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Science Translational Medicine:季节性流感A(H3N2)的进化预测,预见未来的流感流行

2018-07-17 来源:中国病毒学论坛  标签: 掌上医生 喝茶减肥 一天瘦一斤 安全减肥 cps联盟 美容护肤
摘要:流感大流行或季节性流感管着在全球约有10亿例病例,其中包括300~500万例严重病例,每年约有25万到50万人死亡。

 导读:季节性流感病毒A型目前主要有两个亚型,H3N2和H1N1,对人类健康和经济社会的发展造成了严重影响。这两种亚型的流感病毒已经在全球范围内传播了几十年,但这些菌株变异速度快,极易逃避宿主免疫,在季节前的发病率预测仍是一个挑战。10月25日,ScienceTranslationalMedicine发表了芝加哥大学生态与进化学院题为“Evolution-informedforecastingofseasonalinfluenzaA(H3N2)”的研究论文,该研究构建了新的模型,将遗传进化信息与机械流行病学模型相结合,试图提前预测即将到来的H3N2季节。该模型倾向于预测每月高峰的流行规模,并对2016/2017流感季节进行准确的实时预测。

 
论文解读:流感大流行或季节性流感管着在全球约有10亿例病例,其中包括300~500万例严重病例,每年约有25万到50万人死亡。流感(H3N2)病毒的系统进化树显示病毒不断发生抗原漂移,在过去的十年中,随着对系统发育模式理解的深入,在传染病动力学和病毒进化的计算和统计方面的取得了很大的进步。将这些技术上的进步应用在人口水平上的实际预测,以告知疫苗的更新和防疫准备,由于病毒的进化,季节性流感疫苗的效价不同,需要频繁更新。本文提出的专门针对季节性H3N2流感的流行病学模型中,结合了病毒进化过程的信息,与之前的模型相比,该模型具有足够的解析性,可以根据回溯的监视记录进行参数估计。该模型能在流行季节开始前对H3N2的流行进行预测,比目前的预测模型要早得多。
 
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.
 
流感预测是由病毒进化的随机性质决定的。因此,全球范围内监测的遗传序列数据的增加,为流行病学预测提供了信息。
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