Випадок суперпоширення (від англ. superspreading event) – це явище, коли інфекційне захворювання поширюється набагато більше, ніж зазвичай. Організм, який є надзвичайно заразним, називають суперпоширювачем. У контексті людських хвороб, суперпоширювач – це особа, яка з більшою ймовірністю заразить інших порівняно з типовою інфікованою людиною. Таке явище викликає особливе занепокоєння в епідеміології.
Деякі випадки суперпоширення відповідають правилу 80/20, де приблизно 20% інфікованих осіб відповідають за 80% заражень. Ступінь того, наскільки суперпоширення сприяє епідемії, часто кількісно вимірюється за допомогою показника t20, який позначає частку інфекцій, що відносяться до найбільш заразних 20% населення.
Випадки суперпоширення виникають під впливом багатьох факторів, включаючи зниження колективного імунітету, внутрішньолікарняні інфекції, вірулентність, вірусне навантаження, неправильний діагноз, динаміку повітряних потоків, пригнічення імунітету та коінфекцію з іншим патогеном.
Визначення Окрім правила 80/20 є більш математичне визначення того, що саме класифікується випадком суперпоширення. Ллойд-Сміт та ін. (2005) ввели основні змінні, які потрібні для обчислення:
Параметр k - Чим менше його значення, тим сильніше виражене суперпоширення; Z (Розподіл нащадків/Offspring distribution) - Фактична кількість людей, заражених одним випадком. Описується від’ємним біноміальним розподілом Z ∼ negative binomial ( R0, k ); q (Ймовірність стохастичного вимирання) - Шанс того, що спалах затухне сам по собі, не перетворившись на епідемію. Автори також надають протокол обрахунку суперпоширеності:
оцінити ефективне репродуктивне число R, для даної хвороби та популяції; побудувати розподіл Пуассона із середнім значенням R, що представляє очікуваний діапазон Z завдяки стохастичності без індивідуальної варіації; Визначте суперпоширення як будь-яку інфіковану особу, яка заражає більше ніж Z (n) інших, де Z (n) – n-й процентиль розподілу Пуассона(R).
За цією методологією можна охарактеризувати суперпоширювача як індивіда, чий показник інфікування є вищим за результати 99% інфекційних історій в однорідній популяції. Водночас хибно думати, що всі суперпоширювачі є хворими на захворювання, яке вони передають. Головною їхньою характеристикою є саме інфекційність.
Під час спалахів SARS 2002–2003 років у Китаї не всі пацієнти, які були носіями вірусу, були однаково заразними. Більшість мала дуже низьку інфекційність, і випадки суперпоширення були однією з найбільш характерних рис цього спалаху. Тоді ж епідеоміологи визначили суперпоширювача як особу, яка здійснила щонайменше 8 передач хвороби.
Випадки суперпоширення можна також класифікувати як «соціальні» та «ізольовані» події. Соціальні становлять найбільшу загрозу, оскільки їхні учасники можуть вільно спілкуватися з іншими і продовжують інфікувати зовнішні спільноти. Натомість ізольовані випадки (наприклад, у закритих закладах) легше піддаються стриманню, адже обмежений контакт із зовнішнім світом природним чином стримує подальшу передачу вірусу, що робить такі спалахи менш небезпечними для загальної популяції. Похорони відомі в епідеміології як часті випадки суперпоширення. Зокрема це небезпечно там, де похоронні обряди передбачають контакт із померлим, адже може відбуватися передача вірусу на похороні. Всесвітня організація охорони здоров'я запропонувала під час епідемії вірусу Ебола в Західній Африці практику, відому зараз як «безпечні та гідні поховання», для зменшення передачі вірусу на похороні.Sikakulya FK, Ilumbulumbu MK, Djuma SF, Bunduki GK, Sivulyamwenge AK, Jones MK. Safe and dignified burial of a deceased from a highly contagious infectious disease ebolavirus: Socio-cultural and anthropological implications in the Eastern DR Congo. One Health. 2021 Aug 13;13:100309. doi: 10.1016/j.onehlt.2021.100309. PMID: 34458545; PMCID: PMC8379334.
У квітні 2020 року Джонатан Кей у своїй статті про пандемію COVID-19 пише:
Фактори передачі
Суперпоширювачі виділяють більшу, ніж зазвичай, кількість патогенів протягом періоду їхньої інфекційності. Це призводить до того, що їхні контакти піддаються вищому вірусному/бактеріальному навантаженню, ніж ті, що контактують зі звичайними поширювачами, але з такою ж тривалістю впливу.
Базове репродуктивне число Базове репродуктивне число R0 – це середня кількість вторинних інфекцій, спричинених типовою інфікованою особою в повністю сприйнятливій популяції. Базове репродуктивне число визначається шляхом множення середньої кількості контактів на середню ймовірність того, що сприйнятлива особа заразиться, що називається потенціалом поширення.
Індивідуальне репродуктивне число Індивідуальне репродуктивне число ν відображає кількість вторинних інфекцій, спричинених конкретною особою протягом часу, коли ця особа є заразною. Люди, які мають значно вищі за середні індивідуальні репродуктивні числа є суперпоширювачами. За допомогою відстеження контактів епідеміологи виявили суперпоширювачів кору, туберкульозу, краснухи, віспи мавп, натуральної віспи, геморагічної лихоманки Ебола та SARS.
Супутні інфекції з іншими патогенами Дослідження показали, що чоловіки з ВІЛ, які мають супутню інфекцію принаймні однієї з хвороб, що передаються статевим шляхом, таких як гонорея, гепатит С та вірус простого герпесу 2 типу, мають вищий рівень виділення ВІЛ, ніж чоловіки без супутньої інфекції. Цей показник був розрахований для чоловіків з подібним вірусним навантаженням ВІЛ. Після завершення лікування супутньої інфекції рівень виділення ВІЛ повертається до звичайних значень.
Відсутність колективного імунітету Колективний імунітет стосується непрямого захисту, який імунізовані члени спільноти надають неімунізованим членам, запобігаючи поширенню заразних захворювань. Чим більша кількість імунізованих осіб, тим менша ймовірність спалаху, оскільки стає менше сприйнятливих контактів. В епідеміології колективний імунітет відомий як залежна подія, оскільки він впливає на передачу з часом. Через те, що патоген, який надав імунітет тим, хто вижив, поширюється сприйнятливою популяцією, кількість сприйнятливих контактів зменшується. Навіть якщо сприйнятливі особи залишаються, їхні контакти, ймовірно, будуть імунізовані, що запобігатиме подальшому поширенню інфекції. Частка імунізованих осіб у популяції, вище якої хвороба більше не може існувати, є порогом колективного імунітету. Його значення залежить від вірулентності хвороби, ефективності вакцини та параметра контакту для популяції. Це не означає, що спалах не станеться, проте він буде обмеженим.
Суперпоширювачі під час спалахів або пандемій
Пандемія COVID-19 Визначено кілька факторів, які сприяють поширенню COVID-19: закриті приміщення з поганою вентиляцією, скупчення людей та близькі контакти.
Кількість підтверджених випадків інфекції SARS-CoV-2 у Південній Кореї раптово зросла, починаючи з 19–20 лютого 2020 року. 19 лютого вона складала 20 осіб. 20 лютого було зареєстровано 58 або, за іншими даними, 70 нових заражених, що загалом склало 104 підтверджених випадки, повідомляє Корейське агентство з контролю та профілактики захворювань (KCDC). За повідомленням Reuters, KCDC пов'язує раптове зростання з «Пацієнтом 31», який брав участь у релігійному зібранні в одному з храмів Тегу. 20 лютого вулиці міста спорожніли у відповідь на спалах хвороби. Один з мешканців описав свою реакцію так: «Неначе хтось скинув бомбу посеред міста. Це схоже на зомбі-апокаліпсис». 21 лютого було повідомлено про першу смерть. За словами мера Тегу, станом на 21 лютого кількість можливих випадків становила 544 серед 4400 обстежених послідовників церкви. Пізніше, в травні, 29-річний чоловік відвідав кілька нічних клубів Сеула за одну ніч, що призвело до поширення інфекції щонайменше на 79 людей.
Дводенна конференція американської біотехнологічної компанії Biogen відбулася в готелі Marriott Long Wharf у Бостоні, штат Массачусетс, з 26 по 28 лютого 2020 року. У 99 зі 175 учасників, які були присутні, тест на COVID-19 пізніше виявився позитивним, і готель було закрито через кілька днів. Генетичний аналіз, опублікований того ж року, показав, що спалах на конференції зрештою призвів до 1,9% випадків захворювання на коронавірус у США, тобто до зараження 300 000 осіб. Цей захід став основою статті в New York Times, і Biogen зазнала суттєвої критики за її роль в інциденті.
Між 27 лютого та 1 березня захід Таблігі Джамаат у мечеті Джамек, Сері Петалінг у Куала-Лумпурі, Малайзія, який відвідало близько 16 тисяч осіб, призвів до масштабного спалаху по всій країні. До 16 травня 3348 випадків COVID-19 становило 48% від загальної кількості випадків у Малайзії на той час – були пов'язані з цим заходом, а оскільки приблизно 10% учасників приїхали з-за кордону, захід призвів до поширення вірусу по всій Південно-Східній Азії. Випадки захворювання в Камбоджі, Індонезії, В'єтнамі, Брунеї, Філіппінах та Таїланді були пов'язані зі зборами в мечеті.
У Нью-Йорку адвокат захворів на COVID-19, а потім поширив хворобу щонайменше на 20 осіб у своїй громаді в Нью-Рошелі, створивши кластер випадків, кількість яких швидко перевищила 100, що становить понад половину випадків коронавірусу SARS-CoV-2 у штаті на початок березня 2020 року. Для порівняння, базове репродуктивне число вірусу без будь-яких профілактичних заходів, становить від 1,4 до 3,9.
6 березня проповідник Балдев Сінгх повернувся до Індії після зараження під час подорожі Італією та Німеччиною. Згодом він помер, ставши першим смертельним випадком від коронавірусу в штаті Пенджаб. Тестування показало, що він заразив 26 місцевих жителів, включаючи 19 родичів, а під час подальшого дослідження було виявлено, що він мав прямий контакт з понад 550 людьми. Побоюючись спалаху, уряд Індії 27 березня 2020 року запровадив місцевий карантин, який торкнувся 40 000 жителів з 20 сіл. За попередніми повідомленнями, Балдев Сінгх проігнорував наказ про самоізоляцію. Окрім цього, поліція співпрацювала зі співаком Сідху Мусом Валою, щоб випустити реп-кліп, в якому звинувачували загиблого чоловіка у занесенні вірусу до Пенджабу. Втім, попутники Балдева Сінгха наполягали, що такого наказу не було, через що прозвучали звинувачення, що місцева влада зробила його цапом-відбувайлом, аби уникнути розслідування власних помилок. 11 травня 2020 року стало відомо, що працівник рибопереробного заводу в Темі, Гана, як вважається, заразив понад 500 інших людей COVID-19.
Станом на 18 липня 2020 року було зареєстровано понад тисячу можливих випадків суперпоширення, наприклад, кластер із 187 людей, які заразилися після вживання їжі в Harper's в Іст-Лансінзі, штат Мічиган.
Експерти з охорони здоров'я заявили, що штурм Капітолія США у 2021 році потенційно був випадком суперпоширення COVID-19. Мало хто з натовпу носив маски для обличчя, велика кількість була з інших міст, і небагатьох учасників заворушень було негайно затримано та ідентифіковано.
Релігійне свято Кумбга-Мела, яке відбулося 12 квітня 2021 року в Гарідварі, штат Уттаркханд, вважається випадком суперпоширення, який сприяв смертельній другій хвилі COVID-19 в Індії. У святі взяли участь 9,1 мільйона паломників, що збіглося зі збільшенням кількості випадків захворювання на COVID-19 в Уттаркханді на 1800%.
30 липня 2021 року стало відомо, що перуанський чоловік, мешканець Кордови, Аргентина, завіз Дельта-варіант COVID-19 після поїздки до Іспанії, заразивши 17 родичів та змусив піти на ізоляцію понад 800 інших людей. Його та ще трьох осіб було заарештовано за поширення хвороби. Через 24 дні він помер від важкої пневмонії, що стало першою смертю від варіанта Дельта в Аргентині.