这项麻疹研究揭示小城镇如何助长疫情传播

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A successful measles vaccination was developed in the late 1960s.Image: Wikicommons
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  • 一项基于英格兰和威尔士(英国)40年间收集的数据开展的研究,揭示了在疫苗问世前,麻疹如何在小城镇和大型人口中心传播。

  • 研究人员认为,这些数据可能有助于模拟新冠肺炎预计的空间传播模式,也可用于研究其他潜在疾病。

在迄今对疫情传播最为详尽的研究中,一个国际研究团队根据英格兰和威尔士收集的40多年数据,对麻疹传播动态进行了建模。

这些模型涵盖疫苗接种前时期、引入麻疹疫苗接种以及20世纪90年代通过疫苗接种在当地消除麻疹的阶段。模型显示,在疫苗问世前,麻疹既能在大型人口中心持续传播,也能通过在若干小城镇之间传播而持续存在。

这项研究还提供了关键数据,说明空间建模对于长期控制全球疫情的重要性,并可能为当前新冠肺炎疫情的长期公共卫生应对提供参考。

“过去20年里,根除麻疹的工作取得了巨大进展。麻疹曾是全球儿童的主要死因之一,每年死亡人数已从超过100万降至不足20万。”研究团队负责人之一、宾夕法尼亚州立大学昆虫学与生物学教授奥塔尔·N·比约恩斯塔德(Ottar N. Bjørnstad)说。

动画展示了1944年至1994年间英格兰和威尔士麻疹疫情的动态。Image: Alexander D. Becker

“不过,过去根除天花和脊髓灰质炎的努力凸显了从地方控制迈向全球根除的复杂性。我们的研究提供了关键数据,说明要最终阻止这种致命疾病,长期控制工作需要兼顾总体和精细的空间模型。”

疫苗问世前,英格兰和威尔士的麻疹病例数会出现周期性流行,通常每两年一次。这种由群体免疫驱动的模式在多种疾病和其他地区都很常见。研究人员试图找出病毒在疫情低潮期间持续存在的储存宿主地,这些地方会成为下一次大规模疫情中病毒重新传入普通人群的源头。弄清这种持续存在现象,是理解麻疹及其他病毒性疾病传播动态、协调公共卫生干预措施的关键。

研究团队结合空间建模与英格兰和威尔士麻疹病例的详尽历史数据,以回答这些问题。这套独特的详细数据集包括英格兰和威尔士近千个地点自1944年起每周报告的麻疹病例,记录一直持续到20世纪90年代通过疫苗接种在当地几乎消除这种疾病为止。

“以往研究强调大型中心作为感染源的重要性,”研究团队另一位负责人、普林斯顿大学生态学与进化生物学及公共事务教授布赖恩·T·格伦费尔(Bryan T. Grenfell)说。“不过,我们的新模型显示,小城镇之间的局部传播也可能促使病毒持续存在。”

研究人员的新模型量化了不同感染源的相对影响,包括大城市、小城镇之间的传播以及无法识别的外部来源。引入疫苗接种后,病毒重新传入的来源从大型中心与局部传播的组合,转变为主要来自无法识别的来源,这些来源可能位于英格兰和威尔士以外。

“有了这套独特的数据集,我们得以以前所未有的严谨程度检验这些关于麻疹传播动态的新模型,”第一作者、埃默里大学罗林斯公共卫生学院助理教授马克斯·S·Y·刘(Max S. Y. Lau)说。“今后,我们可以将从这一案例中学到的经验用于理解麻疹以外的疾病传播。”

“麻疹一直是研究疫情传播动态的‘模式生物’,就像秀丽隐杆线虫或果蝇之于进化研究一样;麻疹与流感一道,也是理解群体免疫的典范,”格伦费尔说。

“因此,随着新冠肺炎接近地方性流行,这些新模型可以帮助我们理解并着手模拟其空间传播,也能帮助我们了解未来疫苗研发成功可能对其传播动态产生的影响。”

合著者、生态学与进化生物学及公共事务助理教授C. Jessica E. Metcalf说,除了应对新冠肺炎疫情,这些模型也可以帮助科学家理解,在部分公众反对疫苗的当下,疾病如何存续和传播。

她说:“在疫苗犹豫情绪日益加剧的背景下,了解病毒持续存在的驱动因素也愈发重要,因为这会进一步加剧传播动态的复杂性,并增加控制难度。”

研究人员补充说,将研究结果应用于其他疾病时,人们应采取更广阔的视角。

比约恩斯塔德说:“我们的模型和过往经验凸显了在全球范围内根除病毒的复杂性。”

“天花于1977年被根除,这得益于一场大规模全球行动:先为所有儿童大规模接种疫苗,随后在区域热点地区开展有针对性的行动,最后通过地方隔离和环形接种消灭这一祸患。相比之下,脊髓灰质炎虽然也已通过接种疫苗开展了50多年的防治工作,却仍不断逃过‘最后一击’,它在区域内易感人群聚集地之间转移和扩散,成功躲避根除。”

一篇介绍这项研究的论文刊载于《自然·生态与进化》。

其他研究人员来自普林斯顿大学和爱丁堡大学。美国国土安全部与美国国立卫生研究院福格蒂国际中心、美国国立卫生研究院尤尼斯·肯尼迪·施赖弗国家儿童健康与人类发展研究所以及美国国家科学基金会为这项研究提供了支持。

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