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Cell:新研究揭示在美国疫情早期,SARS-CoV-2在海岸间传播

  1. COVID-19
  2. SARS-CoV-2
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  5. 病毒输入

来源:本站原创 2020-04-22 12:49

2020年4月22日讯/生物谷BIOON/---一种称为SARS-CoV-2的新型冠状病毒被确认为2019年12月在中国武汉爆发COVID-19肺炎的原因。中国境外早在2020年1月13日就报告了与旅行相关的COVID-19病例。截至目前,这种病毒几乎扩散到了所有国家。美国首次检测到的SARS-CoV-2病例是2020年1月19日来自华盛顿州的一例旅行相关病
2020年4月22日讯/生物谷BIOON/---一种称为SARS-CoV-2的新型冠状病毒被确认为2019年12月在中国武汉爆发COVID-19肺炎的原因。中国境外早在2020年1月13日就报告了与旅行相关的COVID-19病例。截至目前,这种病毒几乎扩散到了所有国家。美国首次检测到的SARS-CoV-2病例是2020年1月19日来自华盛顿州的一例旅行相关病例。根据美国疾控中心(CDC)的检测标准,美国早期的大部分COVID-19病例要么i)与前往 "高风险 "国家的旅行相关,要么ii)与之前确定的病例存在密切接触。为了应对更多的旅行相关病例的风险,美国对多个SARS-CoV-2传播风险较高的国家实施了旅行限制,包括1月31日对中国实施旅行限制、2月29日对伊朗实施旅行限制和3月11日对欧洲实施旅行限制。然而,2月下旬,美国发现了SARS-CoV-2的社区传播,当时一名加州居民在不符合检测标准的情况下感染了这种病毒。 从2020年3月1日至19日,美国报告的COVID-19病例数量从74例迅速增加到13677例,美国50个州都检测到了这种病毒。最近有人估计,美国真正的COVID-19病例数量可能数以万计,这表明有大量未被发现的感染和国内传播。

在一项新的研究中,来自美国多家研究机构的研究人员提出假设,即在美国COVID-19病例数量的不断增加和存在大量国内旅行的情形下,美国新的疫情爆发更可能是州际传播而不是国际传播。相关研究结果以论文手稿的形式在线发表在Cell期刊上,论文标题为“Coast-to-coast spread of SARS-CoV-2 during the early epidemic in the United States”。
图片来自Cell, 2020, doi:10.1016/j.cell.2020.04.021。

由于靠近几个高旅客流量的机场,康涅狄格州南部是检验这一假设的合适地点。通过从当地病例进行SARS-CoV-2测序,并比较它们与其他地点的病毒基因组序列的相关性,这些研究人员使用“基因组流行病学(genomic epidemiology)”来确定康涅狄格州的SARS-CoV-2的可能来源。他们利用来自新英格兰南部主要机场的航空公司旅行数据补充了他们的病毒基因组分析,以估计这种病毒的国内和国际输入风险。他们的数据表明,不论是否采取联邦旅行限制,SARS-CoV-2在国内输入到这个地区的风险远远超过了国际输入的风险,并找到了美国海岸间SARS-CoV-2传播的证据。

他们的基因组流行病学和旅行模式分析的综合结果表明近期国内传播成为美国新增SARS-CoV-2感染的重要来源。他们发现强有力的证据表明东海岸(康涅狄格州)的疫情与西海岸(华盛顿州)的疫情有关联,这表明横贯美国大陆的病毒传播已经发生。截至3月25日,全球有>1000个已被测序的SARS-CoV-2基因组,其中有>350个来自美国(https://nextstrain.org/ncov);然而,后者大部分来自美国少数州。因此,他们无法确定病毒输入到康涅狄格州的确切病毒来源。最近的9个报告病例的国内旅行史是无法提供的,但不可能所有的感染都起源于华盛顿州。此外,由于这些来自康涅狄格州和华盛顿州的早期病毒序列之间的遗传多样性较低,他们还无法定量确定这种病毒可能在美国海岸之间传播的速度,也无法确定是否由来自共同来源的病毒输入导致系统发育分组。在美国可能存在其他较大的、遍及多个州的SARS-CoV-2进化枝。随着检测能力的提高和更多的病毒基因组序列从新的地点获得,就有可能对在美国各地传播的病毒进行更多颗粒重建。具体来说,阐明在康涅狄格州收集到的病毒基因组与邻近州(特别是像纽约这样疾病负担较重的州)的病毒基因组的系统发育关系,将提高他们对至关重要的州际动态的理解。

尽管这些研究人员在航空旅行分析中存在一些重要限制,但他们对国内输入风险的估计可能是保守的。由于他们无法获得当前的航空公司数据,因此他们无法准确量化政府采取的国际旅行限制的影响。此外,即使没有采取明确的政府限制,一般的社会隔离和在家工作的指导方针也在减少所有的航空旅行。通过使用2019年以来的航空公司数据,他们在国际或国内旅行模式中都没有考虑到这些减少的因素。虽然这些变化可能会降低他们的国内风险估计,但他们也没有考虑大量的区域性汽车和铁路旅行,特别是连接马萨诸塞州、纽约州、新泽西州、宾夕法尼亚州和华盛顿特区到康涅狄格州的走廊沿线的大量旅行。他们认为,康涅狄格州与相邻州之间的联系并不比全国其他地区的州更紧密。因此,他们的风险估计表明,这种相互联系将使得SARS-CoV-2在国内永久传播,国内传播很可能成为美国新增感染的主要来源。

这些研究人员认为,尽管他们的模型很简单,但是它表明美国迫切需要将控制工作的重点放在防止国内病毒的进一步传播上。随着疫情的发展,国内的病毒输入可能会破坏已经成功地缓解了本地传播的地区的控制工作。在中国,在疫情爆发的最初几个月,当地的疫情动态与与武汉之间的交通和那里的疫情动态高度相关。同样,如果在美国不通过改进的监测措施、更强大的诊断能力和适当的临床护理来遏制州际间输入,那么在各州内平息本地传播将是一项艰巨的任务。因此,他们建议,为检测和预防新增COVID-19病例的出现而做出统一的努力,对于降低未来国内疫情爆发的风险至关重要。这种控制工作必须确保各州有足够的个人防护设备、样本采集材料和检测试剂,以确保可以进行有效的监测。最后,州和地方一级的决策者必须认识到,选民的健康和福祉取决于国家的健康和福祉。如果像这项研究中的结果显示的那样,这种病毒在各州之间蔓延,那么在没有统一的监控战略的情况下,美国将难以控制COVID-19。(生物谷 Bioon.com)

参考资料:

Joseph R. Fauver et al. Coast-to-coast spread of SARS-CoV-2 during the early epidemic in the United States. Cell, 2020, doi:10.1016/j.cell.2020.04.021.

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