Как найти нулевого пациента

Где началось распространение болезни, как прекратить возникновение вспышек и все об устройстве патогена — на все эти вопросы можно ответить благодаря нулевому пациенту. Врачи и ученые исследуют причины и результаты вспышки болезни, а также стараются найти методы лечения. По этой причине важно определить и изучить самый первый случай заражения. «Хайтек» объясняет, как и зачем все ищут нулевого пациента.

Кухарка, двухлетний мальчик или бортпроводник — каждый их них может оказаться нулевым пациентом. Но вот узнать наверняка, с кого началось массовое заражение, получается не всегда.

Кто такой нулевой пациент?

Сам термин нулевой пациент появился из-за неточности в переводе. Когда началась эпидемия ВИЧ, то первого заболевшего в официальных документах назвали как «пациент О» — сокращение от «out of California», то есть человек не из Калифорнии.

Но в СМИ перевели эту формулировку как нулевой пациент. Сегодня ученые используют для первого случая заражения термин — индексный случай, а самого пациента называют первичный случай.

При этом, человек может даже не знать о том, что он чем-то заражен. Так как не всегда при этом появляются симптомы. Например, — Мэри Маллон — один из самых известных нулевый пациентов. Эта женщина работала кухаркой и заразила брюшным тифом более 50 человек, не зная этого. Позже выяснилось, что женщина не уделяла достаточного внимания гигиене.

Как искать нулевого пациента?

Сначала нужно определить тип возбудителя заболевания. Например, в случае с коронавирусом это — зооноз — заболевание, которое происходит из-за патогенов, перешедших от животного к человеку. Такое случается по разным причинам, например, из-за того, что человек проник в среду обитания животных, изменил свои пищевые привычки либо климатические условия. Аналогичные заболевания, которые передались от животных к человеку — Эбола, ВИЧ, а также свиной и птичий грипп.

После этого, исследователи начинают искать генетические признаки нулевого пациента. Для этого они сравнивают ДНК патогена, который вызвал заболевание, у людей и животных. По количеству совпадений можно понять, насколько похожи ДНК патогенов и, если они совпадают максимально, то определить животное, которое передало вирус человеку. В случае с SARS-CoV-2 — это может быть вирус летучих мышей RaTG13, который на 96% совпадает с новым типом коронавируса.

Кажется, что 4% разницы — это немного, но, по мнению ученых, геном должен совпадать на 100%, тогда можно делать выводы.

Всегда ли получается найти нулевого пациента?

• Брюшной тиф:

Если коротко, то нет и на это есть разные причины. В первой главе мы говорили о Мэри Маллон — это кухарка из Ирландии, которая поехала в Америку, чтобы там работать. С 1900 по 1907 год Мэри успела сменить пять семей, для которых готовила еду, так как они вскоре после начала работы Маллон начинали болеть брюшным тифом. Мэри, которую болезнь обходила стороной, помогала ухаживать за всеми. Из-за череды таких подозрительных совпадений Маллон сначала взяли под стражу, а потом отправили в тюрьму, где взяли анализы. В желчном пузыре кухарки нашли очаг тифоподобных бактерий.

• ВИЧ:

Но так бывает не всегда. В случае с ВИЧ у ученых есть информация об отдельных суперраспространителях, но вот о самом первом переносчике мы до сих пор ничего не знаем. Например, активном разносчиком ВИЧ был бортпроводник из Канады Гаэтан Дюга. Информация о нем есть в той самой статье, в которой впервые был использован термин «пациент 0».

Ее авторы построили древо распространения ВИЧ, чтобы понять, как передается инфекция. Дюга оказался в центре этой схемы только потому, что предоставил врачам данные о нескольких десятках своих партнеров. 

• Эбола:

В случае с Эболой ученым повезло. Лихорадка распространилась в 2014 году на территории Гвинеи, Либерии и Сьерра-Леоне. Исследователи изучили пути передачи и выяснили, что лихорадкой начали болеть в Гвинее.

Все данные вели к тому, что первым Эболу перенес двухлетний мальчик: он любил играть в дупле дерева. Именно в нем могли находится животные-переносчики вируса. Но дерево спустя несколько месяцев после его смерти сгорело. В остатках пепла исследователи нашли ДНК летучих мышей Mops condylurus. Они были переносчиками эболавирусов, а значит пазл сошелся.

• COVID-19:

В случае с новым типом коронавируса до сих пор ученые не знают наверняка. Но в конце октября 2021 года стало известно, что первый заболевший COVID-19 работал на рынке в Ухане, информация об этом появилась в журнале Science.

По словам авторов исследования, они изучили имеющиеся данные о первых случаях нового типа коронавируса в Китае и определили, кто первым заболел вирусом в декабре 2019 года. Это была женщина, торговавшая морепродуктами. Заболела она 11 декабря. В ближайшие дни в местные больницы с аналогичными симптомами начали попадать другие торговцы и люди, посещавшие этот рынок.

Такие выводы ставят под сомнение версию уханьских властей: они ранее заявили, что первым заболевшим стал мужчина, который жил в 30 км от этого рынка, а значит, торговля продуктами и животными, по мнению местных властей, ни при чем.

Пока что научное сообщество сходится во мнении, что новый тип коронавируса не был разработан в лаборатории. Если бы это было так, то в вирусе бы находились заметные блоки изменений или введенные последовательности из другого вирусного источника.

Сегодня поиски нулевого пациента — это сложное и долгое мероприятие. Поэтому нужны меры предосторожности, которые, к сожалению, не всегда соблюдают. Например, активное информирования о способах распространения вируса, защитные маски, контрацепция, мытье рук, гигиена и так далее. Пока что мы можем не дать вирусу распространиться дальше, но в будущем любые потенциально опасные вспышки нужно уметь предотвращать.

Читать далее:

Китайцы запустили ракету с гиперзвукового планера. Раньше это не удавалось никому

Появился летающий робот-жук. Такая конструкция увеличивает его подъемную силу

Ученые предложили создать искусственную магнитосферу для Марса

Осенью этого года должна состояться премьера драмы “Пациент Зеро”. По сюжету на Земле свирепствовал вирус, из-за которого большая часть людей превратилась в кровожадных и жестоких “инфицированных”. Цивилизация погрузилась в хаос, человечество на грани вымирания. Правда, некоторые люди имеют особый дар — понимать речь инфицированных и разговаривать с ними. Одним из них стал доктор Морган. Его супруга также среди заболевших. Морган решает найти так называемого пациента Зеро, чтобы создать антивирус и спасти человечество.

По сути, в кинокартине описывается одна из причин, по которым важно обнаружить “нулевого заразившегося”. Кто это такие и в чём ещё состоит “миссия “нулевых”.

Условный “нулевой”

Поиски “нулевого пациента”, с которого началась эпидемия СПИДа и ВИЧ, продолжаются до сих пор. Исследованием этого вопроса и учёные, и журналисты впервые занялись в 1980-х годах.

Это не значит, что болезнь не существовала на планете до этого, она имела массовый характер только в странах третьего мира, полагают эксперты. Причём, по сути, люди умирали не от какой-то одной инфекции: у них разрушался иммунитет, и, как следствие, убить больного могла даже простуда. Все летальные исходы не объединяли в “серию”, списывая это на отдельные случаи заболеваний.

Кроме того, на исследование болезни необходимы огромные средства, которых в странах третьего мира попросту нет. Первыми забили тревогу в США в 1980-х годах, когда вирус уже мутировал до СПИДа — последней стадии ВИЧ-инфекции. Только тогда медики и учёные обратили внимание на то, что появляются новые виды заболеваний, вызванные убитой иммунной системой.

Начались поиски “нулевого пациента” — человека, с которого стартовала эпидемия. Такой пациент может указывать на источник заболевания, возможные пути его распространения. Это всё очень важно в поисках вакцины.

Так, в 1987 году была издана книга “Оркестр продолжал играть” Рэнди Шилтса. В ходе своего исследования 1983 года он установил, что для США человеком, с которого началось заражение ВИЧ, якобы является стюард Air Canada Гаэтан Дюга. Мужчина был геем и не скрывал, что у него было более 250 половых партнёров. Якобы он подхватил ВИЧ на Гаити или в Африке и распространил его половым путём. А после этого вирус мутировал до СПИДа. Сам стюард умер в 1984 году.

Учёные сделали вывод, что однополые отношения являются одним из каналов распространения.

Биолог из Университета Аризоны в Тусоне Майкл Воробей спустя три десятка лет заявил, что “нулевого” обвинили незаслуженно — он был лишь одним из заражённых. В США же болезнь попала намного раньше.

Британский журналист Рой Портер в 1984 году писал, что и в Европе занялись вопросом распространения болезни. Однако всё, что стало известно из европейских исследований к настоящему моменту, так это то, что из США вирус завезли в Западную Европу и Латинскую Америку. И уже оттуда он распространился по всему миру.

ВИЧ известен с 1920-х годов

Профессор Оксфордского университета Оливер Пайбус заявил, что вирус иммунодефицита существовал ещё с 20-х годов прошлого века. К такому выводу он пришёл вместе с международной группой исследователей в 2014 году.

По словам Пайбуса, “нулевой пациент” был охотником, проживавшим на территории Конго. Так, он, согласно выводу учёных, подхватил ВИЧ в городе Киншаса, съев мясо заражённой обезьяны. Некоторые СМИ приписывали охотнику соитие с животным, но исследователи назвали это бредом.

Дело в том, что город к тому моменту являлся крупнейшим портом региона, где вовсю торговали мясом диких зверей (напомним, что ВИЧ является мутировавшим вирусом шимпанзе, от которого человек подцепил инфекцию в ходе контакта с заражённой кровью животного).

Те, кто охотился на шимпанзе и ел их мясо, были первыми людьми, заразившимися смертельным вирусом. А дальше он, как утверждают учёные, распространился через проституцию. Заражённые люди увозили вирус по построенной железной дороге. Отметим, что Киншасу к тому моменту посещали ежегодно до миллиона человек.

В США и Европе

Учёные Университета штата Аризона под руководством Майкла Воробья установили, что вирус начал активно распространяться в США в самом начале 1970-х годов. Не исключается, что ВИЧ-положительные пациенты были и ранее, однако бедственных масштабов болезнь достигла только к этому времени.

К 1980 году ВИЧ, как предполагается, уже распространился на пять континентов (Северная Америка, Южная Америка, Европа, Африка и Австралия). В этот период от 100 000 до 300 000 человек могли быть инфицированы.

В 1981 году врачи в Лос-Анджелесе зафиксировали у пациентов редкую инфекцию лёгких, называемую пневмоцистной пневмонией. В декабре этого же года были зарегистрированы первые случаи такого заболевания у людей, употребляющих наркотики внутривенно.

В то же время появились сообщения о группе мужчин в Нью-Йорке и Калифорнии с необычно агрессивным видом рака под названием саркома Капоши. К концу года было зарегистрировано 270 случаев тяжёлого иммунодефицита среди геев — 121 из них умер. Тогда сформировался стереотип, что ВИЧ — болезнь наркоманов и проституток.

В апреле 1984 года Национальный институт рака объявил, что они нашли причину СПИДа — вирус HTLV-III. Было объявлено, что вакцина, с большой долей вероятности, появится через два года. Однако лекарства нет до сих пор.

В СССР

В своё время журналист и блогер Антон Носик писал, что лично был знаком с тем человеком, из-за которого в СССР попал не только ВИЧ, но и СПИД. Это, по его словам, Владимир Красичков — инженер родом из Запорожья.

В 1970-х его якобы посылали в Танзанию. После череды переворотов страну возглавил Джулиус Ньерере, провозгласивший курс на строительство нации. В частности, стартовала “добровольная кампания” по возведению дорог, мостов и даже зданий. В строительстве участвовали женщины и дети.

С СССР у Танзании действовало торговое соглашение, была договорённость о культурном, а также экономическом сотрудничестве. На территорию страны были направлены советские специалисты, в числе которых якобы находился Красичков. Он вернулся в Москву в 1984 году. Через некоторое время к медикам обратились в разное время 30 человек, у которых обнаружили ВИЧ.

Сам Красичков в 1986 году стал пациентом 2-й инфекционной больницы в районе Соколиная Гора. Он скончался от саркомы Капоши — онкологического заболевания кожи, встречающегося у ВИЧ-инфицированных, сообщал “Коммерсант”. Вскоре после этого, 25 августа 1987 года, в СССР был принят указ “О мерах профилактики заражения вирусом СПИД”. Впрочем, для широкой общественности болезнь всё ещё была “заразой наркоманов и проституток”. Как писал Максим Мирович в своём блоге, ВИЧ-инфицированных изолировали от общества и всячески блокировали распространение информации о них.

Первые случаи заражения в СССР, которые не были связаны с сексуальными контактами, зафиксировали в 1988 году в Калмыкии — как позже выяснилось, детям делали уколы нестерильными иглами. По другой версии, ребятам перелили кровь заражённых. Заболели 75 малышей и школьников, а также четверо взрослых! Тогда же был первый летальный исход — 29-летняя девушка из Ленинграда умерла.

История прогремела в СМИ. Началась истерия: ВИЧ-положительных пациентов требовали изолировать от общества, отправить в инфекционки. В одной из московских больниц для них даже сделали специальное отделение, которое по факту было изолятором.

Печатать брошюры, объяснять, в каком случае вы находитесь в группе риска, в стране начали только в 1990-х годах. Впрочем, до сих пор не все понимают, при каких условиях возможно заражение. А к ВИЧ-инфицированным нередко по-прежнему относятся как к прокажённым.

Когда “нулевой пациент” помогал

Самым знаменитым “нулевым пациентом” на планете считается Мэри Маллон, она же Тифозная Мэри — повар, которая жила и работала в штате Нью-Йорк в первой половине XX века. Женщина отрицала свою причастность к вспышкам заболевания, хотя всё указывало на то, что она является “зеро”. Из-за неё заразились 47 человек, трое через некоторое время скончались.

Женщина мигрировала в США из Ирландии в 1884 году. Её мать болела брюшным тифом во время беременности, но Мэри родилась здоровой, поэтому опасений ни у её родных, ни у неё самой не было.

Она не распространялась о болезни своей матери и с 1900 по 1907 год работала в домах состоятельных граждан, а также поваром на предприятиях. Вскоре после её трудоустройства кто-то заболевал тифом.

В 1906 году на вспышку тифа в одной из семей обратил внимание эксперт в области санитарной профилактики Джордж Сопер. Он заподозрил повариху и развернул целое расследование. В итоге выяснилось, что она работала во всех домах, где были необъяснимые случаи заболевания. Но сдавать анализы женщина отказывалась, пока её не заставила полиция.

Медики нашли возбудителя брюшного тифа. При этом сама женщина никогда им не болела. Мигрантку отправили в больницу, где она в течение трёх месяцев проходила лечение. Повторные анализы оказались чистыми. Маллон выписали, запретив работать на кухне.

Женщина же сменила документы и вновь устроилась поваром в женскую больницу. В итоге благодаря её готовке тифом заразились 25 человек.

Вскоре Мэри нашли, арестовали и отправили на пожизненный карантин, со временем разрешив работать лишь техником в местной лаборатории. Маллон умерла в 1938 году в 69 лет. Вскрытие показало, что у неё в организме были бактерии Salmonella typhi, вызывающие брюшной тиф. Благодаря их обнаружению можно было начинать эксперименты не только с теми, кто уже заболел, но и с переносчиками. В дальнейшем это позволило исследователям продвинуться в поисках вакцины. Её изобрели в 1942-м. Сейчас заболеваемость брюшным тифом в развитых государствах составляет около пяти случаев на миллион человек в год.

Создан первый алгоритм, позволяющий с высокой степенью точности определить нулевого пациента

Приветствуем вас на страницах блога iCover . Тема нашей сегодняшней дискуссии – т. н. нулевые пациенты — люди, с которых начинаются эпидемии. Проблема точной и ранней идентификации ”нулевого пациента” чрезвычайно важна для мировой медицины. Владея информацией о первом вирусоносителе можно проследить путь распространения инфекции, выяснить ее происхождение, разработать наиболее эффективные методы борьбы с заболеванием. Первый в истории программный алгоритм, позволяющий обнаружить нулевого пациента с высокой степенью точности был разработан в Хорватии в 2015 году. На феномене нулевого пациента, сильных и слабых сторонах предложенного метода мы остановимся в этой статье.

Нулевые пациенты, которые вошли в историю

Для того, чтобы получить некоторое представление о рассматриваемом феномене на некоторое время обратимся к истории, сохранившей для нас ряд классических примеров.

Брюшной тиф

Если можно говорить о рейтинге нулевых пациентов, печально прославившихся благодаря своему заболеванию, то, пожалуй, место лидера в истории можно присудить Мэри Маллон из штата Нью-Йорк, больше известной в свое время под псевдонимом Тифозная Мэри (Typhoid Mary). Будучи первым на американском континенте выявленным позже здоровым носителем брюшного тифа первой половины XX века, Мэри полностью отрицала свое отношение к быстро распространяющейся болезни.

Ирландка по происхождению, Мэри Маллон перебралась в США в 1884 году. “Путь Мэри” – первоклассной поварихи, работавшей с 1900 по 1907 год в организациях и частных домовладениях отмечен чередой случаев заболевания брюшным тифом практически во всех местах ее временного пребывания. При этом в ряде случаев “по долгу службы” в обязанности Мэри вменялся уход за больными, которых она же заразила. Трем пациентам из 47 зараженных Мэри выжить не удалось.

Первым, кто установил логическую связь между Мэри и следовавшими за ней периодическими вспышками тифа стал Джордж Сопер, специализирующийся на санитарной профилактике. После очередной такой вспышки 1906 года Сопер, отличающийся скрупулезностью и маниакальной дотошностью взялся исследовать “послужной список” мисс Маллон и пришел к выводу, что именно она является источником проблем, обрушившихся на штат Нью-Йорк с момента ее появления. Сама Мэри яростно отрицала любую причастность к болезни и решительно отказывалась от настойчивых предложений Сопера пройти полное медицинское обследование.

Возможно Мэри Маллон продолжила бы свой путь, если бы не настойчивость Сопера, сумевшего привлечь к делу полицию. Принудительное обследование в клинике позволило обнаружить возбудитель заболевания в организме тифозной Мэри, что подтвердило догадки Джорджа Сопера. По результатам обследования пациентку определили в больницу на островке Норт-Бразер, где ей суждено было провести три года в карантине. По результатам анализов, сданных через отмеченный срок, Мэри Маллон была признана здоровой и отпущена под клятвенное обещание нигде и ни при каких обстоятельствах впредь не работать на кухне.

Перебравшись на континент Typhoid Mary устроилась прачкой за мизерную плату, чем и занималась вплоть до 1915 года. Следующей должностью, как нетрудно догадаться, стала должность поварихи в женской больнице Слоан, куда Мэри приняли, но уже под другой фамилией. Там за время своего присутствия наша нулевая пациентка пополнила свой послужной список еще 25 заболевшими, один из которых скончался.
После того, как обман вскрылся, Тифозную Мэри вновь сопроводили на остров Норт-Бразер на пожизненный карантин, где она и почила в возрасте 69 лет от роду в 1938 году. Вскрытие показало, что возбудителем заболевания были бактерии Salmonella typhi, обнаруженные в желчном пузыре Маллон.

P.S. Мэри Маллон родилась совершенно здоровой, несмотря на то, что мать во время беременности была больна брюшным тифом.

SARS, ТОРС, тяжелый острый респираторный синдром, атипичная пневмония

Эти названия один из выживших и выздоровевших нулевых пациентов Хуан Синчу (Huan Xingchu) – уроженец городка Фошань из провинции Гуандун. Как и Маллон, Синчу работал поваром и после инфицирования вирусом. С того момента, как Хуан ощутил первые явные признаки атипичной пневмонии, пандемия успела охватить территорию 29 стран и унести жизни 750 человек.
Мнения специалистов о том, каким путем передается SARS разделились. Часто из них настаивает на контактном способе передачи вируса, часть приводит аргументы в пользу того, что ТОРС, как и знакомый нам грипп, передается воздушно-капельным путем, что во многом объясняет скорость распространения заболевания. Источником заражения нулевого пациента по авторитетному мнению большинства стало мясо циветты – хищного млекопитающего, относящегося к семейству вивверовых – традиционная пища жителей южного Китая.

В то время, как в Гонконге и Сингапуре цепочки передачи заболевания удалось восстановить, то на территории Китая, где основная масса заболевших сосредоточена в Пекине и провинции Гундун отследить пути распространения инфекции специалисты не смогли.

Лихорадка Эбола

Нулевым пациентом, невольно открывшим ящик Пандоры – лихорадки Эбола, унесшей жизни 7800 человек стал двухлетний Эмиль Оуамоуно из небольшой деревушки Мельянду в юго-восточной Гвинее. Как выяснила группа исследователей, 2 декабря 2013 года малыш играл с дуплом дерева, где гнездились летучие мыши. Придя домой ребенок почувствовал сильнейший жар и через четыре дня скончался. Следующими жертвами и носителями Эбола стали три женщины, готовившие тело к погребению. Не избежала печальной участи и Филомена – родная сестра Эмиля. В итоге из всех членов семьи, включая мать, бабушку и отца на сегодняшний день выжить удалось только главе семейства Этьену Оуамоуно.

Экспедиция из Института Роберта Коха (Берлин) установила, что причиной инфицирования стала насекомоядная летучая мышь, живущая в злосчастном дупле. Характерно, что большое дупло в дереве, сгоревшем от удара молнии сразу после начала эпидемии – любимое место игр малышей всей деревни, но нулевым пациентом суждено было стать именно Эмилю.

Современные исследования доказали, что лихорадка Эбола имеет животное происхождение (зооноз). В частности, к категории опасных для человека попадают летучие мыши, свиньи, обезьяны. Крупнейшая вспышка лихорадки Эбола была зафиксирована в Западной Африке в 2014 году и продолжается по сей день.

Найти нулевого пациента поможет программа

Исследования, направленные на поиск и точную идентификацию нулевого пациента давно в зоне особого внимания ученых ведущих лабораторий мира. Алгоритм, позволяющий достичь такой цели с высокой степенью точности был разработан в Хорватии группой специалистов различных направлений. В связи с минимальным набором имеющихся в распоряжении исследовательской группы теоретических инструментов, для разработки эффективной модели поиска потребовалось собрать и после подвергнуть аналитической программной обработке колоссальный массив статистических данных. В результате ученым удалось выявить закономерности, которые легли в основу модели предложенного алгоритма поиска нулевого пациента.

Проверка эффективности алгоритма на реальных статистических данных продемонстрировала высокую степень точности определения начальной точки эпидемии в большинстве рассмотренных случаев.

Для определения цели алгоритм строит сеть узлов, идентифицирующих зараженных и здоровых людей в области эпидемии. Полученная сеть подвергается цифровой обработке при помощи аналитических методов и методов оценки Монте-Карло. Результат вычислений позволяет получить “карту вероятностей” с точностью до каждого человеко-узла. После отыскания узла с вероятностью, близкой к 100% программный поиск нулевого пациента завершается. Задача признается решенной.

Ограничения метода

Несмотря на убедительность результатов поиска для большинства проанализированных случаев, разработанный алгоритм имеет свои ограничения. Так, например, возможна идентификация сразу нескольких нулевых пациентов. В таких случаях для принятия окончательного решения требуется привлечение потенциала дополнительных аналитических инструментов и личного участия специалиста группы.

В процессе оценки эффективности алгоритма на реальных данных было замечено, что его точность тем выше, чем больше скорость и площадь распространения эпидемии. И, напротив, применение метода на небольшой площади при относительно небольшом количестве проживающих на территории охваченной эпидемией спустя достаточно продолжительное время после ее начала часто давало результат, близкий к 100% для каждого ее жителя.

Несмотря на рассмотренные ограничения, метод, предложенный хорватскими учеными, на сегодняшний день является единственным, позволяющим в большинстве случаев достаточно точно идентифицировать нулевого пациента и определить локализацию возникновения эпидемии. Ученые убеждены, что рассмотренный алгоритм может оказаться эффективен и в виртуальном пространстве, где эпидемии компьютерных вирусов развиваются по схожему сценарию.

Подробнее с результатами эксперимента можно ознакомиться здесь.

Другие наши статьи

• Обзор Nike+ Fuelband SE — браслет для спорта и просто здорового образа жизни
• Обзор экшн камеры Sony HDR-AZ1VB
• Мультиварка – полезно, комфортно, доступно!
• Как скачать Windows 10 и создать загрузочную флешку c поддержкой UEFI

Уважаемые читатели, мы всегда с удовольствием встречаем и ждем вас на страницах блога iСover! Мы постараемся сделать все возможное для того, чтобы проведенное с нами время доставило удовольствие и вам. И, конечно, не забывайте подписываться на наши рубрики и мы обещаем — скучно не будет!