在这篇文章中,我们探讨了COVID-19大流行病的诞生和隐蔽的全球传播方式。从这个非常早期的过程中学习,我们推断出监测和控制COVID-19第二波和复发的初步关键因素和指标。
通过这一系列的文章,我们正在寻找方法来更好地估计COVID-19第二波和反复出现的可能性,以及这些波的时间和强度。这些都是为情景构建、预警过程以及政策的设计和指导提供信息的关键因素。
以前的我们研究了流行病学模型,这些模型告诉我们,第二波,然后是其他的,是最可能发生的情况。然而,我们也发现这些模型并不完全适合东亚地区发生的情况,在病例指数上升的时间和需要的ICU床位数量方面。这些模型在第二波的严重性方面也有分歧。
因此,我们需要找到影响第二波可能的开始、其速度和杀伤力的其他因素。我们还需要一个能够处理反复出现的波浪的系统,如果有的话。
一旦我们对卫生状况可能的演变方式有了更好的了解,那么我们也可以建立更大的政治和地缘政治的预见性。请注意,我们关注的是政治和安全的基本动态,正如我们在"什么是政治风险“.
在这里,我们重点关注COVID-19大流行病的开始方式以及它在全世界的早期发展。以一种前瞻性的方式来看待一种情况,即使是用事后诸葛亮的方式,也往往会给我们对动态和基本过程的理解带来一种新的视角。我们在此运用这种方法,在基因组流行病学和系统发育学的研究和发现的基础上进行研究。我们首先研究了病毒的诞生、它的日期和它的人畜共通性起源,并推断出第一个监测指标。然后,我们转向病毒的传播方式,在英国、美国、冰岛、澳大利亚、意大利、法国和西班牙的案例中都没有引起注意。最后,我们强调一个需要吸取的主要教训:旅行是大流行病的首选载体。我们强调了一个相应的指标。我们还强调了病毒早期传播的非常不同的时间段。
一种新的病毒诞生了
出生日期
当一种新的病毒出现并导致疾病时,就像SARS-CoV-2和COVID-19那样,它可以做到不被发现,原因就在于它是新的。由于是新的,我们人类就不会去寻找它。我们当然应该建立新的预警系统,以避免措手不及,但这是另一个话题。
在我们的案例中,事后看来,由于在系统发育方面所做的令人难以置信的快速和大量的研究,我们可以估计SARS-CoV-2是在2019年10月6日至2019年12月11日之间诞生的--即它跳到了人类身上(表1,Lucy van Dorp等人"SARS-CoV-2的基因组多样性和复发性突变的出现“, 感染、遗传学和进化,2020年5月5日)。
注意事项。 系统发育学 是对生物实体之间进化关系的研究(EMBL-EBI培训平台)。"A 系统发育,也被称为树,是对序列如何演变、它们的谱系关系,以及因此它们如何成为今天的样子的解释"(同上)。你可以在这里找到 其他定义 为系统发育学和系统遗传学。
因此,我们在这里使用的是建立SARS-CoV2的系谱的研究。下面是不同日期的SARS-CoV-2系统发育的截图。
人畜共患病的起源
SARS-CoV-2属于冠状病毒科的β冠状病毒属。大多数科学家一致认为该病毒极有可能是人畜共患的,即它来自于一个动物。然而,我们还不确定哪个是人畜共患的来源,尽管马蹄蝠体内寄生的冠状病毒显示了基因上的接近性(同上)。SARS-CoV-2可能是 "蝙蝠和穿山甲冠状病毒之间的重组病毒"(Jiao-Mei Huang, et al., "严重急性呼吸系统综合症冠状病毒2(SARS-CoV-2)的重组起源和持续变异的证据",bioRxiv 2020.03.16.993816)。
指标
SARS-CoV-2的人畜共患病起源提醒我们可能会进一步跨物种传染,应密切监测。我们需要监测人与动物以及动物与人之间的传染。
例如,2020年5月19日,荷兰政府致函议会,强调荷兰四个受感染的水貂养殖场之一可能发生了水貂对人的传染(瓦赫宁根大学和研究机构,"在四个水貂养殖场检测到COVID-19",2020年5月20日)。有关该主题的研究正在进行中(如 世界动物卫生组织).
即使在这种感染仍然很少的情况下,它们仍然可能启动传染链,从而有利于今后的传染。正如世卫组织在 "中国 "中解释的那样,需要特别注意。减少新出现的病原体的动物-人类传播".对生物多样性的影响也不应该被忽视。同时,对相关的行为者也可能产生巨大的影响。
新的病毒在不知不觉中蔓延开来
在2019年秋末,我们因此有了一种全新的病毒,它感染了一个人,然后是另一个人,再另一个人。我们,作为21世纪的人类,只有当人们开始生病时,才会开始思考有什么不对劲,这种疾病与我们所知道的不完全相符。如果人们开始死亡,那么我们就会更加关注。患病或死亡的人越多,我们就越注意。然而,当我们到达这个阶段时,新的病毒可能已经传播了很多,也可能没有,这取决于它的特点。
视觉化的SARS-CoV-2早期传播
这正是SARS-CoV-2所发生的情况。它很早就传播了。在下面的四个系列截图中,你会看到截至2020年1月23日的SARS-CoV-2的系统发育和相应的传播图,然后是截至2020年5月26日的同样的情况(应用 新型冠状病毒的基因组流行病学 - 全球子采样,由 壹玖壹玖年的团队.启用的数据来自于 GISAID).
利用基因组流行病学和系统发育,研究进一步探讨了该大流行病的早期传播。
在英国、美国、冰岛、澳大利亚的早期传播和多个进入点
在他们的研究中,Lucy van Dorp等人(同上)发现,除了中国和意大利--到目前为止--所考虑的国家--英国、美国、冰岛、澳大利亚--的每一个流行病都 "被大量独立的病毒引进所种下"。这意味着,在这些国家中,我们不仅有一两个 "零号病人",而且有许多这样的病人。此外,作者还强调,病毒的传播发生得非常早。如果作者能进一步详细说明早期是指什么时候(见图S4),就会很有帮助。 补充材料5,对我们的目的来说不够详细)。
"在多个国家重现的全球SARS-CoV-2群体的基因组多样性表明,COVID-19在全球范围内广泛传播,可能是从该大流行病的极早期开始的。"
Lucy van Dorp等人"。SARS-CoV-2的基因组多样性和复发性突变的出现“, 感染、遗传学和进化, 2020年5月5日
西班牙:多个入境点,可能在2月中旬开始流通
一项针对西班牙的类似系统发育研究也得出结论,西班牙的流行病是由 "多个SARS-CoV-2引入 "造成的(Francisco Díez-Fuertes et al.SARS-CoV-2在西班牙传播的系统动力学特征",bioRxiv 2020.04.20.050039)。
其中一些可以追溯到其他欧洲国家。一旦进入西班牙,至少有 "两个[SARS-CoV-2的引入]导致出现本地传播的集群,其中一个进一步传播到至少6个其他国家"。
然而,就西班牙而言,病毒的引入可能发生在2020年2月14日至18日之间(同上)。这比Lucy van Dorp等人对他们所研究的国家提出的时间框架要晚得多(同上),考虑到病毒所走的路线,这是符合逻辑的。
法国:可能在2019年11月底至2019年12月23日之间开始病毒性循环
就法国而言,现在已经回顾性地发现了一个新的早期COVID-19病例。该患者在出现症状四天后于2020年12月27日入院(Deslandes等人,"2019年12月底,SARS-COV-2已经在法国蔓延开来“, 国际抗菌剂杂志》(International Journal of Antimicrobial Agents,2020年5月3日)。
该患者没有到中国的旅行史,很可能是在2020年12月23日,即症状出现的日期之前感染了SARS-CoV-2。如果我们考虑到可能的潜伏期,那么这名患者可能是在11月26或27日(27天)和2019年12月21日(1,8天)之间被感染的(关于潜伏期,Stephen A. Lauer, MS, PhD等人,"从公开报告的确诊病例看2019年冠状病毒疾病(COVID-19)的潜伏期。估算和应用“, 内科杂志》(Annals of Internal Medicine,2020年5月5日)。在12月7日(15.6天)和2019年12月21日(1,8天)之间被感染的可能性较大(同上)。
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如果其他案例证实了这项研究,那么病毒可能早在2020年1月24日被正式注意到之前就已经开始在法国传播了(Deslandes等人,同上),然后在2020年3月呈爆炸式增长。然而,不可能从这一唯一的案例中立即得出关于疫情动态的结论,因为正如西班牙、英国、冰岛、美国和澳大利亚的案例所示,法国很可能知道该病毒的多个入境点。
意大利:2020年1月下半月至2月初期间,病毒从德国入境
在意大利,一项侧重于伦巴第早期爆发的三个病人的研究,即2020年2月21日报告的16个病例群,估计 "SARS-CoV-2病毒在2020年1月下半月和2月初之间进入意大利北部"(Zehender G, Lai A, Bergna A, et al.意大利SARS-COV-2的基因组特征和系统遗传分析“, J Med Virol,2020年3月29日)。
这些案例都与2020年1月24日德国的一次商务会议上的无症状传染有关(同上),Stefanelli等人也发现("在意大利分离的两株SARS-CoV-2的全基因组和系统发育分析...“. 欧洲调查公司.2020;25(13)).在遗传学上,Stefanelli等人表明,伦巴第的病毒支系与2020年1月29日在罗马诊断的中国游客的病毒群没有直接关系(同上)。
经验教训和指标
我们在此抽样的系统性国家研究强调了我们在寻求有关COVID-19浪潮指标的关键点。其中一些要点可能是显而易见或常识性的,然而,根据所作出的政策决定,值得再次强调。
旅行对大流行病的传播至关重要
不出所料,人类的旅行,无论其动机如何,都是病毒传播的途径。实际上,由于我们的生活方式,病毒在大流行的早期就在国际上传播。事实上,除了西班牙和意大利之外,在中国于2020年1月7日发现它面临一种新的冠状病毒之前,该病毒可能已经传播了(WHO 第一次情况报告),以及在世卫组织于2020年1月21日发表其第一份情况报告之前(同上)。
1月27日 世卫组织建议 "事后看来,如果世卫组织反其道而行之,建议不要旅行,并被所有国家遵循,那么可能一些国家,但不是所有国家,会避免大流行病的发生。
然而,考虑到意识形态和经济上对贸易和旅行的强调,政治当局,无论是国际还是国家,几乎不可能那么早就决定关闭所有边界。
由于在大流行过程的早期,病毒的入境点在各国成倍增加,那么最初只针对中国(明显的爆发国)的旅行限制措施是不够的。不过,这些措施可能有助于降低感染人数。因此,COVID-19病例的指数式上升的时间可能被推迟了。
然而,应该做的是立即对所有旅行者采取大流行病类型的措施,如隔离。当然,由于当时我们不知道SARS-CoV-2和COVID-19的情况,这是不可能的。因此,唯一的选择是完全关闭所有边界。
因此,考虑到由于气候变化和生物多样性的丧失,未来可能出现的新疾病的繁殖,我们可以想象,我们所知道的自由密集的国际旅行将越来越成为过去。假设这是可能的,并且超出了COVID-19大流行病的框架,那么就需要建立一个全新的系统,将旅行和更频繁、更密集的新疾病结合起来。
COVID-19 社会疏远的退出战略和旅行:第二波指标
特别是在欧洲和中东,我们正面临着各国在2020年5月、6月和7月以某种方式重新开放边界的多项决定。同时,随着退出战略的实施,一些旅行将被批准(例如,米歇尔-巴兰,"我们什么时候能去欧洲旅行?",AFAR,2020年5月14日;"冠状病毒。阿联酋航空宣布5月限制客运航班", Khaleej Times, 2020年4月30日; "克罗地亚内政部长达沃-博日诺维奇的新闻发布会:在5月11日SARS-CoV-2引起的COVID-19大流行之后,克罗地亚希望对因紧急个人和经济原因的商务旅行者开放边境"。 海合,2020年5月9日,等等)。
鉴于该大流行病的最初传播,如果我们不能确定实施了非常严格的反COVID-19措施,考虑到所有参数,这些重新开放边界和重新批准旅行的决定似乎非常危险。在下一篇文章中,我们将确定这些参数:见 传染的动力和COVID-19的第二波行情 - 最后一部分。 对抵达领土的人进行检疫的情况.
如果监测网存在漏洞,那么病毒将再次传播。因此,根据我们对病毒及其引起的疾病的了解,评估重新开放旅行的决定和相关措施,将是一个很好的指标,可以估计第二波的可能性和强度。我们不仅需要在全国范围内评估和监测这一指标,而且还可能在公司层面上根据旅行的类型和路线进行评估和监测。
一个仍然难以捉摸的时机
就时间而言,大流行的早期开始可能表明从开始传染到爆发的时间框架较长,即病例开始成倍增加,难以或无法控制。
如果出现了一些可识别的趋势,那么我们可以用它来粗略地评估第二波的开始和反复出现的情况。事实上,我们可以把COVID-19的最开始和社会疏远退出后的情况进行类比,因为大多数时候,在第一波后的框架中,我们不知道到底有多少人被感染,更不知道谁被感染了。然而,这种评估将是粗略的,因为,第一波的开始和第一波后的世界之间有两个不同的运作方向是相反的。首先,受感染的人数比大流行病刚开始时要多得多,所以我们将获得的时间框架将不得不缩短。另一方面,我们现在有了以前不存在的知识,并使用了在大流行病刚开始时无法实施的措施。这应该会延长新的可能爆发的时间,甚至可能使这种爆发不可能发生。
为了估计从早期感染到 "正式爆发开始 "所需的时间,我们使用我们之前收集的调查结果,并创建了以下表格。我们使用50个已确认的COVID-19病例作为每个国家疫情 "开始 "的门槛。
估计日期为 早期感染 | 爆发 "的开始 | 是时候 "爆发 "了 | |
中国 | 2020年10月6日至2020年12月1日期间 | 1月23日有95例 | 54至109天之间 |
意大利 | 在2020年1月下半月至2月初之间 | 2月23日,93起案件 | 23至38天之间 |
法国 | 11月26或27日(27天)至2019年12月21日之间 | 3月2日有61例 | 71至96天之间 |
西班牙 | 2020年2月14日至18日之间 | 3月4日的57起案件 | 10至14天之间 |
不幸的是,我们获得了国家之间的巨大差异,这对我们的目的没有很大帮助。此外,我们不确定除了中国以外,每个国家是否都已经确定并说明了所有的早期病例。因此,如果我们想找到一个有用的方法来改善我们对第二波的时间的评估,我们必须寻找其他的方法和因素。
这就是我们在下一篇文章中要做的,同时继续确定有关第二波和可能的其他波的有用指标。
详细的参考书目
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Stefanelli Paola, Faggioni Giovanni, Lo Presti Alessandra, Fiore Stefano, Marchi Antonella, Benedetti Eleonora, Fabiani Concetta, Anselmo Anna, Ciammaruconi Andrea, Fortunato Antonella, De Santis Riccardo, Fillo Silvia, Capobianchi Maria Rosaria, Gismondo Maria Rita, Ciervo Alessandra, Rezza Giovanni, Castrucci Maria Rita, Lista Florigio, 代表ISS COVID-19研究小组。"2020年1月和2月在意大利分离出的两株SARS-CoV-2的全基因组和系统发育分析:关于多次引入和在欧洲进一步流通的额外线索“. 欧洲调查公司.2020;25(13): pii=2000305. https://doi.org/10.2807/1560-7917.ES.2020.25.13.2000305
Zehender G, Lai A, Bergna A, et al."意大利SARS-COV-2的基因组特征和系统遗传分析“, J Med Virol.2020;1–4. https://doi.org/10.1002/jmv.25794
Zhong等人,"中国2019年新型冠状病毒感染的临床特征",2020年2月6日,medRxiv 2020.02.06.20020974。
特色图片。 这些蝙蝠不是迄今为止被考虑用于SARS-CoV-2的那些蝙蝠。 - 这张照片是从艺术和审美的角度来选择的--图片来源:USFWS/Ann Froschauer/[公共领域]
迷人的报告。你能解释一下过去被确认为患有冠状病毒的人是如何进行检测的吗? 在幸存的病人身上,进行了哪些测试来(a)确认病毒抗体的存在以证实以前的感染,以及(b)用什么测试来获得感染的大致日期? 医务人员应如何测试自己的客户以最准确地获得这一信息? 你能推荐英国有能力做这个的人吗?
谢谢你,尼古拉。我依靠各种生物学、流行病学和医学文章来达到我的目的,这就是政治(最大意义上的政治)和安全。如果我很好地理解你的问题,你不要求我解释什么是血清学测试?如果你是,那么我看到《电讯报》最近发表了一篇关于这个话题的文章(https://www.telegraph.co.uk/news/2020/05/26/coronavirus-test-antibody-uk-covid-19-superdrug-buy/).
实际上,我认为你的问题与我使用的文章有关。那些文章是以系统发育学为基础的(这有点像做病毒的谱系)。科学家们使用基因组序列,这些序列是在医院进行检测时从病人那里获得的,我想,这些序列被保存在一个名为 "基因组 "的全球数据库中。 GISAID.你可以看一下他们的网站,它肯定会比我更好地回答你的问题。还有他们的 应用 关于病毒在世界范围内的传播,以及它在基因组方面的转变,绝对是令人着迷的。 这是一个完整的科学领域,不幸的是不是我的。因此,我相信在这个领域工作的科学家,我使用他们的结论来达到我的目的。就寻找日期而言,他们使用一个特定的系统/软件--根据我在一个附件中读到的--将他们的基因组树转换成一些日期。
你关于医务人员应该如何测试他们的客户的问题确实非常有趣......是否有办法让医务人员更直接或实际地使用通过基因组流行病学获得的结果?这真是一个好问题......这是否有助于将来更好地处理病人--也有助于创造更好的、更适应的措施来控制大流行病?为了回答这个问题,我认为我们需要创建真正的跨领域和跨科学的多学科......这是我的梦想之一谁知道呢,也许COID-19悲剧的一个建设性的结果就是使这样的团队成为可能?
关于你提出的关于英国某人的问题,我不认识她本人,但我使用的一篇文章的联系人科学家是 Lucy van Dorp 从
UCL遗传学研究所,伦敦大学学院,伦敦WC1E 6BT,英国......因此你可以尝试联系她?
谢谢你的评论和非常有趣的问题!
拉沃克斯博士。
我一直感到惊讶的是,没有对2019年11月中国的高度异常的鼠疫病例进行回顾性检查,因为它们与Covid19的出现在时间上的搭配是不正常的。 当然,病人的血样可以迅速被重新分析,看看它们是否含有Covid19的抗体。 我的问题其实是:这些病例会不会被误诊? 这些病例会不会同时含有鼠疫和Covid19? 对这些病例的接触追踪是否发现了任何通往武汉的路径?
亲爱的 "匿名者"。
谢谢你的评论和问题。对不起,我没有你问题的答案。也许有人正在做这项研究,或者已经做了,但由于它与我的研究问题没有直接联系(系统发育分析就足以达到我的目的),我没有详细寻找关于这个具体问题的文献。不过我会记住的,如果我发现了什么,我会告诉你的。
谢谢你的回答。 最近我看到一篇文章,更详细地描述了我问题的重点。 https://www.telegraphindia.com/india/coronavirus-pandemic-questions-over-wuhan-origin-december-date/cid/1774077
不过,记者或政府机构似乎应该向中国施加压力,从这些案件中获得具体证据。 如果怀疑是有效的,它改变了目前对Covid19 "零号病人 "的假设。
谢谢你的链接。
我理解你的问题和盘问。这就是为什么系统发育分析如此有趣的原因之一,它使我们能够克服文章中所例举的各类审问:请注意,由于系统发育,SARS-Cov-2的诞生时间是在2019年10月6日至2019年12月11日之间,因此日期与 "误诊的瘟疫 "假说相符。
也许对鼠疫患者的新分析可以证实或证伪这一假设,但是,如果我们没有答案,那么系统发育学还是给了我们一个相对确定的工作框架。
在科学中,特别是在国际关系中,我们很少能够获得所有的证据,而且大多数时候,也没有所谓的真理是存在的,人们可以发现。有时有,但我们无法获得它,有时它只是没有办法进行。因此,我们需要学会与假设和不确定性共处,并找到最多处理这些问题的方法(因此有了情景方法论)。在COVID-19诞生的具体案例中,在我看来,系统发育是获得所需答案的一个好方法(至少对于我提出的问题而言)。
在中国的案例中,除了生物因素外,还有许多可能的变量,例如省级官员害怕受到惩罚,或者当时的系统没有准备好记录和保存数据,等等,知识可能会永远地丢失。在评估事件的动态时,使用 "意图和能力 "模型也很有趣。
谢谢你。 我同意,在没有所有事实的情况下,能做的最好的事情就是利用你所概述的方法,尽可能地增加对特定假设的信心。
鼠疫病例的治疗细节实际上已经发表在 http://weekly.chinacdc.cn/en/article/id/d7876f39-9679-467b-a896-50e6451dcd73. 鉴于CDC收集了所有的标本,它确实需要对Covid19的测试进行简单的后期分析。 治疗描述中最可疑的内容是临床症状似乎对抗生素有多大的抵抗力,以及没有直接观察到鼠疫细菌本身的事实。 如果只观察到鼠疫的抗体和抗原,这不就提出了一种可能性,即病人(索引病人A)以前曾接触过鼠疫,但目前没有被积极感染? 因此,出现了一种可能性,即症状是由不受抗生素影响的独立的当前病原体驱动的,例如像Covid19这样的病毒来源。 至少,应该询问CDC,他们是否对捕获的标本进行了Covid19检测。 随着所有被追踪的接触者在11月21日之前被释放,以及无症状传播是一个重要的威胁,这些案例需要被最终确认或反驳。
海伦,非常感谢你的及时回复。我正在调查一个可能患有Covid19 20多周的人的病例,他表现出各种各样的身体和精神症状,这些症状在这段时间内时好时坏,但给病人留下了多种器官损伤,特别是高凝血风险、高血压和持续增加的血浆粘度升高。 奇怪的是,随着时间的推移,副蛋白令人担忧,再加上IgA升高,明显的嗜酸细胞增多,D二聚体超过范围,血清中检测到Kappa、Lamda和中性粒细胞左移,.... 已经确定。这些发现中的任何一个或所有一个都可以用病毒暴露来解释,或者你会推荐一个不同的调查途径吗?
亲爱的Nicola,非常欢迎你!
为了确保这一点,我想再次强调,我是一名国际关系(政治学)博士,而不是一名医学博士。)因此,我的研究意味着在大量多学科科学研究的基础上,对流行病情况有足够的了解,然后能够理解政策措施是否涉及更多或更少的大流行病进一步蔓延的风险以及政治方面的后果。因此,我所做的完全不涉及医疗建议。考虑到你的问题,在我看来,病毒学家才是有资格与之交谈的人?对不起,我不能帮你更多。