Прескочи към главното съдържание на страницата

Архив


БРОЙ 10 2021

Епидемиологичната характеристика на COVID-19

виж като PDF
Текст A
доц. д-р Нина Любенова Гачева
Българска асоциация по превенция и контрол на нозокомиалните инфекции – БулНозо


Целта на това съобщение е да ни напомни, че рационално определяне на мерките за превенция и контрол на пандемично разпространилата се нова коронавирусна инфекция е възможно, само ако те се разглеждат като комплекс от интервенции, основаващи се на епидемиологичната характеристика на инфекцията.

Исторически предпоставки
Историческият опит показва водещото значение на епидемиологичните познания при всяка нова инфекция. Класически пример в това отношение е постижението на английския лекар Джон Сноу, наричан на запад, бащата на модерната епидемиология[1]. Чрез пионерското приложение на методики, с които рутинно си служат съвременните епидемиолози (картографски анализ и сравнителен анализ на групи население, обособени на случаен принцип), той успява да докаже, че етиологията на холерата, причинила многократни унищожителни епидемии в тогавашен Лондон, е микробна, а не миазмена, при това още в средата на 19-ти век, т.е. десетилетия преди откриването на холерния вибирион от Роберт Кох. Въз основа на неговите твърдения, че водата (доставяна директно от р. Темза) е основен фактор за предаване на инфекцията, са предприети ефективни мерки и спасени хиляди хора от смърт.

Много по-близък всъщност пример от нашето съвремие, е този с HIV-инфекцията. В обстановката на възникналата през 80-те години в САЩ епидемия от СПИН, от Центъра за контрол на заболяванията (CDCs, Atlanta) e разработeн и въведен (през 1985 г.) нов революционен подход, наречен “Универсални предпазни мерки”, с цел да се осигури предпазването на медицинския персонал от реалния професионален риск за заразяване с HIV вируса поради невъзможност да се идентифицират пациентите с HIV-инфекция[2].

Този подход, който лежи в основата на задължително прилаганите днес „Стандартни предпазни мерки" представлява набор от няколко прости за изпълнение мерки, но които трябва да се прилагат при всеки пациент, а не само при тези, за които знаем, че са с доказана или съмнителна кръвнопреносима инфекция.

COVID-19 пандемията

Нека си припомним съвсем накратко основните моменти от появата и развитието на епидемичния процес при новата коронавирусна SARS-CoV-2 инфекция:

1. През декември 2019 г. в китайския град Юхан, провинция Хубей, възниква епидемичен взрив, причинен от нов коронавирус SARS-CoV-2, изолиран в началото на януари 2020 г. Тогава е официално потвърдено и неговото предаване от човек на човек.
2. На 11 март 2020 г. СЗО обяви ситуацията като пандемична[3]; към август 2021 г. съобщените случаи на COVID-19 надхвърлят 200 млн., за­­сегнати са всички континенти, вклю­чително Антарктика.
3. Причинителят е бетакоронавирус, от същото подсемейство като вирусът, причиняващ ТОРС (както и няколко коронавируси по прилепите); установена е силно изразена прилика в РНК последователностите с два от коронавирусите по прилепите, поради което се приема, че най-вероятно прилепите са естествен резервоар и първоизточник на ин­фек­цията, която е преминала директно от тях или чрез междинен гостоприемник[4].

През периода на разпространение на COVID-19 е установена появата и циркулацията на поредица варианти на вирусния причинител, които са класифицирани от водещите екс­перти в три категории според значимостта им за глобалното здравеопазване:

  • Будещи интерес (VOI)
  • Будещи безпокойство (VOC)
  • От извънредна важност (VOHC)

Още в началото на пандемията е идентифициран SARS-CoV-2 вариантът, с D614G мутация в гена, кодиращ шипчестия протеин; той се появява в края на януари или началото на февруари 2020 г. и за период от няколко месеца измества първоначалния SARS-CoV-2 щам, идентифициран в Китай, като през юни 2020 г. става доминиращият вирус, циркулиращ в световен мащаб. По-новите варианти от категорията „будещи безпокойство“ са[5,6]:

Алфа-вариант, идентифициран във Великобритания (B.1.1.7) през сеп­тември 2020 г., с голям брой мутации; през декември 2020 г. е идентифициран вариант на алфа с допълнителна мутация (E484K), касаеща шипчестия протеин и според някои проучвания, свързана с „избягване“ на имунитета.

Бета-вариант,
появил се в Южна Африка (B.1.351), първоначално ус­тановен в началото на май 2020 г., има някои мутации общи с B.1.1.7;

Гама-вариант
, появил се в Бразилия (P.1), първоначално идентифициран в началото на януари 2021 г. в пътници, идващи от тази страна, при рутинното им скриниране на летище в Япония; най-ранните документирани проби от този вариант са от ноември 2020 г.; той съдържа набор от допълнител­ни мутации, които могат да за­сегнат способността да бъде ра­з­познат от антителата.

* R0: Среден брой случаи между възприемчивите контактни на един заболял
** Заповед №РД-01-610 от 22.10.2020 г. за лица, подлежащи на болнично лечение, домашно лечение и карантина (изм. и доп. със Заповед РД-01-177/22.03.2021 г.)

Делта-вариант, установен през октомври 2020 г. в Индия (B.1.­617.2), класифициран като „будещ безпокойство“ от СЗО през май 2021 г.; бързо придобива широко раз­пространение и към края на ав­густ 2021 г. е вече доминиращ ва­риант (99.7%) в страните от Европейския съюз[7].

Епидемиологична характеристика на COVID-19
Според познанията ни на този етап основните епидемиологични особености на COVID-19 могат да бъдат представени така:

  • Инкубационният период е в границите 1-14 дни, средно 5-6 дни[5]. По препоръки на СЗО, подкрепени от литературни данни, за горна граница на периода се приема 14 дни. Резултатите от проучване, проведено през 2020 г. при 181 потвърдени случаи на SARS-CoV-2 инфекция показват, че 97.5% от симптоматичните пациенти започват да проявяват симптоми в период от 11.5 дни след контакта, а средният инкубационен период е 5.1 дни[8].
  • Източник на инфекцията – значение имат както симптоматичните, така и безсимптомните случаи на COVID-19, включително болните в предсимптомния период. Биологично основание, подкрепящо това твърдение, са резултатите от проучване на епидемичен взрив в заведение за хронично болни, при което инфекциозен вирус е култивиран от RT-PCR позитивни проби от горните дихателни пътища на предсимптоматични и безсимптомни пациенти до 6-ия ден преди развитието на типичните симптоми на COVID-19[9]. Също така, установено е, че нивата и персистирането на вирус­ната РНК в горния респираторен тракт на безсимптомните паци­енти са подобни на тези при симптоматичните[10]. Според множество проучвания обаче рискът от предаване на инфекцията от случаи с безсимптомно протичане е по-малък, т.е. те по-рядко стават източник на зараза[11-13]. Така например, систематичният анализ на 628 COVID-19 случая и техните 3790 близки контактни в Сингапур показва, че безсимптомните инфекции са свързани с 3.85 пъ­ти по-ниска заболяемост сред контактните (Secondary Attack Rate) в сравнение със симптоматичните[14]. Подобни са данните от анализа на интензивен взрив, развил се на круизен американски кораб, които показват, че засегнатите контактни по кабина с безсимптомни случаи са 63% срещу 81% при контактните на симптоматични случаи, при 18% заболяемост на тези, които нямат контакт със случаи на COVID-19 в кабината[15]. Все още няма точни научни данни за относителния дял на безсимптомно протичащите SARS-CoV-2 инфекции – в различни проучвания, основаващи се на математическо моделиране, се приема, че величината на този показател е 30%[16] до 40%[17].
  • Продължителността на заразния период не е окончателно установена. Проучванията показват, че предаването на инфекцията започва още преди развитието на симптомите и е най-интензивно в началото на заболяването, след това рискът от заразяване намалява, така че след 7-10 ден предаване не се очаква[16]. В проведено наблюдение на 2 500 близки контактни на 100 пациенти с COVID-19 в Тайван, е установено, че всичките 22 вторични случаи са направили първия си контакт до шестия ден от клиничната изява на заболяването при индексния случай, не са документирани инфекции при 850 контактни, които са се срещнали с пациент след този период[18]. Последни данни от систематичен обзор и метаанализ (включващ 98 проучвания), при който са сравнени вирусният товар и излъчването/предаването на причинителя при трите човешки коронавируси, показват, че COVID-19 се отличава от SARS и MERS по високата инфекциозност в първите 5 дни от появата на симптомите, което позволява по-ефективното и по-трудно за кон­тролиране разпространение на инфекцията.
  • Заразността, измервана с репродуктивното число (R0, средният брой случаи между възприемчивите контактни на един заболял) варира в различните страни и ситуации в зависимост от определени фактори, на първо място според спектъра на мерките за контрол на инфекцията. Според СЗО R0 е в границите от 2 (първоначално) до 4 (по-нови данни). Важно е да се знае, че този показател при COVID-19 е по-висок от R0 при MERS (0.6) и SARS (1), с което се обяснява широкото разпространение на инфекцията. Последните данни показват увеличаване на заразността при вариантите на SARS-CoV-2 до R0 5-8 при Делта варианта[5].
  • Основният път на предаване на SARS-CoV-2 инфекцията е въздушно-капков, чрез директен (до 2 м.) или индиректен контакт с капковия аерозол, образуван от респираторните секрети на източника при кашляне, кихане или говор – вирусът прониква при вдишване и (по контактен път) през контаминирана с ръцете лигавица на носа, устата или очите. Ръцете могат да се контаминират чрез докосване на носещите вируса секрети или замърсени с тях повърхности. Има редица проучвания, показващи, че предаването може да става и на по-големи разстояния по аерогенен път, чрез вдишване на малките частици (≤5 µm) от респираторния аерозол, които се задържат във въздуха по-дълго време и се пренасят с въздушните потоци[5,16]. Досегашните наблюдения категорично потвърждават, че най-висока е заболяемостта сред близките контактни, т.е. най-ефективно е предаването в условията на семейството, колектива, болничното звено.
  • Устойчивостта на причинителя, SARS-CoV-2 върху повърхности от външната среда е значителна – вирусът остава жизнеспособен до 3 часа във въздушния аерозол и от 1 до 2-3 дни върху картон, пластмаса или метал[19]. Ефективни по отношение на SARS-CoV-2 са дезинфектантите с доказано частично вирусоцидно действие (при вируси с обвивка). Установено е инактивиране на SARS-CoV-2 за 5 мин. на 70°С или на стайна температура под въздействие на обичайните дезинфектанти, като белина, 70% алкохол, ЧАС, хлорхексидин и др.
  • Имунен отговор след SARS-CoV-2 инфекция – индуцира се образуване на специфични антитела и клетъчно-медииран имунен отговор. Има доказателства за протективен ефект на част от имунните реакции на организма, който може да бъде установен до една година след инфекцията[16]. Мнозинството от пациентите образуват се­румни антитела към вирусния шипчест протеин с неутрализираща активност, които обикновено намаляват за няколко месеца, а в някои случаи се доказват до 12-ия месец[20]. Продукцията на неутрализиращи антитела е свързана със защита от следваща инфекция. Установено е също така индуциране на SARS-CoV-2 специфични паметови В-клетки и плазматични клетки, които нарастват в първите месеци след инфекцията, тези факти подкрепят вероятността за дълготраен имунен отговор[21]. Проучванията показват, също така, развитие на SARS-CoV-2 специфичен CD4 и CD8 T-клетъчен отговор при пациенти, които са се възстановили след COVID-19 или са получили една от разрешените ваксини, резултати, които подкрепят вероятността за траен Т-клетъчен имунен отговор. Все още не е решен проблемът с определяне на имунологичен маркер за защитеност и ако за такъв се приемат неутрализиращите антитела, не е известен защитният праг на антителата[23].
  • Риск от реинфекция – нисък в първите месеци. Установено е, че прекарана COVID-19 инфекция редуцира с 80-85% риска от нова инфекция в следващите 6-7 месеца[22].

На този етап от развитието на пандемията е важно, да се вземе предвид фактът, че с появата на новите варианти от категорията „будещи безпокойство“ се наблюдават промени в основните епидемиологични характеристики на COVID-19, които осигуряват по-лесно разпространение на инфекцията и водят до утежняване на клиничното протичане на заболяването, а наред с това и снижават в известна степен ефекта на лечебните и имунизационни мерки[7].
Съответствие между мерките за превенция и контрол и епидемиологичната характеристика на COVID-19. Овладяване на пандемията.
Направеният на Табл. 1 паралел меж­ду основните епидемиологични параметри и препоръчаните досега мерки за превенция и контрол показва пълно съответствие, доколкото позволява нивото на познанията на етапа. Освен това, в множество проучвания, проведени в различни страни и при различни постановки, е доказана ефективността на тези мерки, приложени като комплекс или поотделно[24,25]. Косвен показател за високата ефективност на превантивните мерки е фактът, че по данни на СЗО броят на заразените с грип по света през сезона 2020/2021 г. е спаднал с 98% в сравнение с пред­ходния, в много страни се регистрират предимно единични случаи.

Същевременно обаче, предвид продължаващото интензивно разпро­странение на инфекцията, от ре­ша­ващо значение е да се дискути­рат възможностите за овладяване на COVID-19 пандемията.

Теоретич­но, това овладяване следва да се разглежда като две различни въз­можности: елиминация на заболяването и пълна ерадикация с лик­видиране на причинителя (постижима при ваксинопредотвратимите инфекции като вариола и морбили) или ограничаване на разпространението сред рисковите групи от населението, с цел снижение на смъртността (като при грип).

Спазвайки принципите на епидемиологията, като се има предвид, че при COVID-19 се касае за респираторна инфекция, единственият начин да се контролира високоефективният механизъм на предаване при такава инфекция е чрез постигане и поддържане на достатъчно високо ниво на колективния имунитет (невъзприемчивостта на населението). Известно е, че има два начина да се постигне това:

  • В резултат от естествено преболедуване на по-голямата част от населението, т.е. чрез неконтролирано разпространение на причинителя.
  • С масова имунизация, чрез приложение на безвредни и високоефективни ваксини.

Анализът на предимствата и слабостите на двата подхода при постигане на оптималното 60-70% ниво показва най-общо следното:
По отношение на първия подход:

За целия пандемичен период от почти две години, след преминалите три епидемични подема (вълни) нивото на постинфекциозен колективен имунитет сред населението на различните страни варира според интензивността на разпространение на инфекцията и съответно, величината на относителния дял на преболедувалите, но в световен мащаб остава далече по-ниско от необходимото. За България данните от две различни по постановка и обхват серологични проучвания показват около 30-40% относителен дял на придобилите постинфекциозен имунитет[26].

Цената, която човечеството плаща за придобития все още далече под протективното ниво колективен имунитет, е срив на икономиката и целия обществен живот, на първо място на системите за здравеопазване и образование, както и тежки медицински загуби, най-общо измервани с броя на смъртните случаи – почти 4.5 млн. към края на август 2021 г. според статистически данни на СЗО. В България се отчита висока смъртност, страната заема осмо място от 222 страни, за които се съобщават данни – до 27.06.2021 г. смъртните случаи с диагноза COVID-19 са 18 027 (смъртност 259.3 на 100 000).

По отношение на втория подход:
Още в края на 2020 г. за безпрецедентно кратък срок в различни части на света става достъпно най-обещаващото средство за контролиране на пандемичния процес – разработени са и получават разрешение за приложение няколко вида ваксини, над 40 кандидат-ваксини са в проучвания на хора и над 150 са в предклиничен етап на проучване. През декември 2020 г. ЕМА регистрира първата ваксина за превенция на COVID-19, Comirnaty, разработена от BioNTech и Pfizer, с което се поставя началото на ваксинационната кампания в страните от ЕС[27]. Разрешените за приложение ваксини не са проучени в условия на директно сравняване помежду им, но всяка от тях е преминала успешно и трите задължителни клинични фази на изпитания.

Установените резултати доказ­ват техния добър профил на клинична поносимост, както и високата имуногенност и епидемиологична ефективност в контролирани опити (94-95% при mRNK ваксините и около 70% при векторните ваксини) и в наблюденията от широкото им приложение в имунизационната практика[28]. Независимо от лекия спад в ефективността след шестия месец от завършване на имуниза­ционната схема или при среща с вариантите „будещи безпокойство“, тя се запазва висока, особено по отношение на тежките клинични форми и честотата на хоспитализиране.

Същевременно, опитът натрупан през имунизационния период показва, че постигането на необходимото прагово ниво на колективен имунитет ще се окаже много по-трудно от очакваното, поради съществуващите възпрепятстващи фактори, като недостатъчен или неравномерен обхват на подлежащото население в световен мащаб (около и над 60% в страните от Западна Европа и Израел, около 10% в Индия), забавено решение на проблема с ваксинацията в детска възраст, неясна продължителност на постинфекциозния и постваксиналния имунитет и непрекъснатата поява на нови вирусни варианти.

Направената съвсем схематично съ­поставка очевидно подкрепя иму­­ни­зационния подход като единстве­но приемлива стратегия на този етап, осигуряваща защита на рис­ковите групи от населението, но предвид посочените реално съществуващи отрицателни фактори в дългосрочната прогноза за развитието на пандемията, вероятно ще трябва да се приеме и възможността COVID-19 да остане ендемична инфекция, с разпространение, подобно на грипа[29]. В такъв случай, вместо постигане на елиминация като перспектива за нормализиране на обществения живот, ще трябва да приемем алтернативата за осигуряване на оптимална превенция на тежките и завършващи със смърт случаи чрез имунизация и реимунизация на уязвимите групи от населението. n

книгопис:
1. Hempel S. John Snow. Lancet, 381; 9074: 1269-1270 DOI:https://doi.org/10.1016/S0140-6736(13)60830-2.
2. Lynch P, Cummings MJ, Roberts PL, et al. Implementing and evaluating a system of generic infection control precautions: body substance isolation. Am.J.Infect.Control, 1990, 18:1-13.
3. WHO statements. Coronavirus disease (COVID-19) pandemic. https://www.euro.who.int/en/health-topics/health-emergencies/coronavirus-covid-19/novel-coronavirus-2019-ncov
4. WHO-convened Global Study of Origins of SARS-CoV-2: China Part Joint WHO-China Study 14 January-10 February 2021 Joint Report. D:/Final-joint-report_origins-studies-6-April-201.pdf
5. Clinical Excellence Commission COVID-19 Infection Prevention and Control Manual Version 1.5 – 27 July 2021. https://www.cec.health.nsw.gov.au/__data/assets/pdf_file/0018/644004/COVID-19-IPAC-manual.pdf.
6. CDC. COVID-19: SARS-CoV-2 variant classifications and definitions. Atlanta, GA: US Department of Health and Human Services, CDC; 2021. Accessed July 25, 2021. https://www.cdc.gov/coronavirus/2019- ncov/cases-updates/variant-surveillance/variant-info.html.
7. ECDC. Variants of interest and concern in the EU/EEA https://www.ecdc.europa.eu/en/covid-19/situation-updates/variants-dashboard.
8. Lauer SA, Grantz KH, Bi Q, et al. The Incubation Period of COVID-19 From Publicly Reported Confirmed Cases. Ann Intern Med. doi:10.7326/M20-0504
9. Arons MM, Hatfield KM, Reddy SC, et al. Presymptomatic SARS-CoV-2 Infections and Transmission in a Skilled Nursing Facility. N Engl J Med 2020; 382:2081.
10. Lee S, Kim T, Lee E, et al. Clinical Course and Molecular Viral Shedding Among Asymptomatic and Symptomatic Patients With SARS-CoV-2 Infection in a Community Treatment Center in the Republic of Korea. JAMA Intern Med 2020; 180:1447.
11. Wei WE, Li Z, Chiew CJ, et al. Presymptomatic Transmission of SARS-CoV-2 – Singapore, January 23-March 16, 2020. MMWR Morb Mortal Wkly Rep 2020; 69:411.
12. Buitrago-Garcia D, Egli-Gany D, Counotte MJ, et al. Occurrence and transmission potential of asymptomatic and presymptomatic SARS-CoV-2 infections: A living systematic review and meta-analysis. PLoS Med 2020; 17:e1003346.
13. Luo L, Liu D, Liao X, et al. Contact Settings and Risk for Transmission in 3410 Close Contacts of Patients With COVID-19 in Guangzhou, China : A Prospective Cohort Study. Ann Intern Med 2020; 173:879.
14. Sayampanathan AA, Heng CS, Pin PH, at al. Infectivity of asymptomatic versus symptomatic COVID-19. Lancet 2020.
15. Plucinski MM, Wallace M, Uehara A, et al. Coronavirus Disease 2019 (COVID-19) in Americans Aboard the Diamond Princess Cruise Ship. Clin Infect Dis 2021; 72:e448.
16. McIntosh K. COVID-19: Epidemiology, virology, and prevention.Updated Aug 04,2021. https://www.uptodate.com/contents/covid-19-epidemiology-virology-and-prevention.
17. Oran DP, Topol EJ. Prevalence of Asymptomatic SARS-CoV-2 Infection: A Narrative Review [published online ahead of print, 2020 Jun 3]. Ann Intern Med. 2020; M20-3012.
18. Cheng HY, Jian SW, Liu DP, et al. Contact Tracing Assessment of COVID-19 Transmission Dynamics in Taiwan and Risk at Different Exposure Periods Before and After Symptom Onset. JAMA Intern Med 2020; 180:1156.
19. ECDC technical report. Disinfection of environments in healthcare and non-healthcare settings potentially contaminated with SARS-CoV-2, March 2020.
20. Wang Z, Muecksch F, Schaefer-Babajew D, et al. Naturally enhanced neutralizing breadth against SARS-CoV-2 one year after infection. Nature 2021; 595:426.
21. Dan JM, Mateus J, Kato Y, et al. Immunological memory to SARS-CoV-2 assessed for up to 8 months after infection. Science 2021; 371.
22. Hall VJ, Foulkes S, Charlett A, et al. SARS-CoV-2 infection rates of antibody-positive compared with antibody-negative health-care workers in England: a large, multicentre, prospective cohort study (SIREN). Lancet 2021; 397:1459.
23. Krammer F. A correlate of protection for SARS-CoV-2 vaccines is urgently needed. Published online: 8 July 2021https://doi.org/10.1038/s41591-021-01432-4.
24. Liu S, Ermolieva T, Cao G et al. Analyzing the Effectiveness of COVID-19 Lockdown Policies Using the Time-Dependent Reproduction Number and the Regression Discontinuity Framework: Comparison between Countries. Eng. Proc. 2021, 5, 8. https://doi.org/10.3390/engproc2021005008.
25. Harvard health Publishing. Preventing the spread of the coronavirus. Physical distancing, masks, vaccines, and other preventive measures, August 9, 2021. https://www.health.harvard.edu/diseases-and-conditions/preventing-the-spread-of-the-coronavirus.
26. Национален план за справяне с пандемията от SARS-CоV-2, София 2021.
27. European medicines agency. EMA recommends first COVID-19 vaccine for authorisation in the EU. News 21/12/202.
28. Edwards,KM, Orenstein WA. COVID 19: Vaccines to prevent SARS-CoV-2 infection. Updated: Aug 23, 2021.https://www.uptodate.com/contents/covid-19-vaccines-to-prevent-sars-cov-2-infection?topicRef=126981&source=related_link .
29. Aschwanden C. Why herd immunity for COVID is probably impossible. Nature | Vol 591 | 25 March 2021.