Станет ли COVID-19 сезонным заболеванием?
#метеорологические факторы #эпидемиологический анализ #сезонность #sars-cov-2 #covid-19
Хотя погода в настоящее время не является доминирующим фактором передачи SARS-CoV-2, эксперты говорят, что в будущем COVID-19 может стать болезнью зимы.
В начале пандемии некоторые считали, что наступление лета приведет к снижению заболеваемости COVID-19, подобно гриппу. В марте 2020 года президент Бразилии Жаир Болсонару заявил, что его стране не следует ожидать кризиса, связанного с COVID-19, подобного тому, который в то время наблюдался в Италии, учитывая "совершенно разные" климатические условия в этих двух местах. "Может быть, это пройдет с теплом и светом", - сказал тогдашний президент США Дональд Трамп в апреле 2020 года.
Однако увеличение числа случаев заболевания в США и других странах Северного полушария летом 2020 года противоречит этим прогнозам. Более того, тропики не избежали высокой смертности, несмотря на отсутствие ветреной погоды. Например, Бразилия и Индия оказались двумя ведущими очагами пандемии. Эти события показывают, что климат не определял, появляется или исчезает COVID-19 в определенном месте или в определенное время. Но спустя почти два года после первых зарегистрированных случаев, имеющиеся данные позволяют исследователям лучше изучить роль метеорологических факторов в количестве случаев, и их результаты указывают на низкую температуру, низкую влажность и ограниченный солнечный свет как условия, способствующие распространению SARS-CoV-2. В настоящее время такие факторы, как поведение людей, перевешивают влияние погоды, но эксперты говорят, что, скорее всего, COVID-19 в конечном итоге станет сезонным заболеванием.
"Мы не можем полагаться на климат, чтобы заставить SARS-CoV-2 исчезнуть", - говорит Сен Пей, эпидемиолог из Колумбийского университета. Но хотя сейчас это уже ясно, в самом начале были причины подозревать, что SARS-CoV-2 чувствителен к температуре и другим климатическим факторам. К ним относился тот факт, что респираторные инфекции имеют тенденцию к сезонности, и что структура нового вируса, вероятно, была чувствительна к температуре, влажности и солнечному свету.
В 2020 году различные исследовательские группы начали пытаться выяснить, играет ли климат какую-либо роль в распространении COVID-19, но, учитывая ограниченность имеющихся на тот момент данных, они не пришли к единому мнению. Например, разные группы наблюдали положительные, отрицательные и незначительные ассоциации между температурой и передачей вируса. Более поздние исследования были более последовательны в выявлении отрицательных корреляций между температурой и передачей вируса, хотя степень ее влияния все еще является предметом споров.
Пей и его коллеги, например, в июне этого года подсчитали, что совместное влияние температуры, влажности и ультрафиолетового излучения объясняет 17,5 % случаев инфекций SARS-CoV-2 в 2669 округах США с марта по декабрь 2020 года. Два глобальных исследования, проведенных разными группами и опубликованных в октябре 2021 года, также пришли к выводу, что погода имеет значение, хотя одно из них определило температуру и влажность как существенные факторы передачи в определенные периоды времени, как и в случае других заболеваний, чувствительных к климату, в то время как второе обнаружило лишь скромную роль этих факторов и подчеркнуло, что вмешательство правительства на ранней стадии пандемии, по-видимому, имело гораздо большее значение.
Один из многонациональных анализов был проведен под руководством барселонского Института глобального здравоохранения (ISGlobal) климатологом Ксавье Родо, который ранее изучал взаимосвязь между климатическими факторами и такими заболеваниями, как холера, малярия и сезонный грипп. Его группа установила, что при таких сезонных заболеваниях погода и передача инфекции связаны между собой преходяще - то есть такие факторы, как температура и влажность, влияют на заболеваемость в течение определенных периодов времени. Эта связь может длиться всего несколько дней или максимум недель, после чего наступают периоды, когда связь практически не наблюдается, объясняет Родо. Климатический процесс "имеет тенденцию действовать в виде пороговых значений", - говорит он. Например, выше или ниже определенного уровня температуры или влажности с большей вероятностью будут обнаружены интенсивные краткосрочные переходные ассоциации между метеорологическими переменными и количеством случаев заболевания.
Используя данные из 162 стран, собранные с марта по октябрь 2020 года, Родо и коллеги искали эту закономерность для COVID-19, осуществляя поиск связей во временных окнах различной длины (от 14 до 75 дней) и в различных пространственных масштабах (страна, регион и город). Они обнаружили устойчивые отрицательные связи между температурой и влажностью и случаями COVID-19, особенно в первые две волны пандемии. Сильные корреляции также чаще наблюдались при температуре от 12 до 18°C. Эти временные ассоциации иногда объясняли более 80 % общей вариабельности случаев в трех регионах, на которые они обратили особое внимание: Ломбардия в Италии, Тюринген в Германии и Каталония в Испании.
Влияние этих метеорологических факторов действует "помимо других процессов", таких как поведение людей, учитывая природу болезни и способы ее передачи, добавляет он. Однако Родо предвидит, что "в определенных широтах, в основном в умеренном климате", погода может стать одним из основных факторов, определяющих развитие болезни, если уровень передачи инфекции в обществе будет низким. "Сильной стороной этого исследования является то, что они применили этот метод во многих разных странах ... с различными мерами контроля", - говорит Пэй, - и "если они наблюдают последовательные закономерности в сезонности, это указывает на то, что, возможно, вирус имеет там некоторую сезонность".
Температура и влажность влияют на передачу SARS-CoV-2, но воздействие государственных мер было в шесть раз сильнее на ранних этапах пандемии, говорится в другом международном исследовании, опубликованном в октябре, которое было посвящено первой волне COVID-19 в 409 городах 26 стран (данные собраны с февраля по апрель 2020 года).
Франческо Сера, статистик и эпидемиолог, работавший над исследованием в Лондонской школе гигиены и тропической медицины, объясняет, что группа охарактеризовала рост эпидемии в каждом городе в первые 20 дней после того, как там были обнаружены первые случаи заболевания, передающиеся локально. Исследователи проанализировали этот рост вместе с современными экологическими данными, контролируя при этом социально-экономические переменные, такие как плотность населения и валовой внутренний продукт, а также уровень загрязнения окружающей среды. Важно, добавляет он, что они также учитывали правительственные меры по борьбе с вирусом, взятые из Оксфордского трекера COVID-19.
Проведенный группой анализ показал, что температура и влажность объясняют 2,4 и 2 % колебаний в показателях передачи инфекции, соответственно. В отличие от этого, меры государственной политики, такие как закрытие школ, ограничения на собрания и программы тестирования, объяснили 13,8 % этой вариабельности. "В целом методы [использованные Серой и коллегами] очень надежны", - говорит Мэгги Сагг, ученый в области охраны здоровья окружающей среды из Аппалачского государственного университета, которая не принимала участия в исследовании. "Климат - это лишь одна маленькая часть головоломки", - добавляет она, но, тем не менее, важно понять его роль, чтобы изучить COVID-19 "со всех сторон".
Несмотря на то, что в этих двух международных исследованиях ставится схожий вопрос, в них используются разные методологии и изучаются разные территории и разные стадии пандемии. Таким образом, невозможно тщательно сравнить их результаты, но, по словам Пея,"последовательные выводы" обеих работ и его собственной работы заключаются в том, что "трансмиссивность SARS-CoV-2, безусловно, модулируется климатическими факторами, такими как температура, влажность", но в настоящее время они не являются доминирующими факторами, определяющими ее. "Оба эти исследования являются одними из лучших в настоящее время с точки зрения попытки точно определить эффект", - говорит эпидемиолог Принстонского университета Рейчел Бейкер. "Они используют одни из лучших подходов", чтобы понять влияние погоды на COVID-19, однако сейчас это "сложный для понимания эффект". Она объясняет, что для обнаружения такого эффекта необходимо собрать много данных - например, сравнить более теплые и более холодные годы - поэтому, возможно, еще слишком рано делать абсолютные выводы о сезонности COVID-19.
Поскольку SARS-CoV-2 является эмерджентным патогеном, он "колонизировал все" на своем пути, говорит Родо, и поэтому мы имеем его зимой и летом, в более холодных и более теплых местах. На этой ранней стадии большое количество восприимчивых людей было более существенным фактором развития пандемии, чем погода, согласно исследованию по моделированию, которое Бейкер и ее коллеги опубликовали прошлым летом. Возможно, говорит она, "только после того, как со временем повысится иммунитет населения", мы увидим более явную "климатическую характеристику и более сезонные модели вспышек". Помимо эпидемиологических исследований, выявивших роль метеорологических факторов в передаче SARS-CoV-2, поведение вируса в лаборатории указывает на то, что он предпочитает зимние условия. В лабораторных экспериментах более высокая интенсивность имитируемого солнечного света, более высокая температура и более высокая влажность приводят к более быстрому распаду вируса в аэрозолях. "Мы знаем, что при низкой относительной влажности [аэрозоли] высыхают, - объясняет ученый-аэрозольщик из Медицинского центра Университета Небраски Шанна Ратнесар-Шумате, - и это, по-видимому, влияет на инфекционность вируса". Изменения температуры и влажности в аэрозолях могут быть как благоприятными, так и токсичными для вируса, но что именно происходит в этой микросреде при таких изменениях, пока не совсем понятно".
Но климатозависимое выживание SARS-CoV-2 в аэрозолях может быть не единственным объяснением его успеха в холодной и сухой среде в реальной жизни. Независимо от того, что происходит с вирусом внутри этих частиц, другие факторы могут способствовать его более высокой инфекционности при определенных уровнях температуры и влажности. Например, в сухой среде аэрозоли уменьшаются в размерах, что позволяет им легче перемещаться по воздуху, увеличивая вероятность того, что содержащиеся в них вирусные частицы заразят кого-либо. Кроме того, мелкодисперсные аэрозоли "могут обходить барьеры в дыхательной системе, поэтому они могут проникать в более глубокие части легких", - говорит Родо. Независимо от конкретного химического, физического и физиологического объяснения погодных предпочтений вируса, Ратнесар-Шумате говорит, что, судя по результатам лабораторных исследований сезонного гриппа и SARS-CoV-2, "на самом деле нет ничего, что бы говорило о том, что один отличается от другого в плане [их] сезонности". Более того, мы знаем, что другие коронавирусы, вызывающие простуду, также являются сезонными. Таким образом, по ее словам, COVID-19 в конечном итоге станет сезонным. Родо и его коллеги пришли к выводу, что COVID-19 - это "сезонная низкотемпературная инфекция", но при этом Сера утверждает, что "нам нужно больше времени" - еще много лет наблюдений, прежде чем это можно будет сказать наверняка. Родо признает, что COVID-19 "еще не оформился как обычное сезонное заболевание". Но сезонные вспышки все же происходят, добавляет он, поскольку зимние условия в некоторых местах способствуют передаче инфекции воздушно-капельным путем, что, по его словам, может влиять на уровень инфекции, "даже если в процессе могут преобладать" другие факторы. Будет ли в этом году зимняя волна в Северном полушарии, зависит от нескольких факторов, говорит Пэй. К ним относятся процент населения с иммунитетом (благодаря вакцинам или предыдущим инфекциям), возможные новые варианты и поведение людей. Если снижение числа случаев заболевания заставит людей ослабить социальное дистанцирование и другие меры защиты, это создаст "больше возможностей для передачи вируса зимой", - говорит он. Как заключают Сера и его коллеги в своей работе, не существует климатических условий, которые могли бы препятствовать передаче SARS-CoV-2, если не принимать профилактических мер. Но, зная, что вирус, вероятно, "более передаваем зимой", мы должны "принять более эффективные меры предосторожности" в это время года, советует Пэй.
