カンボジアのデングウイルス動態
カンボジアでのデング熱の発生増加とその要因を分析する。
― 1 分で読む
デングウイルスの感染はこの20年でかなり増えて、2019年には世界中で520万件以上の感染が報告された。実際の数字はもっと多いと思われる。なぜなら、感染しても明確な症状が出ない人が多いから。デングウイルス(DENV)は主にエジプト蚊によって広がっていて、これは多くの熱帯地域にいる。DENVには4つの異なるタイプがあって、1つのタイプに感染するとそのタイプに対して終生免疫がつくけど、他のタイプに対しての免疫は一時的。それに、もし違うタイプに感染すると、2回目の感染は1回目の抗体との反応でより重篤になる可能性がある。
東南アジアでは、世界のデングウイルス感染の約70%が報告されている。昔はデングは主に都市部の病気だと思われてたけど、最近の研究では都市のすぐ外でも感染が広がっていることが示唆されている。カンボジアは人口約1600万人で、東南アジアで最も都市化が進んでいない国だけど、プノンペンのような都市近くの地域が急成長している。都市化や気候変動がデングにかかるリスクを高めているんだ。
カンボジアでデングが最初に報告されたのは1963年だけど、内戦のせいで1980年までちゃんとした追跡ができなかった。2001年にカンボジアは国家デング管理プログラム(NDCP)を始めて、世界保健機関のガイドラインに基づいて感染を追跡し始めた。ただ、このシステムは主に重症のケースをカウントしてるから、軽症のものは報告されないことが多い。ウイルスの積極的な追跡は2001年から始まって、いくつかの州でテストも行われた。
この20年で、カンボジアでは4つのデングタイプが見つかっているけど、普通はその年に1つか2つのタイプが主流になる。大きな流行は2007年、2012年、2019年にあったけど、2019年はカンボジアでデングが最もひどかった年で、約4万件の感染が報告された。感染件数は着実に増えていて、感染者の平均年齢も上がっている。この年齢の変化は高齢化した人口に起因していて、他の国でも同じように見られている。
デング流行の要因
デングの流行は爆発的に広がることで知られているけど、その理由については長い間議論されてきた。季節ごとの気候変化が毎年のデング感染数に強く影響を与えている。他の国、例えばタイでは、デングの流行パターンが気候変化、特にエルニーニョ現象と関連付けられている。これらの気候サイクルはデングの感染数にも関連しているようだ。人口や免疫レベルの変化も流行に影響を与える。
ウイルスの振る舞い自体も流行に寄与することがある。歴史的なデータでは、デングの主流のタイプの変化が感染者数の増加につながることがあることが示されている。デングの異なるタイプの違いが流行の重症度にどう影響するかを理解するための研究も進行中だ。
カンボジアのNDCPデータでは、デングの症例が常に増加していて、感染者の平均年齢も上がっていることが示された。これらの傾向を調査した結果、気候や人間の要因、ウイルス自体についての問いが生まれた。
気候とデングの感染数
気候がデングの感染数にどう影響するかをよりよく理解するために、研究者たちは2002年から2019年までのカンボジア全体の気温と降水量のデータを調査した。彼らは、年の前半に気温が上昇し、降水量は後半にピークを迎える傾向があることを見つけた。流行年は必ずしも重要な気候の異常と一致するわけではなく、温暖な気温や降水量がリスクを高めることはあるけど、単純ではない。
分析によると、暖かい年はデングの感染率が高いけど、その相関は一致していなかったため、気候だけで流行を予測するのは難しいことが分かった。研究者たちは気候要因が感染率にどう影響するかをモデル化して、流行年の感染者数を予測しようとした。調整した気候パラメータでも、モデルは依然として感染者数を過小評価していて、他の要因もデングの広がりに寄与していることを示唆していた。
地域間のケースの同期
研究者たちは、流行年に異なる地域での症例のタイミングが一貫したパターンを示すかどうかも調査した。彼らはウェーブレット分析を使って傾向を調べ、主要な流行中には異なる州での症例の同期が増加することを見つけた。これは、流行年には地域間のパターンが一致するかもしれないことを示している。
しかし、気候要因だけでは感染者数の急増を完全には説明できないこともわかった。過去の研究では特定の多年性気候サイクルが感染者数の増加と一致していることが示されているが、これらのピークはカンボジアの流行と常に一致するわけではなかった。
デングの感染者の年齢パターンの変化
デングの感染パターンが年々変化する中で、研究者は報告された症例の平均年齢が上昇していることに気づいた。分析では、感染の平均年齢が上がっているだけでなく、感染者の年齢層も広がっていることが示された。高齢者からの症例も報告されていて、これらの人口動態の変化が全体の感染率にどう影響しているのか疑問が生まれた。
カンボジアでの出生率や死亡率の低下は、この傾向に寄与していて、感染する若者が少なくなっている。感染の力が低下していることは、流行年に感染者数が増えている中でも、長期的にはウイルスにさらされる人が少なくなっていることを示唆している。
研究者たちは、若い子供たちに比べて、思春期の若者や高齢者の感染リスクが高まっていることを特定した。この変化は、人口の中での免疫の発展や、それが将来の流行に与える影響を理解するために重要かもしれない。
ジェノタイピングとウイルスの挙動
カンボジアでのデングウイルスのダイナミクスを評価するために、研究者たちはいくつかの州で詳細なゲノム研究を行った。彼らは2019年から2022年の流行中に循環していた異なるウイルス株の特定に焦点を当てた。この分析では、カテゴイズされた新しい系統のDENV-2、すなわちコスモポリタン系統の存在が明らかになった。
収集されたサンプルからは、特に2019年にこの新しい遺伝子型の普及が増加するパターンが示された。研究者たちは、この遺伝的に異なる株と報告された症例の増加、特に2019年の流行期間中の高齢者の間での関係が明確であることを確立した。
ウイルスの系統樹を調査した結果、コスモポリタン系統がこの地域で以前に見つかった他の株とは大きく異なることが示された。これにより、新しい株は過去にデングに感染した人々にとって新たな免疫的課題をもたらしている可能性が示唆された。
デング感染ダイナミクスのモデル
収集したデータをもとに、研究者たちはカンボジアにおけるデングダイナミクスを模擬するモデルをいくつか開発した。これらのモデルは、観測された傾向、特に報告された感染者の平均年齢の上昇や流行年の症例の急増を再現することを目指した。
モデルには、気候や人口動態、ウイルスの挙動など様々な要因が組み込まれた。新しい遺伝子型の導入が、特に高齢者の間で報告された症例の急増に寄与していることが分かった。
シミュレーションでは、これらのダイナミクスが単に感染を繰り返す高齢者の検出率の上昇だけでは説明できないことが示された。代わりに、ウイルスの新しい株の導入が、感染伝播の状況を大きく変える重要な役割を果たしている。
結論
カンボジアにおけるデングウイルスのダイナミクスの研究は、気候、人間の人口動態、ウイルス自体の複雑な相互作用を浮き彫りにしている。研究結果は、デング流行のパターンには複数の要因が寄与していることを示していて、継続的な監視と研究の必要性を強調している。これらのダイナミクスを理解することは、将来のデング流行に対する公衆衛生の対応を改善し、予防戦略の効果を高めるために重要だ。
デングが特に東南アジアでの世界的な健康問題であり続ける中で、ウイルスの進化や影響を受けた人口の変化を追跡する監視を行うことが重要だ。この複雑な病気を理解するための研究を続けることで、その課題に対する最善の対応ができるようになる。
タイトル: Climate, demography, immunology, and virology combine to drive two decades of dengue virus dynamics in Cambodia
概要: The incidence of dengue virus disease has increased globally across the past half-century, with highest number of cases ever reported in 2019. We analyzed climatological, epidemiological, and phylogenomic data to investigate drivers of two decades of dengue in Cambodia, an understudied endemic setting. Using epidemiological models fit to a 19-year dataset, we first demonstrate that climate-driven transmission alone is insufficient to explain three epidemics across the time series. We then use wavelet decomposition to highlight enhanced annual and multiannual synchronicity in dengue cycles between provinces in epidemic years, suggesting a role for climate in homogenizing dynamics across space and time. Assuming reported cases correspond to symptomatic secondary infections, we next use an age-structured catalytic model to estimate a declining force of infection for dengue through time, which elevates the mean age of reported cases in Cambodia. Reported cases in >70 year-old individuals in the most recent 2019 epidemic are best explained when also allowing for waning multitypic immunity and repeat symptomatic infections in older patients. We support this work with phylogenetic analysis of 192 dengue virus (DENV) genomes that we sequenced between 2019-2022, which document emergence of DENV-2 Cosmopolitan Genotype-II into Cambodia. This lineage demonstrates phylogenetic homogeneity across wide geographic areas, consistent with invasion behavior and in contrast to high phylogenetic diversity exhibited by endemic DENV-1. Finally, we simulate an age-structured, mechanistic model of dengue dynamics to demonstrate how expansion of an antigenically distinct lineage that evades preexisting multitypic immunity effectively reproduces the older-age infections witnessed in our data. CLINICAL TRIAL NUMBERSNCT04034264 and NCT03534245. SIGNIFICANCE STATEMENTThe year 2019 witnessed the highest number of dengue cases ever reported, including in Cambodia, a Southeast Asian country with endemic transmission. We analyzed 19 years of national dengue surveillance data for Cambodia to demonstrate how increasing temperature and precipitation enhance similarity in dengue incidence across space and time, particularly in epidemic years. We document how two decades of demographic transition has depressed the rate at which dengue infections are acquired, thus increasing the age of reported infection. In 2019, expansion of a genetically distinct DENV-2 lineage into Cambodia likely underpinned repeated symptomatic infections in older-age individuals to drive high caseloads. As climates warm, we anticipate more synchronized dynamics globally and a shifting burden of symptomatic disease into older cohorts.
著者: Jessica E. Manning, C. E. Brook, C. Rozins, J. A. Bohl, V. Ahyong, S. Chea, L. Fahsbender, R. Huy, S. Lay, R. Leang, Y. Li, C. Lon, S. Man, M. Oum, G. R. Northrup, F. Oliveira, A. R. Pacheco, D. M. Parker, K. Young, M. Boots, C. M. Tato, J. L. DeRisi, C. Yek
最終更新: 2024-07-15 00:00:00
言語: English
ソースURL: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2022.06.08.22276171
ソースPDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2022.06.08.22276171.full.pdf
ライセンス: https://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/
変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。
オープンアクセスの相互運用性を利用させていただいた medrxiv に感謝します。