Израиль, одним из первых объявивший о достижении коллективного иммунитета и уже начавший выходить из коронавирусных ограничений, вновь столкнулся с ростом заболеваемости. Органы здравоохранения страны обеспокоены вспышками, подобными произошедшей на школьной вечеринке в Тель-Авиве, на которой одномоментно заразились 83 молодых человека. Принято решение о вакцинации подростков в стране. Но самое тревожное в этой истории — цепь заражения, расследование которой привело к первоисточнику — «виновным» в инфицировании восьми десятков человек оказался суперраспространитель (или, на английский манер, суперспредер), который не болел и даже был привит.
Гипотеза? Реальность!
О суперраспространителях то и дело вспоминают с самого начала эпидемии, одна из основных гипотез — связывание вспышек инфекции с массовым заражением от одного конкретного человека. То есть суперспредер заражает намного больше людей, чем средний инфицированный. Причина, предположительно, в существенно большей концентрации вируса в его верхних дыхательных путях.
Кристиан Дростен, немецкий вирусолог, специализирующийся на коронавирусах, глава Института вирусологии берлинской клиники Шарите, и его коллеги опубликовали работу в Science, где им удалось доказать: концентрация вирусного материала в респираторном тракте таких людей действительно больше, и больше значительно.
Среди 25 тысяч зараженных разных возрастов на разной стадии протекания инфекции количество вирусных геномов в носоглотке примерно одинаковое и составляет около 2,5 миллиона на мазок. Но почти у 9 % зараженных это число оказалось… около миллиарда. При этом треть из них были бессимптомными или с легкими симптомами.
Ученые детально оценивали инфекционность на протяжении всего течения заболевания SARS-CoV-2 в попытке найти ответы на вопросы, которые до сих пор остаются нерешенными. Передачу респираторных инфекций трудно количественно оценить или предсказать на индивидуальном уровне. Это особенно характерно для случаев, когда передача от предсимптомных, бессимптомных и лиц с умеренной симптоматикой (в статье обозначены английской аббревиатурой PAMS) является очень частой, как в случае SARS-CoV-2. Цифры обычно выводятся из информации на уровне популяции и суммируются как единое общее среднее значение, известное как базовое репродуктивное число R0. Хотя R0 является критически важным параметром для понимания и управления динамикой заболеваний на популяционном уровне, оно всего лишь суммарная, общая характеристика передачи и нюансов, касающихся заразности, не отражает. Сегодня выделяются три основные категории неопределенности:
1) различия в инфекционности между отдельными лицами или группами, такими как PAMS, в зависимости от возраста, пола, вакцинационного статуса и т. д.; 2) время и степень пиковой заразности, момент потери заразности, темпы усиления/снижения заразности и как они связаны с появлением симптомов; 3) различия в инфекционности из-за свойств, присущих вариантам вируса.
Очень заразное меньшинство
Команда вирусологов изучила 25 381 случай SARS-CoV-2, из которых 6 110 (24,1%) были связаны с группой PAMS, 9 519 (37,5 %) — с госпитализацией, остальные 9 752 — болеющие с симптомами без госпитализации; отдельно рассматривались 1 533 случая заболевания инфекцией линии B.1.1.7 (вариант «альфа»). Самый молодой пациент имел среднее значение log10 вирусной нагрузки на 0,5 ниже, чем более старшие, и, по оценкам, 78 % от максимальной вероятности репликации клеточной культуры. Вирусные нагрузки, превышающие 109 копий на мазок, были обнаружены у 8,78 % субъектов, одна треть из них входит в группу PAMS. Оценивался период 4,3 дня от начала выделения до пиковой вирусной нагрузки (8,1) и вероятности выделения клеточной культуры (0,75).
Недостаток данных о вирусной нагрузке у лиц из группы PAMS всех возрастов является ключевым моментом, поскольку многие вспышки явно спровоцированы и подпитываются именно этими субъектами. Влияние социального контекста и поведения на передачу очень велико, есть множество сообщений о сильной взаимосвязи между вирусной нагрузкой SARS-CoV-2 и передачей (в ситуации с вирусом гриппа, например, такая связь менее очевидна). Данные о вирусной нагрузке по случаям PAMS доступны редко, что значительно сокращает количество исследований.
Что еще хуже, невозможно сопоставить положительные результаты ПЦР у бессимптомных субъектов во времени относительно несуществующего дня появления симптомов, поэтому эти случаи не могут быть включены и в исследования, посвященные инкубационному периоду. Кроме того, временные курсы вирусной нагрузки относительно дня появления симптомов определяются со слов пациентов, что является субоптимальным показателем, допускающим ошибки из-за человеческого фактора и не учитывающим инфекции от предсимптомных или бессимптомных контактов.
«Чтобы лучше понять заразность SARS-CoV-2, мы проанализировали вирусную нагрузку, изоляцию клеточной культуры и данные секвенирования генома. Очень важно было ответить на ряд вопросов, касающихся заразности в момент обнаружения заболевания, особенно у субъектовгруппы PAMS, инфицированность которых выявлялась случайно в центрах тестирования по месту жительства. Поскольку эти люди свободно циркулируют в обществе до выявления у них инфекции и достаточно здоровы, чтобы обращаться за медицинской помощью, их численность и распространение имеют ключевое значение для понимания и предотвращения передачи».
Средний возраст пациентов с PAMS составил 37,6 года, они были, как правило, моложе других участников исследования (средний возраст в целом составил 49,1 года, у госпитализированных — 63,2 года).
Для всех пациентов средняя вирусная нагрузка (log10 копий РНК на мазок) в первом положительном тестируемом образце равнялась 6,39 (стандартное отклонение 1,83). У пациентов с PAMS вирусная нагрузка была выше, чем у госпитализированных в возрасте до 70 лет, что подтверждается средним значением 6,9 для PAMS по сравнению со средним значением 6,0 у госпитализированных в возрасте от 20 до 65 лет.
Связь между вирусной нагрузкой и вероятностью успешного выделения клеточной культуры: для всех возрастов средняя расчетная вероятность культивирования во время первого положительного ПЦР составляла 0,35; средняя вероятность посева выше для случаев PAMS — 0,44. В высокоинфекционную подгруппу входят 2 228 из 25 381 положительных субъектов (8,78 %) с первой положительной вирусной нагрузкой не менее 9,0 log10, что соответствует расчетной вероятности посева от ~ 0,92 до 1,0. Из этих 2 228 субъектов 804 (36,09 %) относятся к PAMS на момент тестирования. Субъекты PAMS чрезмерно представлены в этой высокоинфекционной группе среди лиц в возрасте 20–80 лет.
«По нашим оценкам, время от начала выделения до пиковой вирусной нагрузки составило 4,31 дня, средняя пиковая вирусная нагрузка — 8,1. Хотя госпитализированные пациенты оцениваются как высоко заразные при пиковой вирусной нагрузке, заразность пациентов с PAMS при пиковой нагрузке более вариабельна. По нашим оценкам, 962 из 4 344 субъектов (22,14 %) имели первый положительный тест до времени их пиковой вирусной нагрузки, в среднем за 1,4 дня до достижения пика».
Чрезмерная дисперсия
Бимодальное распределение вероятностей посева показало небольшую группу из 8,78 % высокоинфекционных субъектов. Это качественно согласуется с моделью, предложенной А. Endo et al. (Estimating the overdispersion in COVID-19 transmission using outbreak sizes outside China. Wellcome Open Res.,2020), и исследованием K. Sun et al. (Transmission heterogeneities, kinetics, and controllability of SARS-CoV-2. Science, 2021), согласно которым 10 % и 15 % индексных случаев могут быть ответственны за 80 % передачи. В других исследованиях сообщалось, что на 8–9 % людей приходилось 90 % общей вирусной нагрузки (N. J. Lennon et al., Comparison of viral levels in individuals with or without symptoms at time of COVID-19 testing among 32,480 residents and staff of nursing homes and assisted living facilities in Massachusetts. Open Forum Infect. Dis.).
«В нашем исследовании 36,1 % высокоинфекционных субъектов были с PAMS на момент обнаружения SARS-CoV-2. Пик заразности, по нашим оценкам, наступает за 1–3 дня до появления симптомов (если таковые вообще появлялись)».
Резюме
Можно ожидать, что субъекты с PAMS в практически здоровых группах будут такими же заразными, как и госпитализированные пациенты на момент обнаружения. Относительные уровни ожидаемого распространения инфекционного вируса от субъектов с PAMS (включая детей) имеют большое значение, поскольку эти люди циркулируют в сообществе и очевидно, что они могут вызывать и подпитывать вспышки.
