南非 COVID-19、流感和 RSV 负荷、传播动力学和病毒相互作用的家庭研究 (PHIRST-C)

背景和理由：2019 年 12 月 31 日，世界卫生组织 (WHO) 获悉中国湖北省武汉市患者中出现了一系列不明原因的肺炎病例，一周后，该病例被归因于一种新型冠状病毒（严重急性呼吸系统综合症冠状病毒 2：SARS-CoV-2）。 鉴于其在全球迅速传播，世卫组织于 2020 年 3 月 11 日宣布 SARS-CoV-2 的爆发符合大流行标准。 到 2020 年 4 月中旬，已在 210 个国家和地区实验室确认了超过 250 万例病例和超过 170,000 例死亡病例。

流感病毒每年都会导致全球发病率和死亡率升高。 在南非，每年的季节性流感流行发生在冬季（5 月至 10 月，传播高峰在 6 月至 7 月），平均每年导致估计 1900 万例有症状感染、128,000 例重症病例和 11,000 例死亡。

人呼吸道合胞病毒 (RSV) 是儿童急性下呼吸道感染的最常见原因，尤其是 3 个月以下的婴儿。 在南非，RSV 全年传播，传播高峰通常发生在 2 月至 4 月。 尽管如此，根据系统的病毒学监测数据，预计 2020 年南非将出现延迟的 RSV 传播。 这有可能导致该国同时出现 SARS-CoV-2、流感和 RSV 传播高峰。

南非的艾滋病毒发病率仍然很高。 同样，尽管全国齐心协力，肺结核 (PTB) 的发病率以及伴随的肺组织损伤仍然居高不下。 HIV 和 PTB 感染与感染常见呼吸道病原体（包括流感和 RSV）后患重病（即住院和死亡）的风险增加有关，即使在接受抗逆转录病毒治疗的个体中也是如此。

了解与 SARS-CoV-2 感染相关的疾病的社区负担、传播潜力和临床特征对于为当地和全球的遏制和缓解措施的设计和持续时间提供信息至关重要。 准确估计社区传播、传染性获得和持续时间的风险因素对于指导公共卫生措施以限制传播以及为这种流行病和未来潜在流行病的流行病预测模型提供信息至关重要。 此外，艾滋病毒、结核病、儿童人口比例高、营养不良和医疗资源有限等南非和撒哈拉以南非洲 (SSA) 特有的因素有可能影响 SARS 的传播动态、进展和预后-CoV-2疾病；以及医疗系统和社会的负担。

尽管自 SARS-CoV-2 出现以来，人们已经获得了关于 SARS-CoV-2 的传播性和临床特征的知识，但与病毒自然史相关的几个关键问题仍然没有得到很好的回答，尤其是在非洲背景下。 特别是按年龄划分的社区发病率、儿童在社区和家庭传播中的作用、无症状感染者比例、无症状个体在传播中的作用、SARS-CoV-2 与其他常见呼吸道病原体（如流感和流感）的相互作用RSV、SARS-CoV-2 再感染的风险以及 PCR 确认的感染与血清学反应之间的相关性等，仍然知之甚少。 至关重要的是，HIV 感染对与 SARS-CoV-2 感染相关的传播和疾病严重程度的影响尚不清楚。 南非的艾滋病病毒感染率在总人口中约为 15%，代表超过 700 万人，其中超过 500 万人正在接受抗逆转录病毒治疗。

目的：在南非的城市和农村环境中，该研究旨在在功能性抗体反应的背景下描述 SARS-CoV-2 的社区负担（包括临床特征）和传播能力。 此外，还将评估 SARS-CoV-2 与流感病毒和 RSV 的相互作用对疾病严重程度和传播动力学的影响。 这将在整个南非流行病的早期阶段进行。

主要目标：

1. 估计 SARS-CoV-2 的社区负担，包括：

   1.1 通过聚合酶链反应 (PCR) 和血清学检测确定的社区 SARS-CoV-2 感染发生率； 1.2 SARS-CoV-2 血清转化和 PCR 检测呈阳性的个体之间的相关性； 1.3 与 SARS-CoV-2 感染相关的潜伏期和症状分数； 1.4 与有症状感染相关的严重程度范围； 1.5 有症状感染者寻求医疗护理的比例； 1.6 SARS-CoV-2 与流感和 RSV 的相互作用对疾病严重程度的影响。

2. 评估社区中 SARS-CoV-2 感染的传播动态，包括：

2.1 SARS-CoV-2家庭继发感染风险（SIR）、产生时间和传播时间的估计； 2.2 估计 SARS-CoV-2 感染在家庭和潜在社区内的个体（有症状和无症状/症状前）之间传播的可能性； 2.3 估计 SARS-CoV-2 有效繁殖数 (Rt) 及其在社区中随时间的变化； 2.4 SARS-CoV-2 与流感和 RSV 的相互作用对传播动力学的影响。

方法：将分别在姆普马兰加省（阿金库尔人口监测点）和西北省（克莱克斯多普）的一个农村和一个城市社区开展一项家庭层面的前瞻性队列研究。 该研究将进行为期 14 个月的强化随访（2020 年 7 月至 2021 年 8 月），强化后随访将持续 16 个月（直至 2022 年 12 月）。

两百户；每个地点 100 人，预计平均家庭成员人数为 5 人，因此所有年龄段的研究参与者为 1,000 人；将从 327 个家庭的名单中随机选择，这些家庭参与并成功完成了一项类似于目前提议的研究的 10 个月随访期，但针对流感、呼吸道合胞病毒和其他呼吸道病原体的社区负担和传播动态（PHIRST 研究于 2016-2018 年在同一两个社区进行）。 将重新评估接洽的家庭的研究资格（即至少 3 名家庭成员和至少 80% 的家庭成员同意参与）。 2016-2018 年 PHIRST 研究中的家庭是通过两个社区内随机选择的地理坐标确定的。 该队列的基线特征已经可用，并将在获得同意后重新确定。 自 2016-2018 年 PHIRST 研究终止以来同意进入家庭的家庭成员也将被纳入。 将对每个家庭和家庭成员进行计数，并在同意的个人中评估（如果未知）HIV 感染者的 HIV 感染状况和免疫抑制水平。

在研究的密集随访期间（12 个月），每个家庭成员将每周接受两次随访。 在此期间，无论是否存在症状，都将收集上呼吸道样本，并在每次随访时在基于 REDCap 平板电脑的实时数据库中捕获有关关键症状、寻求医疗保健、住院和死亡的数据。 呼吸道样本将通过逆转录酶实时聚合酶链反应 (rRT-PCR) 检测 SARS-CoV-2、流感和 RSV，并对选定的样本进行培养和测序。 感染风险问卷将在入组时和之后的每个月对所有研究参与者进行。 将在入组时收集血清，并在 12 个月的密集随访期间每 2 个月收集所有参与者的血清。 此外，在 14、16 和 18 岁时通过 rRT-PCR 对呼吸道标本检测出 SARS-CoV-2 呈阳性的研究参与者的 12 个月密集随访期后，将每 2 个月收集一次血清，并持续 6 个月个月和所有研究参与者在 18 个月时。 将检测血清中是否存在 SARS-CoV-2、流感和 RSV 抗体。 在 6 个月的密集跟进期内，每个家庭将部署可穿戴式接近传感器 8-12 天。

影响：本研究将提供有关病毒自然史的重要信息，这些信息将影响有关遏制和缓解当地、区域和全球 SARS-CoV-2 当前和未来潜在流行病的最佳策略的决策。