Изданный в журнале Nature, анализ нашел, что эпидемия развернулась при маленьких, накладывающихся вспышках с удивительно немногими зараженными путешественниками, зажигающими новые вспышки в другом месте, каждый случай, представляющий упущенную возможность сломать цепь передачи и закончить эпидемию раньше. Для видео анимации результатов исследования посетите https://www.youtube.com/watch? v=j4Ut4krp8GQ.«Мы вычислили, что 3,6 процента случаев поехали, в основном означая, что, если Вы смогли сосредоточиться на тех мобильных случаях и уменьшить их подвижность, Вы, возможно, имели непропорциональный эффект на эпидемию», сказали специалист в области вычислительной биологии доктор Гитис Дудас, Постдокторант Махана в Центре Исследований рака Фреда Хатчинсона и ведущий автор газеты.Западноафриканская эпидемия Эболы затмила все предыдущие центральноафриканские вспышки вируса, отвратительного больше чем 28 000 человек и убийства больше чем 11 000 из них.
1 610 геномов вируса Эбола, проанализированных исследователями, представляли больше чем 5 процентов известных случаев, самый большой образец, проанализированный для единственной человеческой эпидемии. Анализ первый, чтобы посмотреть на то, как распространение Эболы, распространилось и уменьшилось по всем трем наиболее затронутым странам: Гвинея, Сьерра-Леоне и Либерия. Предыдущие исследования использовали меньше последовательностей или сосредоточились, прежде всего, или на единственной стране или на ограниченной по времени структуре.Новая бумага также означает манифест для совместной науки с 93 учеными из 53 учреждений в 16 странах, перечисленных как авторы.
Многие из них работали над более ранними бумагами как клиницисты, собирающие образцы крови, исследователи, делающие упорядочивающий геном или аналитики, привлекающие части набора данных. Дудас и ведущий автор доктор Эндрю Рэмбот из Института Эволюционной Биологии в Эдинбургском университете Шотландии были вовлечены в исследования для многих из этих усилий.Намерение авторов, они написали, было для этого всестороннего анализа, чтобы «служить основой для предсказания поведения будущих вспышек для вируса Эбола» и других человеческих болезнетворных микроорганизмов и вести предназначенные, спасительные ответы.Города помогли распространению вируса, расстояние замедлило его
Новый анализ оценил 25 факторов, которые, возможно, способствовали распространению и продолжительности западноафриканской эпидемии. Это подтвердило общее восприятие, что города играли главную роль в величине эпидемии по сравнению с центральноафриканскими вспышками, которые произошли в отдаленных, малонаселенных регионах.
Расстояние между городами также играло роль, с тем, чем короче расстояние, тем более вероятно, который заразил путешественников, прибудет и отберет инфекцию. Расстояние было ключевым для экономии соседней Гвинеи-Бисау, Сенегала, Мали, Кот-д’Ивуара и северной Гвинеи от серьезных и длительных эпидемий. У некоторых из этих регионов были большие города, в которых, вероятно, взорвется Эбола, имел вирус, введенный.«По существу это было полностью до шанса, что вспышка не распространилась далее и вызвала еще больший кризис», сказал Дудас.
Другие переменные, такие как разделенные языки, экономическая продукция и климат, как находили, не были значительно связаны с ускорением или замедлением эпидемии.Анализ действительно видел корреляции между датами закрытия границы и вирусное транспортное сокращение; как только границы были закрыты, вирусное движение произошло главным образом в странах, а не среди них.Но к этому времени Сьерра-Леоне, Либерия и Гвинея закрыли их границы, международное путешествие уже отобрало вспышки в каждой стране. И хотя международное движение вирусов было уменьшено после закрытий оно не остановилось полностью.
«Это было частью проблемы в Сьерра-Леоне и Гвинее в заключительных этапах эпидемии, где особенно мобильная цепь [зараженных людей] двигалась вперед-назад между странами», сказал Дудас.Что знает геном
В предыдущих исследованиях генома ученые проследили происхождение эпидемии до декабря 2013, когда двухлетний, который играл около наполненного летучей мышью дерева, умер в небольшой деревне в юго-восточной части Гвинеи. Это брало до марта 2014 для работников больницы, чтобы обнаружить и сообщить о распространении болезни с необычно высоким уровнем смертности. Позже в том месяце это было идентифицировано как Эбола.
Летучие мыши – подозреваемый – но не доказанные – водохранилище для вируса Эбола. (Водохранилище относится к животному, которое предоставляет кров вирусу, позволяя вирусу жить и умножиться между вспышками в людях.) Вирус распространяется людям и затем от человека человеку через прямой контакт.Упорядочивание вирусных геномов от даже части людей, зараженных в эпидемии и сравнение образцов мутации, могут дать исследователям ценную информацию о том, насколько большой эпидемия, сколько времени это распространялось и где начало цепей передач и конец, сказал доктор Тревор Бедфорд, Клетка Фреда эволюционный биолог и один из авторов газеты.
Часть этой информации может быть и была получена старомодный путь рабочими здравоохранения, идущими сквозные, прослеживающие контакты зараженных. Но в Западной Африке и других областях, где ресурсы здравоохранения и даже основная инфраструктура ограничены, упорядочивающий геном в реальном времени и анализ может ускорить ответ, говоря сотрудникам министерства здравоохранения, где начать отслеживание контакта, поместить кровати на землю, изолировать зараженных и осуществить другой инфекционный контроль.
Это может также предоставить информацию, недоступную другими методами. В более ранних исследованиях, например, упорядочивающий геном подтвердил, что смертельные случаи от Эболы в Сьерра-Леоне и Либерии прибыли из Гвинеи и не были новым введением от естественного источника вируса.«Упорядочивающий геном может сказать Вам эпидемиологически соответствующие вещи, которые недоступны традиционными методами», сказал Бедфорд.
И синтезирование той информации с данными по численности населения, путешествуйте на расстояния, география, язык и другие факторы могут обеспечить контекст, для которого факторы влияли на распространение и продолжительность эпидемии – и где быть нацеленными на лечение и вмешательства.Технология – и совместное использование данных – достижения
Вирусный анализ генома играл большую роль в понимании западноафриканской эпидемии Эболы, чем для любой другой вспышки инфекционного заболевания по двум причинам: современные достижения в упорядочивании технологий и ученых, которые были необычно готовы обменяться данными.Так называемое упорядочивающее оборудование «следующего поколения» существенно понизило и затраты и время, чтобы подготовить образцы и сделать упорядочивание, делая намного легче упорядочить весь вирусный геном.И ученые относительно вначале в эпидемии решили разделить последовательности вирусного генома, которые они собирали от пациентов вместо того, чтобы ждать, пока они не издали научно-исследовательскую работу.
Публикации считают валютой науки, но замечание, чтобы «издать или погибнуть» взяло новое значение посреди такой разрушительной вспышки.«Старая модель, где Вы держитесь на последовательности до публикации, выходит, который, поскольку знает любой академик, будет месяцами, нравственно неправильное, если те последовательности могут использоваться, чтобы затронуть ответ на земле», сказал Дудас.
Рано регистрация данных по общественной базе данных GenBank привела к скачку сотрудничества от экспертов в разнообразных областях. Это было, когда один из тех ранних исследователей, доктора Пардиса К. Сабети Гарвардского университета (другой автор на новой бумаге) и ее команда упорядочил 99 геномов Эболы от пациентов в Сьерра-Леоне и загрузил их данные, что Rambaut оказался замешанным.
Бедфорд был postdoc в лаборатории Рамбо прежде, чем прибыть в Клетку в 2013, за шесть месяцев до того, как эпидемия Эболы началась. Dudas, который является теперь postdoc в лаборатории Бедфорда, провел его исследование докторской степени под Rambaut.
Аналитики как Dudas, Rambaut и Бедфорд приносят к данным хорошее понимание того, как эволюция работает, наряду с сильными навыками критического мышления и способностью определить тенденции и аномалии.«Эндрю замечательно любопытно», сказал Бедфорд относительно Rambaut. «Сообщество, работающее над Эболой, было действительно удачно, что он был вовлечен во все это.
И Гитис быстрее, чем кто-либо, о ком я могу думать. Если Эндрю или я будем думать о вопросе и будем спрашивать Гитиса об этом, у него будет некоторое красивое число, чтобы показать нам час спустя».Следующие шаги: больше скорости, больше совместного использования данныхПоскольку скорость очень важна при вспышке, Бедфорд хочет заставить анализ обработать еще быстрее, так же, как новые технологии ускорили упорядочивание.
«Мы хотели бы в основном сделать некоторые из основных исследований в данной статье, и анимация [который Dudas сделал из распространения вируса] что-то, что может просто произойти», сказал он.С этой целью он и давний сотрудник, доктор Ричард Неэр из Базельского университета в Швейцарии, проектировали инструмент, названный nextstrain, чтобы проанализировать и отследить генетические мутации во время вспышек. Любой может загрузить исходный код с GitHub, управлять генетически упорядочивающими данными для вспышки, они выполняют трубопровод и строят веб-страницу, показывающую филогенетическое дерево или генетическую историю, вспышки.
Инновации недавно завоевали самый первый международный Открытый Приз по Науке.«Если есть следующее [эпидемия], и есть более быстрое совместное использование данных», сказал Бедфорд, «у Вас могут быть исследования снаружи очень быстро».Но проблема того, чтобы заставлять ученых обменяться данными остается. Несмотря на прецедент, созданный ответом на эпидемию Эболы, Бедфорд и Dudas указывают, что меньше исследователей разделило вирусные геномы Зика от более свежего кризиса в Бразилии, Центральной Америке и Карибском море.
Частично, они сказали, который может быть, потому что вирус Зика более трудный к последовательности, чем Эбола, делая исследователей более склонными, чтобы охранять их редкие последовательности для публикации.Эпидемия Эболы началась, в то время как Dudas работал над его доктором философии, и совместное использование данных, которое последовало, произвело на молодого исследователя впечатление глубоко. «Мои нормы для того, на что сотрудничество, как предполагается, похоже, были установлены довольно высоко», сказал он.«Есть все еще некоторые люди, которые думают, что упорядочивающий геном является эффективно сбором печати», Dudas продолжался. «Вы могли бы собрать образцы, и Вы могли бы упорядочить их и посмотреть ретроспективно на вспышку. Но все упорядочивание, которое это было сделано, приведя к этой публикации, по существу делалось в режиме реального времени.
И каждый анализ тогда использовался, чтобы вернуться к области и принять решения. Это – способ понять то, что стимулирует эпидемию».