2024年美国奶牛中高致病性禽流感病毒（HPAIV）H5N1的爆发呈现了一个前所未有的情景，即病毒感染了牛的乳腺，并在牛奶中被检测到，这对公共卫生和乳品行业造成了严重关切。与之前描述的牛中亚临床型甲型流感病毒（IAV）感染不同，H5N1感染引起了严重的临床症状，包括呼吸困难、乳腺炎和异常的牛奶产量。为了理解宿主免疫反应，特别是在乳腺中的变化，我们对体外感染了来自奶牛养殖场的H5N1分离株的牛乳体细胞（bMSC）进行了单细胞RNA测序（scRNA-seq）分析。
我们识别出十个不同的细胞聚类，并观察到向2型免疫反应的转变，其特征是表达IL13和GATA3的T细胞，以及根据与牛奶生产相关基因的表达情况划分的三种不同上皮细胞亚型。我们的研究揭示了细胞因子表达的时间动态变化，腔上皮细胞迅速减少，而巨噬细胞和树突状细胞增加，提示其在增强抗原呈递中的作用。这些发现表明，牛H5N1病毒感染引发复杂的免疫反应，涉及促炎和调节通路。这项研究填补了理解牛乳腺对H5N1感染免疫反应的关键空白，并强调了进一步研究治疗策略以应对此类疫情的必要性。