本文是...的翻译 超级传播会导致Covid大流行-并可能有助于遏制大流行 发表于 自然。com le 23 février 2021

流行病学

过度传播助长了Covid-19大流行……这可能是其弱点

大部分冠状病毒污染可归因于少数人。这种不平等的传播途径为采取更好的针对性措施对抗流行病提供了途径。

迪亚尼·刘易斯
超级传播covid酒吧餐厅人群

12月5日-比利时和法国北部圣尼古拉斯传统盛宴的前夕-安特卫普附近的赫默里克疗养院的居民来了此 改变自我 圣诞老人但是,这个旨在传播欢乐的节日活动变成了悲剧。四十名工作人员和一百多名居民无意间被装扮成服装的志愿者感染,他们后来对SARS-CoV-2呈阳性反应,至少有26人死亡。

像这样的大规模污染事件,通常是一个人同时感染许多人,这是Covid-19大流行现在已熟悉的特征。合唱团彩排,葬礼,家庭聚会,体育课...许多聚会都造成了流行病的爆发。

伦敦卫生与热带医学学院的传染病建模师AkiraEndō在这种事件成为媒体主流之前就注意到了这种现象的明显迹象,被称为超级传播。在有关以下方面的首次调查中出现了第一个线索 在中国的一次集会案例,其中一个感染者感染了许多其他感染者。另一个令人惊讶的事实是,在中国武汉以外的地区,这是首个主要的流行病重点。新病例并没有立即引起当地的暴发。

这种不均匀传播的模式是一些携带病毒的人感染很多人,但是大多数感染只有少数(如果有的话)是由冠状病毒的表亲-SARS-CoV共享的,这导致了严重的急性呼吸道综合症(SARS)流行,以及中东呼吸综合征的MERS-CoV。在其他病原体中发现了类似的传播方式,例如埃博拉,天花或肺结核。

大流行进入第二年-以 迅速传播的SARs-CoV-2变体的出现 -研究人员比以往任何时候都更加相信超级传播在Covid-19大流行的过去和未来动态中的重要性。他们强调,过度传播事件是冠状病毒在世界范围内传播的主要途径之一,迄今已感染超过1亿人,造成240万人死亡。在缺乏有效控制措施的情况下,随着更具传染性的英国,南非或巴西变种逐渐超过病毒的原始毒株,过度传播的病例甚至可能变得更大,更频繁。

通过一年的累积数据,研究人员强调了过度繁殖的关键因素:长时间的室内聚会和通风不良。诸如唱歌或体操之类的活动会导致大量气溶胶(可以吸入的微小病毒滴)的释放,也是超繁殖的重要因素。

但是仍然存在一些基本问题。远藤晃说:``我们对影响因素有所了解,但我们仍然不知道超级传播的主要驱动力是什么。不确定性围绕着个体生物学和行为差异的重要性-或如何控制它们-以及如何最好地针对高风险情况,同时避免造成社会残废。加利福尼亚州旧金山的扎克伯格生物中心的传染病建模师露西·李(Lucy Li)说,了解促进过度繁殖的潜在因素至关重要。

一些专家声称,我们已经对超级传播的主要驱动因素了如指掌,可以利用这一现象为我们带来好处。他们呼吁政策制定者利用这些知识来针对可能减缓甚至根除大流行病的控制措施。最基本的措施之一是封闭公众聚集在一起的封闭区域,以防止疾病传播。但是研究人员还建议追随日本和日本的领导。 跟踪接触链以识别超传播事件 和负责任的人(而不是仅仅防止联系案件使自己孤立)。

爆炸传播

平均而言,与SARS-CoV-2签订合同的每个人都将其传染给另外两个或三个人。但是,这种在人口水平上的精确估算-称为 基本繁殖率(R) -在个人层面隐藏巨大的差异。实际上,大多数感染仅发生在少数人群中。远藤晃的初步分析表明, 截至2020年2月,中国以外的国家中约有10%的病例造成了80%的继发感染.

传播链covid-10超级传播者

资料来源:K。Sun等。科学371,eabe2424(2021)

其他国家或地区(以色列,印度,香港和中国各省)的估算值也支持这一观点。尽管在其他传染病中发现了这种过度传播的趋势,但对于Covid-19来说尤其明显。相比之下,流感的传播个体变异性较小,并且倾向于更均匀地传播。

在美国,欧洲和中国不同地区研究过这种现象的露西·李说,这种超级传播的结果是,一个地方的一些感染病例很快就会爆发。她说:“借助一堆超级传播者,病例可以在很短的时间内爆炸。”

露西·李(Lucy Li)说,在英国,南非和巴西出现的SARS-CoV-2新变种可能会加剧这种现象。 B.1.1.7变体的传输率提高了50%她解释说:“英国”说:“超级传播事件的频率和规模可能会增加。”

麻省理工学院和哈佛遗传学家布伦温·麦金尼斯(Bronwyn MacInnis)领导的一个研究小组利用病毒基因组序列追踪了超繁殖事件的影响。其中一项活动是于2020年2月底在波士顿举行的为期两天的国际会议 在参与者及其亲属中识别出90多个案例 。但是根据布隆温·麦金尼斯(Bronwyn MacInnis)的说法,真正的影响要大得多:波士顿会议及其周围地区约有20,000例感染可归因于这次会议。

天生的超级繁殖者存在吗?

尽管传播的最主要部分是少数人,但科学家仍在研究某些人是否具有使他们更有效地传播病毒的生物学特征。例如,有些人在呼气时自然会大声说话或排出更多空气。物理学家克里斯蒂安·卡勒(ChristianKähler)说,因此它们很可能自然释放出更多的气溶胶。德国慕尼黑联邦武装大学研究气溶胶的产生和动力学。物理学家解释说,此外,由于儿童和妇女的肺活量降低,它们比男性喷雾的气溶胶也较少。

但是,克里斯蒂安·凯勒(ChristianKähler)与其他研究人员一样,对存在更深层次的生物学差异表示怀疑。他说:“对超级发射器的信念对我来说太简单了。”

对于这位物理学家而言,与其说是在谈话中无视安全距离或拒绝戴口罩,不如说是一个人的举止,比起散发的气溶胶,它更有可能增加传播的风险。他说,唱歌和喊叫也增加了烟雾的数量。研究表明, 与正常对话相比,大声说话可以使发出的粒子数量增加多达五十倍, 和 唱歌最多可以产生一百倍 (根据尚未经过同行评审的研究)。

免疫反应因人而异,也会影响特定人产生的病毒数量,澳大利亚悉尼公共病理服务处的病毒学家Dominic Dwyer解释说。人们认为,幼儿的免疫系统对感染的反应方式的差异可能解释了 为什么他们比成人少捕获和传播冠状病毒。根据多米尼克·德威尔(Dominic Dwyer)的说法,成年人中也可能存在广泛的免疫反应。他解释说,在频谱分析的最后,“免疫力低下的人通常更可能脱落更多的病毒颗粒,而且时间更长。”

一种 对近200名健康人的气溶胶排放的研究本月发表的《科学》杂志强调了生物学差异可能影响病毒传播的观点。观察发现,有20%的参与者占排放的气溶胶颗粒的80%,而老年人或超重者排放的气溶胶比其他人多。

但是根据一些流行病学家的说法,没有必要通过生物学差异来解释超传播事件。在 一项研究 哈佛大学物理学家玛拉·普伦蒂斯(Mara Prentiss)和她的同事尚未进行同行评审,他们计算出在五个过度传播事件中,一个感染者散发了多少病毒颗粒。

尽管设置非常不同-宽敞的呼叫中心,体育课,两次公车旅行和合唱团排练-感染者在每种情况下释放的病毒量被发现非常相似。玛拉·普伦蒂斯(Mara Prentiss)说:“我们感到有些惊讶,因为这表明当过度传播时,个体差异可以忽略不计。

在Mara Prentiss小组检查的所有五例病例中,可能已感染其他人的人症状较轻或尚未出现症状。这是事件之间的关键相似点,并且可能与其他超传播情况共享。 “在年轻人,健康人群和流动人口中传播的危害最大,” Bronwyn MacInnis说。她说:“仅仅因为您感觉良好并不意味着您没有被感染,也没有传播Covid-19的风险。”

尽管传播的原因在很大程度上不取决于个体的生物学差异,但是对于行为却不能说相同。根据克里斯蒂安·卡勒(ChristianKähler)的说法,一个人的工作或生活方式使他们与许多其他人接触,或者更合群的人比一个孤独的人更有可能成为超级传播者。

有问题的地方

过去一年中出现的最重要的教训之一是,人们聚集的地方在感染风险中起着重要作用。在人满为患且通风不良的室内空间中发生了许多超传播事件。这证实了进一步的证据,即通过气溶胶的空气传播是SARS-CoV-2传播的一种重要(即使不是主要的)传播方式。

日本很快意识到了这一问题,并于2020年2月开始在“ 3Cs”上开展预防运动,使人们面临感染的危险:密闭空间 (封闭空间), 拥挤的地方 (拥挤的地方) 并密切联系 (亲密接触)。世界卫生组织(WHO)的西太平洋地区在7月采用了3C的公共卫生信息。限制允许在室内聚集的人数一直是全世界为遏制冠状病毒传播而采取的主要公共卫生措施之一。

但是研究人员试图更好地了解究竟是什么使室内环境具有风险,因此可以更好地针对性地限制限制,并减少破坏性。加利福尼亚州斯坦福大学的计算机科学家Jure Leskovec及其团队使用移动数据来确定 特别危险的地方。该团队使用匿名的手机位置数据来模拟从2020年3月到2020年5月两个月内美国大约1亿人的每小时行车路程。研究人员发现,它们很小,人烟稀少,人们在那里呆了很长时间。 餐馆,咖啡馆和体育馆是Covid-19传播的热点。 Jure Leskovec说,大约10%的地方占预计感染的80%。

该模型还阐明了下层阶级受到大流行影响的原因。相对于较富裕的社区,贫困社区的居民因封锁而减少的出行减少了-可以说是由于专业义务[对于低技能的工作来说,网络工作更加困难[ed]]-与较富裕的社区的居民相比。但是,在工人阶级社区,公共场所的风险也更高:例如,那里的杂货店被密集地占据着,人们在那里呆的时间更长。 Jure Leskovec解释说:“由于流动性的差异,“杂货店经营对于低收入人士来说风险大约是其的两倍”。这些差异可能解释了在这些社区中观察到的更高的感染率,并且,他说,这表明例如开展宣传运动或分发口罩可以帮助阻止这些人群中的传播。

乔治亚州亚特兰大市埃默里大学的流行病学建模师Max Lau还使用手机数据来跟踪病毒传播的动态。通过计算个体透射率的变化-或“色散参数”,注意 k -在佐治亚州的某些地区,他能够比较不同人群中的过度繁殖率。一点 k 对应于“分组”的传输,即更大的超传播。

刘千发现 在60岁以下的人群中,过度传播尤为严重 -工作和社交的人口比例。他认为,这也是农村地区传播的一个重要因素,也许是因为在该地区对收容指示的尊重较少。

使超级传播成为我们的优势

这项工作凸显了超级传播在当前流行病中的主要作用。但是与此同时,他们已经确定了一种消除流行病暴发的方法:追踪污染链以发现并警告所有遭受过度传播事件的人。

去年2月,日本成功实施了这种策略,称为“关注焦点的反向案例跟踪”。 “上游”联系人跟踪不是在“下游”寻找可能已感染该病毒的给定感染者的密切联系,而是旨在沿着传播链向上确定所感染者的身份。每个新感染者在超级传播事件中感染的可能性都比单独将病毒传播给他们的人更高。因此,调查人员很有可能以这种方式发现此类事件。远藤晃的造型表明 接触案例的反向跟踪对于控制传输非常有效 du virus.

但是,这种跟踪联系案例的方式需要大量人力,并且实际上只有在案例数量已经减少的情况下才可以采用。在这一点上,“反向追踪可能是结束这一流行病的最后一击,”远藤明说。

理想情况下,公共卫生措施应首先防止大规模污染事件的发生。但是,根据布隆温·麦金尼斯(Bronwyn MacInnis)的说法,随着人口案件数量的增加,识别超级传播事件变得越来越困难,就像近几个月来欧洲和美国的情况一样。

Jure Leskovec的工作提出了一种限制病毒传播的方法。通过模拟不同的场景,他发现,如果所有企业重新营业,饭店将在接下来的一个月中占到传播总量的20%。这表明餐馆特别危险,可能会受到限制,而不是迫使所有企业关闭。 Jure Leskovec目前正在向决策者提供他的模型,以完善重新开放措施,以最大程度地控制疫情,同时最大程度地减少对企业的破坏。

露西·李(Lucy Li)说,但并不是所有的风险都可以轻松解决。像屠宰场工人那样在其他人附近度过时光的关键工人将继续处于高风险环境中。她说:“由于社会的组织方式,总是存在过度传播的风险。”

今年开始的许多国家都以Covid-19大流行为高潮。而且,随着更多具有传染性的变体在世界范围内传播,大流行的终结似乎还很遥远。马克斯·劳说,但是当流行病开始消退时,无论是通过遏制措施还是大规模疫苗接种,超级传播事件将反常地代表着更多的追踪工作。因此,即使病例数很少,也要坚持预防措施,这一点尤其重要。他总结说:“如果病例数减少,我们将必须更加小心,以避免出现这些过度传播的现象。”

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