221149

Ursprüngliches Veröffentlichungsdatum: 08. Juni 2023

1Diese Autoren haben gleichermaßen zu diesem Artikel beigetragen.

Inhaltsverzeichnis – Band 29, Nummer 7 – Juli 2023

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Yanbing Li und Hualan Chen, Harbin Veterinary Research Institute, CAAS, 678 Haping Rd, Harbin 150069, China

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