2024年美國奶牛中高致病性禽流感病毒（HPAIV）H5N1的爆發呈現了一個前所未有的情景，即病毒感染了牛的乳腺，並在牛奶中被檢測到，這對公共衛生和乳品行業造成了嚴重關切。與之前描述的牛中亞臨床型甲型流感病毒（IAV）感染不同，H5N1感染引起了嚴重的臨床症狀，包括呼吸困難、乳腺炎和異常的牛奶產量。為了理解宿主免疫反應，特別是在乳腺中的變化，我們對體外感染了來自奶牛養殖場的H5N1分離株的牛乳體細胞（bMSC）進行了單細胞RNA測序（scRNA-seq）分析。
我們識別出十個不同的細胞聚類，並觀察到向2型免疫反應的轉變，其特征是表達IL13和GATA3的T細胞，以及根據與牛奶生產相關基因的表達情況劃分的三種不同上皮細胞亞型。我們的研究揭示了細胞因子表達的時間動態變化，腔上皮細胞迅速減少，而巨噬細胞和樹突狀細胞增加，提示其在增強抗原呈遞中的作用。這些發現表明，牛H5N1病毒感染引發複雜的免疫反應，涉及促炎和調節通路。這項研究填補了理解牛乳腺對H5N1感染免疫反應的關鍵空白，並強調了進一步研究治療策略以應對此類疫情的必要性。