Wie Mobilität die Verbreitung von Atemwegsviren beeinflusst

Anfang 2020 haben viele Länder Gesundheitsmassnahmen ergriffen, um die Ausbreitung von COVID-19 zu verlangsamen. Dazu gehörten zu Hause bleiben, Versammlungen einschränken, Schulen und Geschäfte schliessen und Reisen verbieten. Diese Massnahmen haben nicht nur die COVID-19-Fälle reduziert, sondern auch verhindert, dass andere Atemwegsviren sich stark ausbreiten. Viele dieser Viren tauchten erst wieder Ende 2020 oder 2021 auf, als die Leute wieder mehr gesellig wurden.

Während der Pandemie wurde es wichtig, Daten von Mobiltelefonen zu nutzen, um zu verfolgen, wie sich die Menschen bewegten und wie das die Ausbreitung von COVID-19 beeinflusste. Forscher verwendeten diese Informationen, um das Modell zur Verbreitung von COVID-19 zu erstellen und die Wirksamkeit der Gesundheitsmassnahmen zu bewerten. Allerdings schauten sich nur wenige Studien an, wie Veränderungen im Bewegungsverhalten der Menschen die Ausbreitung anderer Atemwegsviren während dieser Zeit beeinflussten. Wir definieren „endémische“ Atemwegsviren als solche, die regelmässig in der Bevölkerung zirkulieren und stabile Infektionsraten haben.

Zu Beginn der Pandemie waren die Menschen diesen endemischen Viren kaum ausgesetzt. Diese fehlende Exposition führte dazu, dass viele Menschen anfälliger für sie wurden, was möglicherweise zu grösseren Ausbrüchen später führte. Zu verstehen, wie das Bewegungsverhalten der Menschen mit der Ausbreitung dieser Viren zusammenhängt, ist entscheidend, um zukünftige Ausbrüche vorherzusagen, besonders weil gleichzeitige Ausbrüche von verschiedenen Viren die Gesundheitssysteme überfordern können.

In dieser Studie verwenden wir detaillierte Gesundheitsdaten und mobile Standortdaten, um die Verbindungen zwischen dem Verhalten der Menschen und der Ausbreitung von 17 häufigen Atemwegsviren im Raum Seattle von 2018 bis 2022 zu untersuchen. Dazu gehören COVID-19, verschiedene Influenza-Typen, das respiratorische Syncytialvirus (RSV) und mehrere Coronaviren.

#Studienüberblick

Diese Forschung nutzt Daten aus der Seattle Flu Study (SFS), die Ende 2018 ins Leben gerufen wurde, um epidemische und pandemische Situationen besser zu erkennen und zu kontrollieren. Die SFS sammelte umfangreiche Gesundheitsdaten, indem sie systematisch Nasenabstriche auf viele Atemwegsviren sowohl in Krankenhäusern als auch in der Gemeinschaft testete. Die Studie umfasst Daten, die von November 2018 bis Juni 2022 gesammelt wurden, einschliesslich Proben von kranken und gesunden Personen im Raum Seattle.

Insgesamt wurden 138.060 Proben auf bis zu 26 Viren getestet, und wir konzentrierten uns auf 80.846 Proben, die von Personen mit Symptomen stammen. Ein grosser Teil davon wurde in Krankenhäusern entnommen, die meisten stammten jedoch von Tests in der Gemeinschaft, wie Kliniken und Testkiosken.

Über vier Jahre hinweg waren etwa 40,6 % der Proben positiv für mindestens ein Atemwegsvirus. Bevor die COVID-19-Gesundheitsmassnahmen im März 2020 begannen, waren die häufigsten Erreger verschiedene Influenza-Stämme. Nachdem diese Massnahmen begannen, wurde COVID-19 zum vorherrschenden Virus, das nachgewiesen wurde.

Wir erstellten tägliche Zählungen für COVID-19 und andere endemische Viren, wobei wir berücksichtigten, wie viele Tests durchgeführt wurden, das Alter der Personen, wo sie getestet wurden und wie viele Menschen über Atemwegserkrankungen berichteten. Obwohl unsere Studie viele Viren testete, konzentrierten wir uns auf 17 Viren, die während des Studienzeitraums genügend positive Proben hatten.

#Mobilitäts- und Verhaltensmuster

Um zu untersuchen, wie Veränderungen im Verhalten und in den Bewegungen der Menschen die Ausbreitung dieser Viren beeinflussten, verwendeten wir Daten von Mobilgeräten zusammen mit unseren Gesundheitsüberwachungsdaten. Diese Daten beinhalteten Informationen darüber, wie oft Menschen verschiedene Orte wie Schulen, Restaurants und Gesundheitseinrichtungen besuchten.

Wir konzentrierten uns auf wichtige Ereignisse in Seattle, wie einen starken Schneesturm im Februar 2019, die Erklärung des Notstands wegen COVID-19 Ende Februar 2020 und die Stay-at-Home-Anordnungen, die im März 2020 begannen.

Der grosse Schneesturm im Februar 2019 führte zu vielen Schliessungen und beschränkte die Bewegung. Diese drastische Verhaltensänderung führte zu spürbaren Rückgängen in der Zirkulation mehrerer Atemwegsviren. Nach dem Sturm sahen wir signifikante Rückgänge bei der Übertragung von Viren wie RSV und Adenovirus, da weniger Menschen unterwegs waren und sich in öffentlichen Räumen versammelten.

Als die COVID-19-Beschränkungen in Kraft traten, gab es einen sofortigen und erheblichen Rückgang der Mobilität. Die Bewegung zu Orten wie Restaurants und Schulen sank erheblich, und die Leute blieben viel mehr zu Hause. Das führte zu einem merklichen Rückgang der Übertragungsraten verschiedener Atemwegspathogene.

Als die Beschränkungen gelockert wurden und die Menschen wieder freier umherzogen, beobachteten wir Rückschläge bei bestimmten Viren. Die Ausbreitung von hRV und AdV begann im Juni 2020, unmittelbar nachdem viele Geschäfte wieder öffneten, schnell wieder zu steigen. Dieses schnelle Comeback zeigt, wie eng Mobilität mit der Virusübertragung verbunden ist.

#Auswirkungen der COVID-19-Beschränkungen

Das Auftreten von COVID-19 veränderte unser Verständnis von der Ausbreitung von Atemwegsviren. Während der ersten Welle von COVID-19 führten die Massnahmen im öffentlichen Gesundheitswesen zu einem signifikanten Rückgang der Fälle für alle Atemwegsviren. Diesen Rückgang hatte man bis Ende Februar 2020 nicht gesehen.

Im März, als die Beschränkungen strenger wurden, sanken die Übertragungsraten für endemische Viren erheblich. Darüber hinaus hatten die Lockdown-Massnahmen eine langfristige Wirkung darauf, wie Viren zirkulierten. Selbst als die Einschränkungen aufgehoben wurden, war das Wiederauftreten endemischer Viren nicht einheitlich. Einige Viren begannen schneller wieder zu zirkulieren als andere, was durch das Verhalten der Menschen beeinflusst wurde.

Die Schulen begannen mit dem Fernunterricht, was die Kontaktzahlen unter Kindern reduzierte und beeinflusste, wie Viren wie Influenza und RSV zurück in die Zirkulation kamen. Die lange Abwesenheit dieser Viren führte zu einer naiven Bevölkerung, die anfälliger war, als sie zurückkamen, was zu grösseren Ausbrüchen führte, als man normalerweise erwarten würde.

#Überwachungsdaten und wichtige Erkenntnisse

Unsere Studie kombinierte verschiedene Datenquellen, um das Verhalten von Atemwegsviren in Beziehung zur menschlichen Mobilität zu analysieren. Durch fortlaufende Überwachung und detaillierte Analysen konnten wir die Dynamik mehrerer Viren während der Pandemie beobachten.

Wichtige Erkenntnisse sind:

1. Mobilität prognostiziert Virusübertragung: Wir beobachteten, dass Veränderungen in der menschlichen Mobilität eng mit dem Anstieg und Rückgang der Übertragung von Atemwegsviren verbunden waren. Hohe Fussgängerzahlen in Schulen, Kindergärten und anderen öffentlichen Räumen waren häufig mit erhöhten Übertragungsraten verknüpft.

2. Auswirkungen des Schneesturms: Der Schneesturm im Februar 2019 führte zu erheblichen Rückgängen bei der Virusübertragung und zeigte, wie plötzliche Verhaltensänderungen unmittelbare Auswirkungen auf die Ausbreitung von Krankheiten haben können.

3. COVID-19-Gesundheitsmassnahmen: Die Beschränkungen wegen COVID-19 führten zu einem merklichen Rückgang der Ausbreitung anderer Atemwegsviren und zeigten, dass soziale Distanzierung und andere Massnahmen die Gesamtübertragung effektiv reduzieren können.

4. Verzögertes Wiederauftreten: Das Comeback bestimmter Viren geschah viel später als erwartet, möglicherweise weil die Menschen weniger exponiert waren oder durch breitere Verhaltensänderungen, wie reduzierte Reisen und Versammlungen, beeinflusst wurden.

5. Muster des Wiederauftretens: Nicht-hüllige Viren wie hRV und AdV zeigten schnellere Rückschläge im Vergleich zu umhüllten Viren, wahrscheinlich aufgrund ihrer Fähigkeit, länger in der Umwelt zu überleben und in der Bevölkerung präsent zu bleiben.

6. Verhaltensänderungen während der Pandemiewellen: Während unterschiedlicher COVID-19-Wellen unterschieden sich die Beziehungen zwischen Mobilität und der Übertragung von SARS-CoV-2 je nach Eigenschaften des Virus und dem Verhalten der Öffentlichkeit als Reaktion auf diese Eigenschaften.

7. Immunitätsdefizit: Die längere Abwesenheit von typischen endemischen Viren könnte zu einer Situation geführt haben, in der viele Individuen eine geschwächte Immunität hatten, was bei Rückkehr dieser Viren zu grösseren Ausbrüchen führte.

8. Zukünftige Implikationen: Da SARS-CoV-2 weiterhin endemischer wird, könnten sich die Dynamiken von Mobilität und Verhalten ähnlich verändern wie bei anderen etablierten Atemwegsviren.

#Fazit

Die Beziehung zwischen Mobilität und der Dynamik von Atemwegsviren ist entscheidend, um zu verstehen, wie Ausbrüche auftreten und wie man öffentliche Gesundheitsreaktionen managen kann. Unsere Studie hat gezeigt, dass die Bewegungen und das Verhalten der Menschen eine wichtige Rolle bei der Virusübertragung spielen, insbesondere in Zeiten dramatischer Veränderungen.

Wenn wir nach vorne schauen, ist es wichtig, die Mobilitätstrends und deren Auswirkungen auf Atemwegsviren zu überwachen, besonders da die Gesellschaften weiterhin lernen, mit COVID-19 und anderen endemischen Viren zu leben. Durch die Nutzung von Mobilgerätedaten zusammen mit traditionellen Gesundheitsüberwachungsmethoden können wir wertvolle Einblicke gewinnen, wie zukünftige Ausbrüche gemildert und die öffentliche Gesundheit geschützt werden kann.