Kotitaloustutkimus COVID-19:stä, influenssasta ja RSV-taakasta, tartuntadynamiikasta ja virusvuorovaikutuksesta Etelä-Afrikassa (PHIRST-C)

Taustaa ja perustelut: Maailman terveysjärjestö (WHO) sai 31. joulukuuta 2019 ilmoituksen Wuhan Cityssä, Kiinan Hubein maakunnassa, potilaiden keuhkokuumetapauksista, joiden etiologia on tuntematon ja joka viikkoa myöhemmin johtui uudesta koronaviruksesta. (vaikea akuutti hengitystieoireyhtymä koronavirus 2: SARS-CoV-2). Ottaen huomioon sen nopean maailmanlaajuisen leviämisen WHO julisti, että SARS-CoV-2-epidemia täytti pandemiakriteerit 11. maaliskuuta 2020. Huhtikuun 2020 puoliväliin mennessä yli 2,5 miljoonaa tapausta ja yli 170 000 kuolemantapausta on vahvistettu laboratoriossa 210 maassa ja alueella.

Influenssavirus on vastuussa kohonneesta sairastuvuudesta ja kuolleisuudesta maailmanlaajuisesti joka vuosi. Etelä-Afrikassa vuotuisia kausi-influenssaepidemioita esiintyy talvikuukausina (touko-lokakuu, tartuntahuippu kesä-heinäkuussa), ja ne johtavat arviolta 19 miljoonaan oireiseen infektioon, 128 000 vakavaan tapaukseen ja 11 000 kuolemaan vuosittain.

Ihmisen hengitysteiden synsyyttivirus (RSV) on yleisin lapsuusiän akuuttien alahengitystieinfektioiden aiheuttaja, erityisesti alle 3 kuukauden ikäisillä vauvoilla. Etelä-Afrikassa RSV kiertää ympäri vuoden ja leviämisen huippu tapahtuu yleensä helmi-huhtikuussa. Siitä huolimatta järjestelmällisen virologisen seurannan tietojen perusteella RSV-tartuntojen viivästymisen odotetaan tapahtuvan Etelä-Afrikassa vuonna 2020. Tämä voi johtaa samanaikaiseen SARS-CoV-2-, influenssa- ja RSV-tartuntahuippuun maassa.

HIV-tartunta on edelleen korkea Etelä-Afrikassa. Samoin keuhkotuberkuloosi (PTB), johon liittyy keuhkokudosvaurio, pysyy jatkuvasti korkeana yhteisistä kansallisista ponnisteluista huolimatta. HIV- ja PTB-infektiot on yhdistetty lisääntyneeseen vakavan sairauden riskiin (eli sairaalahoitoon ja kuolemaan) tavallisten hengitysteiden patogeenien, mukaan lukien influenssa ja RSV, aiheuttaman infektion seurauksena, jopa antiretroviraalista hoitoa saavien henkilöiden keskuudessa.

SARS-CoV-2-infektioon liittyvien sairauksien yhteisön taakan, tarttuvuuspotentiaalin ja kliinisten ominaisuuksien ymmärtäminen on ratkaisevan tärkeää, jotta voidaan saada tietoa eristämis- ja lieventämistoimenpiteiden suunnittelusta ja kestosta sekä paikallisesti että maailmanlaajuisesti. Tarkka arvio yhteisössä leviämisen, tartunnan saamisen ja keston riskitekijöistä on ratkaisevan tärkeää, jotta voidaan antaa ohjeita kansanterveystoimenpiteistä tartunnan rajoittamiseksi sekä mallien epidemioiden ennustamiseen tätä ja mahdollisia tulevia epidemioita varten. Lisäksi Etelä- ja Saharan eteläpuoliselle Afrikalle (SSA) ominaiset tekijät, kuten HIV, tuberkuloosi, suuri lapsiväestö, aliravitsemus ja rajalliset terveydenhuoltoresurssit, voivat vaikuttaa sekä SARSin tartuntadynamiikkaan, etenemiseen että ennusteeseen. -CoV-2-tauti; sekä terveydenhuoltojärjestelmän ja yhteiskunnan taakka.

SARS-CoV-2:n tarttuvuudesta ja kliinisistä piirteistä on saatu tietoa sen ilmaantumisen jälkeen useisiin viruksen luonnonhistoriaan liittyviin keskeisiin kysymyksiin, varsinkin Afrikan kontekstissa. Erityisesti yhteisön hyökkäysaste iän mukaan, lasten rooli yhteisössä ja kotitalouksien tartunnassa, oireeton tartunnan saanut osuus, oireettomien yksilöiden rooli tartunnassa, SARS-CoV-2:n vuorovaikutus muiden yleisten hengitysteiden patogeenien, kuten influenssan ja RSV, SARS-CoV-2-uudelleentartunnan riski ja muun muassa PCR-vahvistetun infektion ja serologisen vasteen välinen korrelaatio ovat edelleen huonosti ymmärrettyjä. Kriittistä on se, että HIV-infektion vaikutusta SARS-CoV-2-infektioon liittyvään tartuntaan ja taudin vakavuuteen ei tunneta. Etelä-Afrikassa HIV:n esiintyvyys on noin 15 prosenttia väestöstä, mikä edustaa yli 7 miljoonaa ihmistä, joista yli 5 miljoonaa käyttää antiretroviraalista hoitoa.

Tavoite: Etelä-Afrikan kaupunki- ja maaseutuympäristöissä tutkimuksen tavoitteena on karakterisoida SARS-CoV-2:n yhteisötaakkaa (mukaan lukien kliiniset ominaisuudet) ja tarttuvuutta toiminnallisen vasta-ainevasteen yhteydessä. Lisäksi arvioidaan SARS-CoV-2:n vuorovaikutuksen vaikutus influenssaviruksen ja RSV:n kanssa taudin vakavuuteen ja tartuntadynamiikkaan. Tämä toteutetaan varhaisessa vaiheessa koko epidemian ajan Etelä-Afrikassa.

Ensisijaiset tavoitteet:

1. Arvioida SARS-CoV-2:n aiheuttamaa yhteisön taakkaa, mukaan lukien:

   1.1 SARS-CoV-2-infektion esiintyvyys yhteisössä polymeraasiketjureaktiolla (PCR) ja serologisilla määrityksillä määritettynä; 1.2 korrelaatio yksilöiden välillä, jotka serokonversioivat SARS-CoV-2:n suhteen ja joiden tulokset olivat positiivisia PCR:llä; 1.3 itämisaika ja SARS-CoV-2-infektioon liittyvä oireenmukainen osuus; 1.4 oireenmukaisiin infektioihin liittyvä vaikeusaste; 1.5 lääketieteellistä hoitoa hakevien henkilöiden osuus, joilla on oireinen infektio; ja 1.6 SARS-CoV-2:n vuorovaikutuksen vaikutus influenssan ja RSV:n kanssa taudin vakavuuteen.

2. Arvioida SARS-CoV-2-infektioiden leviämisdynamiikkaa yhteisössä, mukaan lukien:

2.1 arvio SARS-CoV-2:n kotitalouden sekundaarisesta infektioriskistä (SIR), synnytysajasta ja leviämisen pituudesta; 2.2 arvio SARS-CoV-2-tartunnan tarttumisen todennäköisyydestä yksilöiden välillä (sekä oireettoman että oireettoman/oireettoman) kotitalouden ja mahdollisesti yhteisön sisällä; 2.3 arvio SARS-CoV-2:n tehokkaasta lisääntymisluvusta (Rt) ja sen vaihtelusta ajan kuluessa yhteisössä; ja 2.4 SARS-CoV-2:n ja influenssan ja RSV:n vuorovaikutuksen vaikutus tartuntadynamiikkaan.

Menetelmät: Kotitaloustason prospektiivinen kohorttitutkimus tehdään yhdessä maaseutuyhteisössä ja yhdessä kaupunkiyhteisössä, jotka sijaitsevat Mpumalangan maakunnassa (Agincourtin demografinen seurantapaikka) ja Luoteisprovinssissa (Klerksdorp). Tutkimus suoritetaan 14 kuukauden intensiivisen seurannan ajan (heinäkuusta 2020 elokuuhun 2021) ja intensiivisen jälkeisen seurannan jatkuessa vielä 16 kuukautta (joulukuuhun 2022 asti).

Kaksisataa kotitaloutta; 100 kohdetta kohden, ja kotitalouden jäsenten keskimääräinen lukumäärä on 5, jolloin tutkimukseen osallistuu 1 000 kaiken ikäistä; valitaan satunnaisesti 327 kotitalouden luettelosta, jotka osallistuivat ja suorittivat menestyksekkäästi 10 kuukauden seurantajakson tutkimuksessa, joka on samankaltainen kuin tällä hetkellä ehdotettu, mutta joka kohdistui influenssan, hengitysteiden synsyyttiviruksen ja muiden hengitysteiden patogeenien yhteisötaakkaan ja leviämisdynamiikkaan (PHIRST-tutkimus, joka tehtiin vuosina 2016-2018 samoissa kahdessa yhteisössä). Lähetettyjen kotitalouksien koulutuskelpoisuus arvioidaan uudelleen (eli vähintään 3 kotitalouden jäsentä ja vähintään 80 % kotitalouden jäsenistä, jotka suostuvat osallistumaan). Vuosien 2016–2018 PHIRST-tutkimuksessa kotitaloudet tunnistettiin satunnaisesti valituilla maantieteellisillä koordinaatteilla kahdesta yhteisöstä. Tämän kohortin perusominaisuudet ovat jo saatavilla, ja ne varmistetaan uudelleen suostumuksen saatuaan. Myös 2016-2018 PHIRST-tutkimuksen päättymisen jälkeen kotitalouteen tulleet suostumukset otetaan mukaan. Jokainen kotitalous ja perheenjäsen luetellaan ja HIV-tartunnan saaneiden henkilöiden HIV-tartuntatila ja immunosuppression taso arvioidaan (jos tuntematon) suostumuksellaan.

Jokaista kotitalouden jäsentä seurataan kahdesti viikossa tutkimuksen intensiivisen seurantajakson (12 kuukautta) aikana. Tänä aikana ylempien hengitysteiden näytteitä kerätään oireiden esiintymisestä riippumatta ja tiedot keskeisistä oireista, terveydenhuollon hakemisesta, sairaalahoidosta ja kuolemasta kerätään jokaisella seurantakäynnillä REDCap-tablettipohjaiseen reaaliaikaiseen tietokantaan. Hengityselinten näytteet testataan käänteiskopioijaentsyymin reaaliaikaisella polymeraasiketjureaktiolla (rRT-PCR) SARS-CoV-2:n, influenssan ja RSV:n varalta, ja valitut näytteet viljellään ja sekvensoidaan. Kaikille tutkimukseen osallistuneille lähetetään infektioriskikyselylomake ilmoittautumisen yhteydessä ja sen jälkeen kuukausittain. Seerumit kerätään kaikilta osallistujilta ilmoittautumisen yhteydessä ja 2 kuukauden välein 12 kuukauden intensiivisen seurantajakson aikana. Lisäksi seerumeita kerätään 2 kuukauden välein 12 kuukauden intensiivisen seurantajakson jälkeen tutkimukseen osallistuneilta, jotka osoittivat SARS-CoV-2:n positiiviseksi rRT-PCR:llä hengitysnäytteillä klo 14, 16 ja 18. kuukautta ja kaikilta tutkimukseen osallistuneilta 18 kuukauden iässä. Seerumeista testataan SARS-CoV-2-, influenssa- ja RSV-vasta-aineiden esiintyminen. Puettavia läheisyysantureita otetaan käyttöön 8–12 päivän ajan jokaisessa taloudessa kuuden kuukauden intensiivisen seurantajakson aikana.

Vaikutus: Tämä tutkimus tarjoaa olennaista tietoa viruksen luonnosta, mikä vaikuttaa päätöksiin optimaalisista strategioista nykyisten ja mahdollisten tulevien SARS-CoV-2-epidemioiden hillitsemiseksi ja lieventämiseksi paikallisesti, alueellisesti ja maailmanlaajuisesti.