禽流感|港大研發AI系統分析病毒基因 識別高風險病毒提前預測大流行
流感病毒有不同類型,如常見於禽鳥的甲型流感病毒(禽流感),有可能感染其他動物,包括哺乳動物及人類。一旦禽流感病毒成功適應哺乳動物體內環境,甚至具備人傳人的能力,便有可能引發流感大流行,對公共衞生構成重大威脅。
港大醫學院研究團隊今次透過大量基因數據分析,嘗試找出甲型流感病毒由禽類傳播至哺乳動物,甚至人類的關鍵線索,並建立可用於風險評估的人工智能工具。
以基因特徵區分高風險病毒
研究由港大醫學院公共衞生學院副教授林讚育教授帶領。團隊分析大量甲型流感病毒基因數據,比較不同病毒譜系的基因組特徵,並將病毒分為兩大類:一類主要在禽類中傳播,只偶爾感染哺乳動物;另一類則能在哺乳動物中持續傳播。
研究發現,能在哺乳動物中持續傳播的病毒譜系,其最早期病毒株已呈現較低的GC相關含量。研究團隊認為,這項基因特徵可能在病毒跨物種適應過程中扮演重要角色,促進甲型流感病毒在哺乳動物中持續傳播。
近期備受關注的H5病毒株,特別是高致病性2.3.4.4b譜系,在多宗感染水貂、狐狸和人類的個案中,同樣出現GC相關含量下降。研究團隊認為,該譜系具有較高潛在風險演變為人類流感,應列為高風險病毒,並建議採取更嚴格監測及預防措施。
研發AI分析器助預警「大流行」
基於上述發現,研究團隊開發一款機器學習分類器,透過分析甲型流感病毒基因組,預測病毒在哺乳動物間持續傳播的潛在風險。團隊建議,未來可將GC相關基因組特徵納入流感大流行風險評估體系,以提升早期識別高風險病毒株的能力。
林讚育表示,自2021年以來,從禽類傳播至人類及其他哺乳動物的高致病性H5甲型流感病毒零星感染個案顯著增加,當中相當多與2.3.4.4b譜系病毒有關,近期更出現感染乳牛的個案。
他指出:「在眾多主要於禽類傳播的甲型流感病毒中,哪些病毒能夠適應並在哺乳動物中持續傳播,至今仍未完全釐清,但這卻是一個重大的公共衞生問題。」
林讚育強調,引入更完善的風險評估方法,包括將GC相關基因組特徵納入評估框架,有助加強流感監測,並及早識別高風險病毒。一旦病毒出現感染人類的早期跡象,公共衞生部門亦可更快採取行動,控制潛在疫情。
研究團隊認為,這項人工智能系統可為未來流感監測及大流行風險評估提供新工具,協助科研及公共衞生界更早掌握高風險病毒株的變化,從而提升防疫部署的前瞻性。相關研究已刊登於《Nature Microbiology》。


