近日,我院陈田木副教授团队在高致病性禽流感(HPAI) 病毒传播动力学研究方面取得重要进展,相关研究成果以“Assessing HPAI-H5 transmission risk across wild bird migratory flyways in the United States”为题发表于国际权威学术期刊《自然·通讯》(Nature Communications)。研究聚焦 2022—2025 年美国野鸟 H5 亚型高致病性禽流感的传播过程,综合运用病毒基因组系统地理学、传播风险量化、时空聚集分析与机器学习建模,系统刻画病毒在美国四大迁飞通道(Pacific、Central、Mississippi、Atlantic)中的扩散特征与关键风险环节,通过宏观微观相结合的方式为高致病性禽流感监测预警与综合防控提供数据支撑与方法参考。

野鸟是禽流感病毒的重要自然宿主。近年来,以 H5N1 clade 2.3.4.4b 为代表的高致病性禽流感(HPAI)在全球范围内持续引发野鸟与家禽暴发,并呈现向多种哺乳动物溢出的趋势,对公共卫生与畜牧业生物安全构成长期挑战。美国位于多条迁徙通道交汇区域、鸟类多样性高且迁徙活动频繁,是解析 HPAI 扩散规律的重要场景;厘清不同迁飞通道的传播结构、宿主传播风险差异及潜在环境驱动因素,对优化监测布局与提升早期预警能力具有现实意义。
本研究整合病毒基因组、野鸟感染监测与气象环境等多源信息,构建覆盖“传播扩散—风险量化—时空聚集—环境关联”的一体化评估框架:基于 BEAST 离散系统地理学方法重建病毒在美国州际尺度的扩散网络,依据监测时间序列估计传播风险指标;结合空间统计方法识别空间聚集特征与热点迁移规律,并采用随机森林模型评估气象因素与野鸟感染风险之间的非线性关联,为风险评估与早期预警提供方法支撑。
病毒演化与空间扩散:美国野鸟中的病毒种群正从高多样性(2022年多基因型共存)向单一优势基因型(2025年的D1.1)演化。系统发育地理重建显示,早期基因型(如A1, A2, B2.1)的传播局限于单条迁徙带,而D1.1基因型形成了横跨全美四大迁徙带的广泛传播网络,提示其可能具有更广的宿主谱或更强的环境适应力。

宿主传播风险差异显著:感染数量最多的雁形目其传播能力最弱,表明它们主要作为病毒储存库和远距离传播载体,而非形成高效持续传播链。相反,鸮形目表现出最强的传播能力,猛禽次之。
疫情呈现明显季节性与空间动态:美国野鸟HPAI H5疫情在秋冬季达到高峰,雁形目的感染动态与整体疫情季节模式高度一致。空间上,全国热点区随季节由春季的中北部向夏季的西北部迁移,体现了与候鸟繁殖、扩散和南迁相关的结构化空间模式。
迁徙带间传播模式各异:
密西西比迁徙带:呈现经典的南北迁移模式,热点随季节南北移动。留鸟在此带的传播风险极高,远超候鸟,可能形成了本地高效的病毒传播“引擎”。
大西洋迁徙带:呈现独特的南北分化格局,夏季候鸟感染热点在北部,而留鸟在南部(佐治亚、佛罗里达州)形成稳定的常年传播核心,该带留鸟R0也高于候鸟。
中部迁徙带:传播以留鸟为主,留鸟在怀俄明、科罗拉多和新墨西哥州维持着稳定的常年热点。
太平洋迁徙带:传播模式分散、本地化传播。
气象因素(干旱指数、温度、降水等)与感染风险相关并存在明显非线性阈值特征。该研究为野鸟 HPAI 的风险评估、监测优化与联防联控提供了可推广的方法框架,并强调在关注传统关键宿主的同时,应强化对猛禽等非传统宿主及监测代表性的重视。
项目组近年来聚焦于构建“候鸟-家禽/哺乳动物-人”的禽流感跨物种传播机制及其风险评估体系,并与洞庭湖、鄱阳湖、贵州草海湿地等主要候鸟栖息地属地疾控中心协同合作,通过样本采集、禽流感病毒检测及宏转录组测序,持续积累相关监测数据,为我国应对X疾病的早期预警与风险评估提供模型支撑和数据基础。
我院博士研究生方康为论文第一作者,我院陈田木副教授、博士后赵泽宇与南昌大学第一附属医院/江西省重大公共卫生事件医学中心宋文涛博士为论文共同通讯作者。本研究得到广州实验室项目(GZNL2024A01004、SRPG22-007)、国家重点研发计划(2024YFC2311404)、福建省引导性科技计划项目(2023Y0004)、江西省卫生健康委员会科技项目(202410978)、江西省重大科技专项(20201BBG71010)、中国博士后科学基金(K2825002)以及中国博士后科学基金会博士后创新人才支持/博士后资助项目(GZC20250516)资助支持。
论文链接:
https://doi.org/10.1038/s41467-026-69344-w
(公共卫生学院)