Quellenidentifikation und Übertragungsketten

Die Identifizierung der Ursache eines Ausbruchs und die Rekonstruktion, wie die Infektion von einer Person oder einem Vektor zur nächsten überging, ist das analytische Herzstück einer Untersuchung. Die Quellenidentifikation fragt, woher der Erreger kam, während die Analyse der Übertragungskette fragt, wie er sich ausbreitete, indem sie Fälle in die Reihenfolge der Infektionen verknüpft und den Übertragungsweg, den Indexfall und etwaige verstärkende Ereignisse aufdeckt.

Definition

Quellenidentifikation ist die Bestimmung des Ursprungs, des Vektors oder des Reservoirs eines Ausbruchs, und die Rekonstruktion der Übertragungskette ist die Verknüpfung von Fällen in die abgeleitete Abfolge der Mensch-zu-Mensch- oder Quelle-zu-Mensch-Übertragung unter Verwendung epidemiologischer, zeitlicher und zunehmend genomischer Evidenz.

Scope

Dieses Thema behandelt die Argumentation und die Werkzeuge, die verwendet werden, um einen Ausbruch einer Quelle zuzuordnen und seine Übertragungsketten abzubilden: die Interpretation der Epidemiekurve, die Unterscheidung zwischen Punktquellen- und propagierten Mustern, die Konzepte von Index- und Primärfällen, die Reproduktionszahl, Superspreading und die zunehmende Nutzung der Genomsequenzierung von Krankheitserregern neben der epidemiologischen Verknüpfung. Es ist konzeptionell und methodisch, kein Protokoll für einen spezifischen Erreger oder eine spezifische Reaktion.

Core questions

• Woher stammte der Erreger des Ausbruchs, und durch welchen Vektor oder welches Reservoir erfolgte die Exposition?
• Deutet die Epidemiekurve auf ein Punktquellen-, kontinuierliches oder propagiertes Muster hin?
• Wer ist der Index- oder Primärfall, und wer hat wen infiziert?
• Wie können Pathogen-Genomsequenzen mit epidemiologischen Daten kombiniert werden, um eine Verknüpfung zu bestätigen?

Key concepts

• Punktquellen- versus propagierter Ausbruch
• Indexfall und Primärfall
• Modus und Weg der Übertragung
• Basis- und effektive Reproduktionszahl
• Superspreading und individuelle Variation
• Serienintervall und Generationszeit
• Genomische Epidemiologie und Übertragungsinferenz

Mechanisms

Die Form der Epidemiekurve ist der erste Hinweis auf die Quelle: Ein scharfer Einzelgipfel deutet auf eine gemeinsame Punktquelle hin, ein anhaltendes Plateau auf eine kontinuierliche Quelle und aufeinanderfolgende Wellen, die durch das Serienintervall getrennt sind, auf eine propagierte Mensch-zu-Mensch-Ausbreitung. Ermittler verfolgen Expositionen rückwärts zu einem gemeinsamen Vektor oder Reservoir und identifizieren Index- und Primärfälle. Übertragungsketten werden dann durch die Verknüpfung von Fällen über Zeitpunkt, Ort und Kontakt rekonstruiert und zunehmend durch den Vergleich von Genomsequenzen von Krankheitserregern, da eng verwandte Sequenzen eine direkte epidemiologische Verbindung unterstützen. Die Reproduktionszahl fasst zusammen, wie viele Sekundärfälle jeder Fall im Durchschnitt erzeugt, während Superspreading die große individuelle Variation widerspiegelt, die eine explosive Übertragung antreiben kann.

Clinical relevance

Die Feststellung der Quelle sagt den Einsatzkräften, was zu entfernen, zurückzurufen oder zu schließen ist, und die Kartierung der Übertragungsketten zeigt, wohin die Kontaktverfolgung und Schutzmaßnahmen zu lenken sind. Für Kliniker unterstreicht die Erkenntnis, dass ein Fall ein Glied in einer Kette sein kann, den Wert detaillierter Expositionsanamnesen und einer zeitnahen Berichterstattung. Dieser Eintrag beschreibt, wie Quelle und Ausbreitung abgeleitet werden, und ist keine Anleitung zur Behandlung eines einzelnen Patienten.

Epidemiology

Die Mensch-zu-Mensch-Übertragung wurde zu Beginn der COVID-19-Pandemie durch einen familiären Cluster nachgewiesen, in dem die Infektion zwischen Haushaltsmitgliedern übertragen wurde, was die Kettenrekonstruktion im kleinsten Maßstab veranschaulicht. Auf Bevölkerungsebene schätzte die Analyse von SARS-Epidemiekurven die Reproduktionszahl und die Wirkung von Kontrollmaßnahmen, und Studien zu Superspreading zeigten, dass eine Minderheit der Fälle die meisten Sekundärinfektionen verursachen kann; die Genomsequenzierung von Krankheitserregern ergänzt solche epidemiologischen Verknüpfungen heute routinemäßig.

History

John Snows Zuordnung eines Choleraausbruchs im neunzehnten Jahrhundert zur Broad Street Pumpe ist die archetypische Quellenidentifikation durch die Kartierung von Fällen zu einer gemeinsamen Exposition. Die Feldepidemiologie des zwanzigsten Jahrhunderts formalisierte die Interpretation der Epidemiekurve und die Unterscheidung zwischen Punktquelle und propagierter Ausbreitung, während das einundzwanzigste Jahrhundert quantitative Übertragungsmodellierung, die Erkennung von Superspreading bei SARS und die Genomsequenzierung hinzufügte, die zusammen die Rekonstruktion von Übertragungsketten verfeinerten.

Debates

Können Genomsequenzen allein feststellen, wer wen infiziert hat?

Genomische Daten von Krankheitserregern stärken die Übertragungsinferenz erheblich, aber begrenzte Wirts-Diversität, gemeinsame Quellen und Stichprobenlücken bedeuten, dass Sequenzen in der Regel eine direkte Verbindung eher einschränken als definitiv beweisen, sodass genomische und epidemiologische Evidenz am besten kombiniert werden.

Key figures

• Jacco Wallinga
• James Lloyd-Smith
• Marc Lipsitch
• Yonatan Grad

Seminal works

• wallinga-teunis-2004
• lloyd-smith-2005
• grad-lipsitch-2014

Frequently asked questions

Was sagt die Form einer Epidemiekurve den Ermittlern über die Quelle aus?

Ein einzelner scharfer Gipfel deutet auf eine gemeinsame Punktquelle hin, ein anhaltendes Plateau auf eine kontinuierliche Quelle, und eine Reihe von progressiv größeren Wellen, die durch das Serienintervall der Krankheit getrennt sind, deutet auf eine propagierte Mensch-zu-Mensch-Übertragung hin.

Was ist Superspreading?

Superspreading beschreibt die große Variation zwischen Individuen in Bezug auf die Anzahl der von ihnen verursachten Sekundärinfektionen; eine kleine Anzahl von Fällen oder Ereignissen kann einen unverhältnismäßig großen Anteil der Übertragung ausmachen, was die Art und Weise, wie Ausbrüche wachsen und wie sie kontrolliert werden können, stark prägt.