Em um estudo recente publicado na Natureza Comunicaçõesos pesquisadores desenvolveram uma abordagem para integrar informações genéticas, apresentadas como sequências virais genômicas completas, e informações epidemiológicas, para estimativa de intervalo serial (SI), especialmente em casos de dados inadequados de rastreamento de contato.
No controle de doenças infecciosas, os intervalos de série são críticos porque precisam de informações sobre exposições individuais e operações de rastreamento de contatos. As abordagens atuais são mais adequadas para populações pequenas e restritas com alta amostragem; no entanto, as estimativas de pequenos surtos iniciais são freqüentemente usadas em análises epidemiológicas de grande escala.
Embora os estudos de epidemiologia genômica possam influenciar as ações de saúde pública, as restrições orçamentárias e as preocupações com a privacidade limitam a divulgação e o uso generalizado.
Sobre o estudo
No presente estudo, os pesquisadores introduziram uma estrutura alternativa eficiente usando sequências de vírus para estimar intervalos seriais para explorar estimativas SI específicas do cluster na primeira e segunda ondas de coronavírus 2019 (COVID-19) em Victoria, Austrália.
A equipe concentrou-se na previsão específica do cluster de SI, um parâmetro fundamental que reflete a propagação de doenças infecciosas, descrito como o período entre o início dos sintomas em casos primários e secundários. Para inferir a distribuição SI em clusters de casos com amostra incompleta, foram empregadas sequências de vírus em vez de dados diretos sobre pares de infecções.
A incerteza em infectar e indivíduos infectados foi introduzida pela escolha de redes de transmissão viáveis específicas com base em sequências virais e tempos conhecidos de início dos sintomas.
Dado que a transmissão inferida pode não ser a transmissão direta, a modelagem de mistura foi realizada para estimativa do SI. A técnica foi projetada para ambientes maiores com níveis mais baixos de amostragem e variedade genética, onde pode haver evidências insuficientes para reconstruir os padrões de transmissão com confiança.
Os pesquisadores examinaram sequências completas do genoma do coronavírus 2 da síndrome respiratória aguda grave (SARS-CoV-2) e coletaram o início dos sintomas em Victoria, na Austrália.
A equipe investigou o efeito que emprega estimativas de intervalos seriais específicos do cluster sobre as estimativas a jusante do número de reprodução dependente do tempo (Rt). A validação foi realizada usando dados simulados de epidemia semelhante à influenza com uma distribuição SI conhecida.
Em Victoria, os clusters seriais foram calculados nos clusters de transmissão da primeira (6 de janeiro a 14 de abril de 2020) e da segunda (1º de junho a 28 de outubro de 2020) ondas de COVID-19. O ácido ribonucleico (RNA) do SARS-CoV-2 foi isolado de swabs nasofaríngeos e identificado por meio de transcrição reversa-reação em cadeia da polimerase (RT-PCR).
As reconstruções filogenéticas foram feitas depois que os dados de sequenciamento foram mapeados para a sequência de referência original da cepa SARS-CoV-2 Wuhan-Hu-1.
Resultados
Embora nenhuma informação sobre o contato entre os pacientes fosse necessária e os dados fossem amostrados de forma incompleta, as estimativas de SI do COVID-19 foram comparáveis às observadas em extensas investigações de contato.
Os resultados são mais ambíguos do que muitas estimativas publicadas anteriormente, embora a maioria das estimativas tenha sido baseada em populações de pequeno porte com pareamentos de contato documentados, não contabilizando a provável subnotificação.
Os clusters que ocorreram em locais ligados a encontros longos, como cuidados com idosos e cuidados de saúde, apresentaram maiores valores de IS do que os clusters que ocorreram em locais frequentados por períodos mais curtos, como processamento de carne ou indústrias de embalagem.
As descobertas demonstraram que os dados genômicos podem fornecer uma perspectiva de transmissão de alta resolução em larga escala, mas uma coleta de dados de rastreamento de contato pode ser proibitivamente cara ou impraticável. As estimativas de IS foram mais curtas para escolas e empresas de processamento e embalagem de carne do que para instituições de saúde.
As sequências virais forneceram uma estratégia viável para inferir estimativas específicas de cluster, embora a abordagem pudesse ser usada em situações maiores, mesmo na ausência de dados precisos de rastreamento de contato. Os dados de sequenciamento de patógenos adquiridos de indivíduos doentes não podem fornecer dados diretamente sobre o infectante e o infectado, mas podem fornecer uma perspectiva de transmissão de alta resolução.
A técnica teve um bom desempenho na estimativa do SI médio, mas com aumento da incerteza com a diminuição da porcentagem de instâncias. Os resultados para o desvio padrão do SI foram idênticos.
A abordagem estimada não se limita aos casos em que os dados genéticos são utilizados para identificar possíveis casais. Se as informações de contato forem fornecidas, elas podem ser utilizadas para construir um conjunto de possíveis redes de transmissão e estimar a distribuição SI.
A estratégia se mostrou eficaz em condições com pouca divergência de transmissão e também foi adequada em ambientes com intervalos seriais mais longos, desde que as sequências tivessem diversidade suficiente. Alguns agrupamentos mostraram quantidades de amostra maiores ou menores: tais dados podem ser utilizados para monitorar epidemias potenciais, particularmente se o método for incorporado à vigilância genômica em tempo real.
A utilização de SIs cluster-wise para estimar Rt valores contra estimativas baseadas na literatura aumentaram Rt em 2-3 vezes, especialmente no período inicial dos surtos.
Durante a primeira onda de COVID-19, 1.242 amostras de 1.075 indivíduos positivos para SARS-CoV-2 foram sequenciadas, representando 81% das infecções por SARS-CoV-2 identificadas em Victoria no período. Para 10 clusters de primeira onda, 312 de 903 amostras que passaram pelo controle de qualidade pertenciam a um cluster genético com ≥15 instâncias.
Durante a segunda onda, 15.665 espécimes de 14.075 indivíduos foram sequenciados, respondendo por 84% de todos os casos encontrados em Victoria. Dos 5.745 casos que passaram pelo controle de qualidade, 3.875 foram reconhecidos como parte de um grupo de ≥15 casos.
Nos grandes aglomerados, a estimativa média do SI variou entre 2,6 e 6,7 dias. O intervalo serial médio foi estimado em cinco dias usando a estimativa específica de contato-cluster de ‘all cluster’.
No geral, o estudo destacado mostrou uma nova técnica que combina dados genéticos com dados epidemiológicos para analisar a transmissão genômica. Ele pode ser integrado ao monitoramento de saúde pública em tempo real, comparando a transmissão de SARS-CoV-2 e investigando redes de amostragem especificadas genomicamente, fornecendo um regime intermediário para epidemiologia genômica.
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