Опубликовано : Сен 10, 2020

Как коронавирус распространился в Северной Америке и Европе

Как коронавирус распространился в Северной Америке и Европе
На этой схематической карте показано раннее и, по всей видимости, «тупиковое» занятие SARS-CoV-2 в Европе и США (пунктирные стрелки). Успешное расселение в период с конца января до середины февраля показано сплошными стрелками: из провинции Хубэй, Китай, в Северную Италию, из Китая в штат Вашингтон, а затем из Европы (по мере того, как итальянская вспышка распространилась более широко) в Нью-Йорк и из Китая. в Калифорнию. Предоставлено: Эндрю Рамбо/Эдинбургский университет и Джеффри Джой/Университет Британской Колумбии.

Новое исследование сочетает в себе эволюционную геномику на основе образцов коронавируса с компьютерно-смоделированными эпидемиями и подробными записями о поездках, чтобы реконструировать распространение коронавируса по всему миру с беспрецедентными подробностями.

Результаты, опубликованные в журнале Science, свидетельствуют о продолжительном периоде упущенной возможности, когда интенсивное тестирование и отслеживание контактов могли помешать распространению SARS-CoV-2 в Северной Америке и Европе.

В документе также оспариваются предложения, которые связывают самые ранние известные случаи COVID-19 на каждом континенте в январе со вспышками, обнаруженными неделями позже, и содержится ценная информация, которая может дать информацию для ответных мер общественного здравоохранения и помочь в прогнозировании и предотвращении будущих вспышек COVID- 19 и другие зоонозы.

«Мы стремились разработать и применить новую мощную технологию для проведения окончательного анализа того, как пандемия развивалась в пространстве и времени по всему миру», — сказал исследователь из Университета Аризоны Майкл Воробей, возглавлявший междисциплинарную группу ученых из 13 исследовательских институтов в США, Бельгии, Канаде и Великобритании «Раньше в мешанине науки, социальных сетей и беспрецедентного количества препринтов, все еще ожидающих рецензирования, было множество возможностей».

Команда основала свой анализ на результатах усилий по секвенированию вирусного генома, которые начались сразу после того, как вирус был идентифицирован. Эти усилия быстро переросли в беспрецедентные по масштабу и темпам всемирные усилия, в результате которых были получены десятки тысяч последовательностей генома, публично доступных в базах данных.

Вопреки широко распространенным рассказам, первые задокументированные прибытия инфицированных людей из Китая в США и Европу не вызвали снежного кома в континентальные вспышки, как выяснили исследователи.

Вместо этого быстрые и решительные меры, направленные на отслеживание и сдерживание этих первоначальных вторжений вируса, были успешными и должны служить образцом ответных мер, определяющих будущие действия и политику правительств и учреждений здравоохранения, заключают авторы исследования.

Как вирус попал в США и Европу

Гражданин Китая, прилетевший в Сиэтл из Ухани, Китай, 15 января, стал первым пациентом в США, у которого было выявлено заражение новым коронавирусом, и первым, у кого был секвенирован геном SARS-CoV-2. Этот пациент был обозначен как «WA1». Лишь шесть недель спустя в штате Вашингтон было обнаружено еще несколько случаев заражения.

«И пока все это время проходит, все находятся в темноте и задаются вопросом:» Что происходит? «, — сказал Воробей. «Мы надеемся, что у нас все в порядке, мы надеемся, что других случаев не будет, а затем из замечательной программы взятия проб вирусов в Сиэтле станет ясно, что в Вашингтоне больше случаев, и они генетически очень похожи на вирус WA1».

Воробей и его сотрудники проверили преобладающую гипотезу о том, что у пациента WA1 был установлен кластер передачи, который оставался незамеченным в течение шести недель. Хотя геномы, отобранные в феврале и марте, имеют сходство с геномами WA1, они достаточно различаются, так что идея WA1, устанавливающего последующую вспышку, очень маловероятна, определили они. Результаты исследователей показывают, что скачок из Китая в США, скорее всего, произошел 1 февраля или около того.

Результаты также развеивают предположения о том, что эта вспышка, самый ранний значительный кластер передачи в США, могла быть косвенно инициирована распространением вируса из Китая в Британскую Колумбию, Канада, к северу от штата Вашингтон, а затем распространилась. от Канады до США. Множественные геномы SARS-CoV-2, опубликованные Центром по контролю за заболеваниями Британской Колумбии, оказались предками вирусных вариантов, взятых в штате Вашингтон, что убедительно свидетельствует о канадском происхождении эпидемии в США. Однако настоящее исследование выявило ошибки секвенирования в этих геномах, что исключает этот сценарий.

Вместо этого новое исследование предполагает, что вспышка эпидемии в США была напрямую из Китая, примерно в то время, когда администрация США ввела запрет на поездки для путешественников из Китая в начале февраля. Национальность «основного случая» вспышки в США неизвестна, поскольку десятки тысяч граждан США и держателей виз приехали из Китая в США даже после того, как запрет вступил в силу.

Подобный сценарий знаменует собой первое известное занесение коронавируса в Европу. 20 января сотрудник автомобильной компании в Баварии, Германия, прилетел на деловую встречу из Шанхая, Китай, бессознательно являясь носителем вируса, что в конечном итоге привело к заражению 16 сотрудников. И в этом случае впечатляющая реакция в виде экспресс-тестирования и изоляции предотвратила дальнейшее распространение вспышки, говорится в исследовании. Вопреки предположениям, эта вспышка в Германии не была источником вспышки в Северной Италии, которая в конечном итоге широко распространилась по Европе и, в конечном итоге, в Нью-Йорке и остальной части США.

Авторы также показывают, что этот маршрут распространения вируса из Китая в Италию и США привел к возникновению кластеров передачи на восточном побережье чуть позже в феврале, чем перемещение вируса из Китая в США, вызвавшее вспышку в штате Вашингтон. Кластер передачи в Вашингтоне также предшествовал небольшим кластерам передачи в сообществе в феврале в Калифорнии, что сделало его самым ранним в Северной Америке.

Работы по раннему сдерживанию

Авторы говорят, что интенсивные вмешательства, включающие тестирование, отслеживание контактов, меры изоляции и высокую степень соблюдения требований инфицированных лиц, которые сообщили о своих симптомах в органы здравоохранения и своевременно самоизолировались, помогли Германии и Сиэтлу сдержать эти вспышки в январе.

«Мы считаем, что эти меры привели к ситуации, когда первые искры могут быть успешно подавлены, предотвращая дальнейшее распространение в обществе», — сказал Воробей. «Это говорит нам о том, что меры, принимаемые в этих случаях, очень эффективны и должны служить планом для будущих ответных мер на возникающие болезни, которые могут перерасти в мировые пандемии».

Чтобы реконструировать развитие пандемии, ученые запустили компьютерные программы, которые тщательно моделировали эпидемиологию и эволюцию вируса, другими словами, то, как SARS-CoV-2 распространяется и мутирует с течением времени.

«Это позволило нам повторно запускать запись того, как развивалась эпидемия, снова и снова, а затем проверять сценарии, возникающие при моделировании, на соответствие шаблонам, которые мы видим в реальности», — сказал Уоробей.

«В случае Вашингтона мы можем спросить:» А что, если этот пациент WA1, прибывший в США 15 января, действительно начал эту вспышку? » Что ж, если он это сделал, и вы снова и снова запускаете эту эпидемию, а затем отбираете образцы инфицированных пациентов из этой эпидемии и развиваете вирус таким образом, вы получите модель, похожую на то, что мы видим в реальности? ответ был отрицательным «, — сказал он.

«Если вы засеваете эту раннюю итальянскую вспышку болезни в Германии, вы увидите закономерность, которую вы получаете в эволюционных данных? И снова ответ — нет», — сказал он.

«Повторно запустив внедрение SARS-CoV-2 в США и Европу посредством моделирования, мы показали, что очень маловероятно, что первые задокументированные вирусные интродукции в этих регионах привели к продуктивным кластерам передачи», — сказал соавтор. автор Джоэл Вертхайм из Калифорнийского университета в Сан-Диего. «Молекулярно-эпидемиологический анализ невероятно эффективен для выявления моделей передачи SARS-CoV-2».

Затем другие методы были объединены с данными виртуальных эпидемий, что дало исключительно подробные и количественные результаты.

«Основополагающим для этой работы является наш новый инструмент, сочетающий подробную информацию о путешествиях и филогенетику, который создает своего рода» генеалогическое древо «того, как разные геномы вируса, взятые у инфицированных людей, связаны друг с другом», — сказал соавтор. автор Марк Сушард из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе.

«Наше исследование показывает, что если вы хорошо проводите раннее вмешательство и обнаружение, это может иметь огромное влияние как на предотвращение пандемий, так и на контроль их развития по мере их развития», — сказал Воробей. «Хотя эпидемия в конечном итоге ускользнула, были достигнуты первые победы, которые показывают нам путь вперед: всестороннее тестирование и выявление случаев заболевания — мощное оружие»./P>

Spread the love

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *