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Science Translational Medicine:季節(jié)性流感A(H3N2)的進(jìn)化預(yù)測(cè),預(yù)見(jiàn)未來(lái)的流感流行

2018-07-16 來(lái)源:中國(guó)病毒學(xué)論壇  標(biāo)簽: 掌上醫(yī)生 喝茶減肥 一天瘦一斤 安全減肥 cps聯(lián)盟 美容護(hù)膚
摘要:季節(jié)性流感病毒A型目前主要有兩個(gè)亞型,H3N2和H1N1,對(duì)人類(lèi)健康和經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展造成了嚴(yán)重影響。這兩種亞型的流感病毒已經(jīng)在全球范圍內(nèi)傳播了幾十年,但這些菌株變異速度快,極易逃避宿主免疫,在季節(jié)前的發(fā)病率預(yù)測(cè)仍是一個(gè)挑戰(zhàn)。

 導(dǎo)讀:季節(jié)性流感病毒A型目前主要有兩個(gè)亞型,H3N2和H1N1,對(duì)人類(lèi)健康和經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展造成了嚴(yán)重影響。這兩種亞型的流感病毒已經(jīng)在全球范圍內(nèi)傳播了幾十年,但這些菌株變異速度快,極易逃避宿主免疫,在季節(jié)前的發(fā)病率預(yù)測(cè)仍是一個(gè)挑戰(zhàn)。10月25日,ScienceTranslationalMedicine發(fā)表了芝加哥大學(xué)生態(tài)與進(jìn)化學(xué)院題為“Evolution-informedforecastingofseasonalinfluenzaA(H3N2)”的研究論文,該研究構(gòu)建了新的模型,將遺傳進(jìn)化信息與機(jī)械流行病學(xué)模型相結(jié)合,試圖提前預(yù)測(cè)即將到來(lái)的H3N2季節(jié)。該模型傾向于預(yù)測(cè)每月高峰的流行規(guī)模,并對(duì)2016/2017流感季節(jié)進(jìn)行準(zhǔn)確的實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)。

 
論文解讀:流感大流行或季節(jié)性流感管著在全球約有10億例病例,其中包括300~500萬(wàn)例嚴(yán)重病例,每年約有25萬(wàn)到50萬(wàn)人死亡。流感(H3N2)病毒的系統(tǒng)進(jìn)化樹(shù)顯示病毒不斷發(fā)生抗原漂移,在過(guò)去的十年中,隨著對(duì)系統(tǒng)發(fā)育模式理解的深入,在傳染病動(dòng)力學(xué)和病毒進(jìn)化的計(jì)算和統(tǒng)計(jì)方面的取得了很大的進(jìn)步。將這些技術(shù)上的進(jìn)步應(yīng)用在人口水平上的實(shí)際預(yù)測(cè),以告知疫苗的更新和防疫準(zhǔn)備,由于病毒的進(jìn)化,季節(jié)性流感疫苗的效價(jià)不同,需要頻繁更新。本文提出的專(zhuān)門(mén)針對(duì)季節(jié)性H3N2流感的流行病學(xué)模型中,結(jié)合了病毒進(jìn)化過(guò)程的信息,與之前的模型相比,該模型具有足夠的解析性,可以根據(jù)回溯的監(jiān)視記錄進(jìn)行參數(shù)估計(jì)。該模型能在流行季節(jié)開(kāi)始前對(duì)H3N2的流行進(jìn)行預(yù)測(cè),比目前的預(yù)測(cè)模型要早得多。
 
Fig.1.Dataandmodel.(A)MonthlyinfluenzaincidencedatafortheUnitedStatesbetweenOctober2002andJune2016.Red,blue,andgreencurvesareforsubtypeH3N2,subtypeH1N1,andtypeB,respectively.SeasonswithanH3N2antigenicclustertransitionweremarkedwithasterisks.(B)MonthlyevolutionarychangeE(t).E(t)wascalculatedonthebasisofepitopesitesofHA,asaweightedsumofnormalizedaminoaciddistances(hammingdistances)betweenstrainsinmonthtandpreviousstrains.Thesedistanceswereweightedbyadecayingfunctionbackintimewhosetimescalewasestimatedaspartofthemodelfitting.(C)Diagramfortheepidemiologicalmodel.AclassicalSIRSepidemicmodelwasusedtorepresentthepopulationdynamicsofH3N2incidence.DetailsaredescribedinMaterialsandMethod。
 
Fig.2.Bestmodelfits.Illustrationofthebestmodelfitsforthe(A)basic,(B)continuous,and(C)clustermodels.SeeTable1andmaintextforthespecificationandstatisticalcomparisonofthedifferentmodelsconsidered.Here,resultsfrom1000monthlysimulationsstartingwithestimatedinitialconditionsinOctober2002areshownfortherespectivemodelswiththemaximumlikelihoodestimatesparameters,forthemedian(inred),andforthe95%uncertaintyintervals(shadedred,forthe2.5and97.5%quantilesofthe1000runs).Forcomparison,theobservedmonthlyH3N2incidencedatafortheUnitedStatesareshowninblack.
 
流感預(yù)測(cè)是由病毒進(jìn)化的隨機(jī)性質(zhì)決定的。因此,全球范圍內(nèi)監(jiān)測(cè)的遺傳序列數(shù)據(jù)的增加,為流行病學(xué)預(yù)測(cè)提供了信息。
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