Autorzy:
Andrew G. Letizia, M.D., Irene Ramos, Ph.D., Ajay Obla, Ph.D., Carl Goforth, Ph.D., Dawn L. Weir, Ph.D., Yongchao Ge, Ph.D., Marcas M. Bamman, Ph.D., Jayeeta Dutta, M.B.A., Ethan Ellis, B.S., Luis Estrella, Ph.D., Mary-Catherine George, Ph.D., Ana S. Gonzalez-Reiche, Ph.D.
TŁO
Skuteczność środków zdrowia publicznego w zakresie kontroli przenoszenia koronawirusa 2 (SARS-CoV-2) ostrego zespołu oddechowego nie została dobrze zbadana u młodych dorosłych.
METODY
Zbadaliśmy zakażenia SARS-CoV-2 wśród rekrutów Korpusu Piechoty Morskiej USA, którzy przeszli 2-tygodniową kwarantannę w domu, a następnie drugą nadzorowaną 2-tygodniową kwarantannę w zamkniętym kampusie uniwersyteckim, która obejmowała noszenie masek, zachowanie dystansu społecznego oraz codzienne monitorowanie temperatury i objawów. Ochotnicy zostali poddani testom na obecność SARS-CoV-2 za pomocą ilościowej reakcji łańcuchowej polimerazy (qPCR) w próbkach wymazu z nosa, pobranych od momentu przybycia do drugiego dnia nadzorowanej kwarantanny oraz w dniach 7 i 14. Rekruci, którzy nie zgłosili się do badania, zostali poddani testowi qPCR dopiero w 14 dniu, na zakończenie okresu kwarantanny. Przeprowadziliśmy analizę filogenetyczną genomów wirusów uzyskanych od zakażonych ochotników w celu zidentyfikowania skupisk i oceny cech epidemiologicznych zakażeń.
WYNIKI
Do udziału w badaniu zgłosiło się 1848 rekrutów; w ciągu 2 dni od przybycia na kampus 16 (0,9%) osób uzyskało pozytywny wynik testu na obecność SARS-CoV-2, z czego 15 osób było bezobjawowych. Dodatkowych 35 uczestników (1,9%) miało pozytywny wynik w 7. lub 14. dniu. Pięciu z 51 uczestników (9,8%), którzy w dowolnym momencie uzyskali wynik pozytywny, miało objawy w tygodniu poprzedzającym pozytywny wynik testu qPCR. Spośród rekrutów, którzy odmówili udziału w badaniu, 26 (1,7%) z 1554 rekrutów z dostępnymi wynikami qPCR miało pozytywny wynik w 14 dniu. Żadne zakażenie SARS-CoV-2 nie zostało zidentyfikowane poprzez kliniczne testy qPCR wykonane w wyniku codziennego monitorowania objawów. Analiza 36 genomów SARS-CoV-2 uzyskanych od 32 uczestników ujawniła sześć klastrów transmisji wśród 18 uczestników. Analiza epidemiologiczna potwierdziła istnienie wielu lokalnych przypadków transmisji, w tym transmisji między współlokatorami i między rekrutami w ramach tego samego plutonu.
WNIOSKI
Wśród rekrutów Korpusu Piechoty Morskiej, około 2%, którzy mieli wcześniej negatywne wyniki na obecność SARS-CoV-2 na początku nadzorowanej kwarantanny i mniej niż 2% rekrutów o nieznanym wcześniejszym statusie, miało pozytywne wyniki do 14 dnia. Większość rekrutów, którzy uzyskali wynik pozytywny, była bezobjawowa i nie wykryto żadnych zakażeń w wyniku codziennego monitorowania objawów. Skupiska zakażeń występowały w obrębie plutonów. (Finansowane przez Defense Health Agency i innych).
Badania prospektywne mogą być przydatne do opracowania strategii ograniczania przenoszenia koronawirusa 2 (SARS-CoV-2), szczególnie w warunkach grupowych wśród młodych dorosłych.1-4 Instalacje Departamentu Obrony USA wdrożyły zalecane interwencje w zakresie zdrowia publicznego.5 Jednak zamknięte pomieszczenia mieszkalne, bliski kontakt między osobami podczas szkoleń i innych zajęć, wspólne jadalnie i mieszanie się osób z całych Stanów Zjednoczonych sprawiają, że populacja wojskowa jest narażona na ryzyko zachorowania na zakaźne infekcje układu oddechowego, takie jak choroba koronawirusowa 2019 (Covid-19).6-9 Przenoszenie SARS-CoV-2 i Covid-19 w warunkach wojskowych nie zostało dobrze zbadane.
Program zdrowia publicznego realizowany przez Korpus Piechoty Morskiej USA dla wszystkich nowych rekrutów obejmuje okres kwarantanny domowej, po którym następuje 2-tygodniowa, ściśle nadzorowana kwarantanna w zamkniętym kampusie, w celu ograniczenia zakażeń wśród rekrutów. Aby ocenić skuteczność tych środków, monitorowaliśmy infekcje SARS-CoV-2 za pomocą seryjnych ilościowych testów reakcji łańcuchowej polimerazy w czasie rzeczywistym (qPCR) i ocenialiśmy zdarzenia związane z przenoszeniem wirusa za pomocą analizy filogenetycznej genomów wirusowych uzyskanych od zakażonych uczestników.
Metody
PROJEKT BADANIA I UCZESTNICY
W celu zmniejszenia ryzyka wprowadzenia SARS-CoV-2 do szkolenia podstawowego w Bazie Rekrutacyjnej Korpusu Piechoty Morskiej, Parris Island, w Południowej Karolinie, Korpus Piechoty Morskiej ustanowił 14-dniowy okres nadzorowanej kwarantanny na terenie kampusu uniwersyteckiego wykorzystywanego wyłącznie do tego celu. Potencjalnych rekrutów poinstruowano, aby bezpośrednio przed wyjazdem na kampus odbyli dwutygodniową kwarantannę w domu. Po zakończeniu drugiej, nadzorowanej kwarantanny na terenie kampusu, wszyscy rekruci musieli mieć negatywny wynik qPCR, zanim mogli wejść na teren Parris Island. Rekrutów poproszono o udział w badaniu COVID-19 Health Action Response for Marines (CHARM), które obejmowało cotygodniowe testy qPCR i pobieranie próbek krwi do oceny przeciwciał IgG.
Po odbyciu 14-dniowej kwarantanny domowej potencjalni rekruci zgłaszali się do lokalnego Military Entrance Processing Station, gdzie zbierano wywiad medyczny i przeprowadzano badanie fizyczne. Jeśli potencjalni rekruci zostali uznani za fizycznie i psychicznie zdolnych do zaciągnięcia się, zostali poinstruowani, aby nosić maski przez cały czas i utrzymywać dystans społeczny co najmniej 6 stóp podczas podróży do kampusu kwarantanny. Klasy liczące od 350 do 450 rekrutów przybywały na kampus prawie co tydzień. Nowe klasy zostały podzielone na plutony po 50-60 rekrutów, a współlokatorzy zostali przydzieleni niezależnie od udziału w badaniu CHARM. Pokrywające się klasy były zakwaterowane w różnych akademikach, miały różne godziny posiłków i harmonogramy szkoleń.
W czasie nadzorowanej kwarantanny stosowano środki ochrony zdrowia publicznego w celu powstrzymania transmisji SARS-CoV-2 (Tabela S1 w Dodatku uzupełniającym, dostępnym wraz z pełnym tekstem tego artykułu na stronie NEJM.org). Wszyscy rekruci nosili dwuwarstwowe maski z tkaniny przez cały czas w pomieszczeniach i na zewnątrz, z wyjątkiem spania i jedzenia; praktykowali dystans społeczny wynoszący co najmniej 6 stóp; nie mogli opuszczać kampusu; nie mieli dostępu do osobistych urządzeń elektronicznych i innych przedmiotów, które mogłyby przyczynić się do przenoszenia powierzchniowego; rutynowo myli ręce. Spali w pokojach dwuosobowych z umywalkami, jedli we wspólnych jadalniach i korzystali ze wspólnych łazienek. Wszyscy rekruci codziennie sprzątali swoje pokoje, dezynfekowali łazienki po każdym użyciu chusteczek z wybielaczem, jedli gotowe posiłki w jadalni, która była czyszczona wybielaczem po spożyciu posiłku przez każdy pluton. Większość zajęć i ćwiczeń odbywała się na zewnątrz. Wszystkie ruchy rekrutów były nadzorowane, wprowadzono jednokierunkowy przepływ, z wyznaczonymi punktami wejścia i wyjścia z budynku, aby zminimalizować kontakt między ludźmi. Wszyscy rekruci, niezależnie od udziału w badaniu, przechodzili codzienne badania temperatury i objawów. Sześciu instruktorów przydzielonych do każdego plutonu pracowało na 8-godzinnych zmianach i egzekwowało przestrzeganie zasad kwarantanny. Jeżeli rekruci zgłaszali jakiekolwiek oznaki lub objawy odpowiadające Covid-19, zgłaszali się na wezwanie lekarskie, przechodzili szybkie testy qPCR na obecność SARS-CoV-2 i byli umieszczani w izolacji w oczekiwaniu na wyniki testów.
Instruktorzy mieli również ograniczony dostęp do kampusu, musieli nosić maski, otrzymywali gotowe posiłki i przechodzili codzienne kontrole temperatury i badania objawów. Instruktorzy, którzy zostali przydzieleni do plutonu, w którym zdiagnozowano przypadek pozytywny, zostali poddani szybkiemu testowi qPCR na obecność SARS-CoV-2, a jeśli wynik był pozytywny, instruktor został odsunięty od służby. Rekrutom i instruktorom zabroniono kontaktów z personelem pomocniczym kampusu, jak np. z personelem dozorowym i gastronomicznym. Po zakończeniu kwarantanny przez każdą klasę, w łazienkach, prysznicach, sypialniach i korytarzach akademików przeprowadzono gruntowne czyszczenie powierzchni za pomocą wybielacza, a akademik pozostawał niezamieszkany przez co najmniej 72 godziny przed ponownym zamieszkaniem.
W ciągu 2 dni od przybycia na kampus, po otrzymaniu przez rekrutów przydziałów do plutonów i współlokatorów, zaproponowano im udział w badaniu podłużnym CHARM. Rekruci kwalifikowali się, jeśli mieli 18 lat lub więcej i jeśli byliby dostępni w czasie obserwacji. Badanie zostało zatwierdzone przez instytucjonalną komisję rewizyjną Centrum Badań Medycznych Marynarki Wojennej i było zgodne ze wszystkimi obowiązującymi przepisami federalnymi dotyczącymi ochrony osób. Wszyscy uczestnicy wyrazili pisemną, świadomą zgodę.
PROCEDURY
W momencie rejestracji uczestnicy wypełniali kwestionariusz dotyczący charakterystyki demograficznej, czynników ryzyka zakażenia SARS-CoV-2, objawów w ciągu ostatnich 14 dni i krótkiego wywiadu medycznego; próbki krwi i wymazy z nawy środkowej były pobierane do testów qPCR w celu wykrycia SARS-CoV-2. Informacje demograficzne obejmowały płeć, wiek, grupę etniczną, rasę, miejsce urodzenia i stan lub kraj zamieszkania w USA; informacje dotyczące czynników ryzyka obejmowały, czy uczestnicy używali masek, czy przestrzegali samokwarantanny przed przyjazdem, historię ich ostatnich podróży, znane im narażenie na kontakt z osobą chorą na Covid-19, czy mieli objawy przypominające flulę lub inną chorobę układu oddechowego oraz czy mieli któryś z 14 specyficznych objawów charakterystycznych dla Covid-19 lub inne objawy związane z nieokreślonym stanem w ciągu ostatnich 14 dni.
Uczestnicy badania byli kontrolowani w dniach 7 i 14, kiedy to zgłaszali wszelkie objawy, które wystąpiły w ciągu ostatnich 7 dni. Pobrano również próbki wymazu z nosa do powtórzenia testów qPCR. Uczestnicy, którzy mieli dodatnie wyniki qPCR, zostali umieszczeni w izolacji i poproszeni o udział w powiązanym, ale oddzielnym badaniu zakażonych rekrutów, które wymagało częstszych testów podczas izolacji. Wszyscy rekruci, którzy nie brali udziału w obecnym badaniu, byli badani na obecność SARS-CoV-2 dopiero po zakończeniu 2-tygodniowej kwarantanny, chyba że istniały ku temu wskazania kliniczne (zgodnie z procedurami zdrowia publicznego Korpusu Piechoty Morskiej). Próbki surowicy uzyskane przy zapisie były badane na obecność przeciwciał IgG specyficznych dla SARS-CoV-2 za pomocą metod opisanych poniżej i w Dodatku Uzupełniającym.
Uczestnicy, którzy mieli pozytywny wynik testu w dniu zapisu (dzień 0) lub w dniu 7 lub 14, zostali oddzieleni od swoich współlokatorów i umieszczeni w izolacji. Poza tym uczestnicy i nieuczestnicy nie byli traktowani inaczej: przestrzegali tych samych protokołów bezpieczeństwa, byli przydzielani do pokoi i plutonów niezależnie od udziału w badaniu i otrzymywali takie same formalne instrukcje.
METODY LABORATORYJNE
Testy qPCR próbek wymazów z małżowiny nosowej środkowej na obecność SARS-CoV-2 zostały przeprowadzone w ciągu 48 godzin od pobrania przez Lab24 (Boca Raton, FL) przy użyciu TaqPath COVID-19 Combo Kit (Thermo Fisher Scientific), który jest dopuszczony przez Food and Drug Administration. Próbki uzyskane od osób nieuczestniczących w programie zostały przebadane przez Naval Medical Research Center (Silver Spring, MD). Próbki były przechowywane w medium do transportu wirusów w temperaturze 4°C. Obecność przeciwciał IgG specyficznych dla domeny wiążącej receptor (spike) wirusa SARS-CoV-2 w próbkach surowicy oceniano za pomocą testu immunoenzymatycznego, jak opisano wcześniej,10 z pewnymi modyfikacjami. Do każdej płytki dołączono co najmniej dwie kontrole pozytywne, osiem kontroli negatywnych (próbki surowicy uzyskane przed lipcem 2019 r.) i cztery ślepaki (bez surowicy). Próbki surowicy były najpierw badane w rozcieńczeniu 1:50, a następnie w pełnych seriach rozcieńczeń, jeśli próbki początkowo okazały się pozytywne.
SEKWENCJONOWANIE I ŁĄCZENIE CAŁEGO GENOMU
Sekwencjonowanie SARS-CoV-2 przeprowadzono przy użyciu dwóch protokołów sekwencjonowania (protokół sekwencjonowania Illumina i protokół sekwencjonowania Ion Torrent), aby zwiększyć prawdopodobieństwo uzyskania kompletnych sekwencji genomu. Do złożenia genomów SARS-CoV-2 z wykorzystaniem danych z Illumina, Ion Torrent lub obu tych źródeł wykorzystano własny potok analizy oparty na referencjach (https://github.com/mjsull/COVID_pipe. otwiera się w nowej zakładce).11
ANALIZA FILOGENETYCZNA
Genomy SARS-CoV-2 uzyskane od pacjentów na całym świecie i związane z nimi metadane zostały pobrane z bazy danych Global Initiative on Sharing All Influenza Data EpiCoV12 w dniu 11 sierpnia 2020 roku (79 840 sekwencji), a następnie z tej bazy danych wybrano podzbiór sekwencji przy użyciu domyślnego schematu podpróbkowania oprogramowania Nextstrain13 w celu maksymalizacji reprezentacji genomów uzyskanych od pacjentów w Stanach Zjednoczonych. Analizy filogenetyczne próbek uzyskanych od uczestników przeprowadzono za pomocą programu Nextstrain v1.0-292-ga9de690 dla genomów SARS-CoV-2 z zastosowaniem parametrów domyślnych. Transmisja i ogniska choroby zostały zidentyfikowane na podstawie grupowania genomów SARS-CoV-2 uzyskanych od uczestników badania w ramach drzewa filogenetycznego Nextstrain, wizualizowanego za pomocą TreeTime.14 Analiza porównawcza profili mutacji w stosunku do genomu referencyjnego SARS-CoV-2 Wuhan została przeprowadzona za pomocą oprogramowania Nextclade, wersja 0.3.6 (https://clades.nextstrain.org/. otwiera się w nowej zakładce).
ANALIZA DANYCH
Mianownik do obliczenia odsetka rekrutów, którzy mieli pierwszy pozytywny wynik testu qPCR na SARS-CoV-2 w każdym dniu badania, wykluczał rekrutów, którzy wcześniej mieli pozytywny wynik testu, zrezygnowali z badania, zostali administracyjnie odseparowani od Korpusu Piechoty Morskiej lub mieli brakujące dane. W mianowniku do obliczenia skumulowanego wskaźnika pozytywności znaleźli się wszyscy rekruci, którzy przeszli testy w poprzednich punktach czasowych, łącznie z tymi, którzy już nie uczestniczyli w badaniu. Podano tylko opisowe wyniki liczbowe i procenty, bez formalnej analizy statystycznej.
Wyniki
POPULACJA BADANA
Schemat badania testów na obecność SARS-CoV-2 podczas kwarantanny.
Od 12 maja do 15 lipca 2020 roku do badania CHARM włączono 1848 z 3143 kwalifikujących się rekrutów (58,8%) z dziewięciu klas rekrutacyjnych; 324 rekrutów nie kwalifikowało się, ponieważ mieli 17 lat. Łącznie 40 uczestników badania (24 uczestników w 7. dniu i 16 uczestników w 14. dniu) nie wróciło na badania kontrolne (Ryc. 1). Uczestnicy ci albo zrezygnowali z udziału w badaniu, albo zostali usunięci z kampusu kwarantanny z powodów medycznych lub administracyjnych, albo zostali odsunięci od Korpusu Piechoty Morskiej. Uczestnicy pochodzili z 45 stanów, głównie ze wschodnich Stanów Zjednoczonych, a zwłaszcza ze stanów o większej liczbie ludności. Łącznie 133 uczestników (7,2%) urodziło się poza Stanami Zjednoczonymi (w jednym z 64 krajów), 1672 (90,5%) było mężczyznami, 176 (9,5%) było kobietami, 463 (25,1%) określiło się jako Latynosi, a 271 (14,7%) jako Czarni. Średni wiek uczestników wynosił 19 lat (zakres od 18 do 31), a 1544 (83,5%) było w wieku od 18 do 20 lat. Spośród 1813 uczestników, którzy przeszli badania serologiczne przy zapisie, 105 (5,8%) miało próbki surowicy, które były pozytywne dla przeciwciał specyficznych dla SARS-CoV-2.
Pozytywne wyniki badań na obecność SARS-CoV-2, obecność objawów i zakażeni współlokatorzy.
W momencie zapisu 16 z 1847 uczestników (0,9%) przebadanych metodą qPCR było pozytywnych na SARS-CoV-2; 5 z tych uczestników miało również pozytywne wyniki serologiczne IgG (Tabela 1). 16 uczestników z dodatnimi wynikami qPCR podało, że przez 14 dni przed przyjazdem przeprowadzali w domu samokwarantannę, nie byli narażeni na kontakt z osobami z objawami grypy, nie mieli zaburzeń oddechowych lub znanej infekcji SARS-CoV-2 i nie byli w placówce służby zdrowia w ciągu ostatnich 2 tygodni.
WYNIKI POZYTYWNE I OBJAWY
Spośród 1801 uczestników, którzy mieli negatywne wyniki qPCR przy zapisie, 24 (1,3%) miało wynik pozytywny w 7. dniu; spośród tych uczestników 4 miało pozytywne wyniki serologiczne IgG w dniu 0. W 14. dniu 11 z 1760 (0,6%) uczestników, którzy wcześniej byli ujemni, miało wynik pozytywny; żaden z tych uczestników nie był seropozytywny w dniu 0. Zatem 35 uczestników, którzy mieli negatywne wyniki qPCR w ciągu pierwszych 2 dni po przybyciu do kampusu, stało się pozytywnymi podczas nadzorowanej kwarantanny. Z 51 uczestników, którzy mieli co najmniej jeden pozytywny test qPCR, 22 miało pozytywne testy w więcej niż jednym dniu.
Objawy w tygodniu poprzedzającym lub w dniu pierwszego pozytywnego wyniku qPCR zostały zgłoszone w formalnych kwestionariuszach badań u 5 z tych 51 (9,8%) pozytywnych uczestników (Tabela 1). Objawy u tych 5 uczestników to: katar; katar, dreszcze i kaszel; kaszel i ból gardła; gorączka i ból głowy; oraz gorączka, dreszcze, ból gardła i ból głowy. Poziom wiremii w momencie rozpoznania, oszacowany na podstawie progu cyklu qPCR, był średnio około 4 razy wyższy u 5 osób z objawami niż u 46 osób bez objawów (Tabela S2). Jednak niektórzy bezobjawowi uczestnicy mieli wysoką wiremię oszacowaną na podstawie progu cyklu (Fig. S1).
W sumie 26 z 1554 osób nieuczestniczących w programie (1,7%) uzyskało wynik pozytywny w 14. dniu w wyniku testu qPCR na zakończenie kwarantanny, co było nakazane przez Korpus Piechoty Morskiej. W sumie 24 z 77 (31,2%) zakażonych uczestników i nieuczestników miało zakażonego współlokatora (Tabela 1). Wszyscy uczestnicy i osoby nieuczestniczące w badaniu przechodzili codzienne badania kontrolne, które obejmowały sprawdzenie temperatury i ustne zgłaszanie objawów. Wyniki obowiązkowych badań objawów, które były niezależne od kwestionariuszy dotyczących objawów, nie były znane badaczom; jednak w wyniku tych klinicznie wskazanych badań nie zidentyfikowano żadnego rekruta z zakażeniem SARS-CoV-2. W czasie trwania badania u jednego instruktora stwierdzono dodatni wynik testu przeprowadzonego w ramach śledzenia kontaktów z zakażonym członkiem plutonu.
ANALIZA EPIDEMIOLOGICZNA
Aby ocenić cechy epidemiologiczne i przenoszenie SARS-CoV-2 w kontekście tego badania, uzyskaliśmy ponad 95% kompletnych genomów wirusowych z 36 próbek uzyskanych od 32 z 51 uczestników (62,7%), którzy mieli pozytywne wyniki qPCR dla SARS-CoV-2; w przypadku 3 z tych uczestników genomy zostały odzyskane z próbek uzyskanych w więcej niż jednym dniu badania. Z pozostałych próbek nie udało się odzyskać kompletnych genomów. Analizy filogenetyczne, w których porównano odzyskane sekwencje z sekwencjami odzyskanymi od pacjentów w Stanach Zjednoczonych i innych krajach (próba 11 434 sekwencji), wykazały, że większość kladów krążących w Stanach Zjednoczonych była reprezentowana w izolatach SARS-CoV-2 wykrytych wśród rekrutów, co jest zgodne z różnorodnością geograficzną uczestników (Ryc. S2).
Analiza filogenetyczna i epidemiologiczne klastry transmisyjne.
Zidentyfikowano sześć niezależnych monofiletycznych klastrów transmisyjnych, zdefiniowanych przez różne mutacje w stosunku do danych z prób z USA i globalnych zbiorów danych – wynik zgodny z lokalną transmisją podczas nadzorowanej kwarantanny. Szczepy te znaleziono u 18 uczestników; u jednego uczestnika wyizolowano dwa różne szczepy klastrowe z próbek pobranych w różnych dniach. Dwóch uczestników, którzy mieli pozytywne wyniki qPCR w dniu 0, zostało zakażonych różnymi szczepami klastrowymi (tabele S3 i S4). Dane epidemiologiczne wskazujące na zakażone pary współlokatorów i związek szczepów klastra z przydziałem do plutonu wspierały dowody filogenetyczne na przenoszenie tych szczepów w miejscu nadzorowanej kwarantanny. Wśród uczestników zakażonych jednym z sześciu szczepów klastrowych SARS-CoV-2, łącznie 14 uczestników dzieliło przydział do plutonu z innymi członkami, którzy byli w tym samym klastrze. Ponadto 10 zakażonych rekrutów bez sekwencjonowanych izolatów SARS-CoV-2 zostało przydzielonych do tych samych plutonów, co uczestnicy klastrów transmisyjnych określonych na podstawie sekwencjonowania wirusów. Wśród sześciu par zakażonych współlokatorów były trzy różne klastry (Tabela 2).
Lokalna transmisja SARS-CoV-2 podczas kwarantanny.
Zakażeni uczestnicy z sekwencjonowanymi izolatami należącymi do filogenetycznie zidentyfikowanego skupiska 2 lub 5 mieli przydzielone pokoje w tym samym korytarzu (rys. 2). Skupienie 2 składało się z rekrutów z plutonu F. Skupienie 5 składało się z rekrutów z plutonu E, z wyjątkiem jednego rekruta z plutonu F, którego współlokatorem był zakażony rekrut z plutonu E. Poza tym jednym przypadkiem, nie znaleźliśmy dowodów na transmisję pomiędzy tymi plutonami, mimo że rekruci z każdego plutonu przebywali w pokojach na tym samym korytarzu i mieli wspólną łazienkę.
Dyskusja
Opisujemy wyniki kwarantanny dziewięciu klas rekrutów Korpusu Piechoty Morskiej (populacja 3402 rekrutów), którzy uczestniczyli w programie ograniczania zakażeń wirusem Covid-19; rekruci byli pod stałym nadzorem instruktorów Korpusu Piechoty Morskiej. Jest mało prawdopodobne, aby w innych środowiskach, w których gromadzą się młodzi ludzie, w podobny sposób przestrzegano środków mających na celu ograniczenie transmisji. W momencie rejestracji, po 2 tygodniach kwarantanny domowej, około 1% uczestników badania miało pozytywne wyniki qPCR, a około 2% uległo zakażeniu podczas 2-tygodniowego okresu nadzorowanej kwarantanny.
Uczestnicy badania wypełniali szczegółowy kwestionariusz objawów w każdym dniu zaplanowanego badania qPCR. Około 10% zakażonych uczestników badania zgłosiło, że miało objawy w tygodniu poprzedzającym pozytywny wynik qPCR lub w dniu, w którym przeprowadzono badanie. Niezależnie od badania, wszyscy uczestnicy i osoby nie biorące w nim udziału poddawali się codziennej kontroli temperatury i krótkiemu badaniu objawów, zgodnie z zaleceniami Korpusu Piechoty Morskiej; dalsze kliniczne testy qPCR były wykonywane tylko wtedy, gdy wskazywały na to badania. W okresie nadzorowanej kwarantanny nie stwierdzono żadnych zakażeń SARS-CoV-2 w wyniku testów klinicznych przeprowadzonych z powodu badania objawów. Wszystkie przypadki infekcji u rekrutów zostały zdiagnozowane w wyniku zaplanowanych testów qPCR wykonanych w dniach 0, 7 i 14 (u uczestników badania) oraz w dniu 14 (u osób nieuczestniczących w badaniu).
Genomy wirusów zostały odzyskane od prawie dwóch trzecich zakażonych uczestników badania. Analiza filogenetyczna tych genomów pozwoliła na wyodrębnienie sześciu niezależnych monofiletycznych klastrów transmisyjnych, wskazujących na lokalną transmisję podczas nadzorowanej kwarantanny. Większość klastrów obejmowała głównie członków tego samego plutonu, a wielu zakażonych rekrutów miało zakażonego współlokatora. Dwa największe, zdefiniowane sekwencyjnie skupiska wystąpiły w tej samej klasie rekrutów, a każde skupisko wystąpiło w obrębie plutonu, z wyjątkiem jednego rekruta, który mieszkał z zakażonym rekrutem z innego plutonu i został zakażony szczepem należącym do tego samego skupiska, co szczep stwierdzony u innych członków tego plutonu. Chociaż wielu zakażonych rekrutów w obu skupiskach miało przydzielone pokoje w pobliżu siebie i korzystało ze wspólnej łazienki, analiza epidemiologiczna sugeruje, że przynależność do plutonu i zakwaterowanie w pokoju dwuosobowym były czynnikami ryzyka zakażenia, ale bliskość pokoju i wspólna łazienka nie były czynnikami ryzyka (rysunek 2).
Pacjentem indeksowym dla każdego szczepu klastrowego mógł być uczestnik badania, osoba niebędąca uczestnikiem badania spośród 26, u których stwierdzono zakażenie podczas badania pod koniec kwarantanny, osoba niebędąca uczestnikiem badania, która była zakażona w momencie przybycia do kampusu, ale do końca kwarantanny nie wykryto u niej wirusa, lub inny personel. Podczas badania tylko jeden instruktor miał pozytywny wynik po szybkim teście qPCR SARS-CoV-2, co wskazuje, że instruktorzy byli mało prawdopodobnym źródłem zakażenia. Chociaż nie można wykluczyć pracowników obsługi kampusu jako źródła wprowadzenia wirusa, zostali oni oddzieleni od rekrutów i instruktorów. Ogólnie rzecz biorąc, rekruci są najbardziej prawdopodobnym źródłem wprowadzenia i przeniesienia szczepów klastra.
Dwóch rekrutów, którzy mieli pozytywne wyniki qPCR w dniu 0, mogło być pacjentami indeksowymi dla szczepów biorących udział w dwóch największych skupiskach, które rozprzestrzeniły się wśród członków ich plutonów. Trzeci rekrut, który mógł być pacjentem indeksowym dla klastra, miał pozytywny wynik qPCR w dniu 0, a jego współlokator, zakażony tym samym szczepem, otrzymał diagnozę w dniu 14. Żaden z trzech potencjalnych pacjentów indeksowych nie zgłaszał objawów, co jest zgodne z bezobjawowym przenoszeniem choroby. Nie mogliśmy odtworzyć łańcucha zakażenia dla każdego skupiska, ponieważ nie można było odzyskać kompletnych genomów wirusowych od wszystkich uczestników badania, a próbki od zakażonych osób nieuczestniczących w badaniu były niedostępne do analizy. Ograniczeniem tego badania jest to, że nie można było dokładnie oszacować wskaźnika zakażenia podczas nadzorowanego okresu kwarantanny z powodu możliwych fałszywie ujemnych testów qPCR oraz dlatego, że zakażenie mogło zostać nabyte podczas pierwszej samokwarantanny w domu lub podczas podróży do kampusu, ale nie było jeszcze wykrywalne w dniu 0 za pomocą testu qPCR.
Nasze badania wykazały, że w grupie głównie młodych rekrutów wojskowych, około 2% uzyskało wynik pozytywny na obecność SARS-CoV-2, określony testem qPCR, podczas 2-tygodniowej, ściśle egzekwowanej kwarantanny. Zidentyfikowano wiele niezależnych skupisk przenoszenia szczepów wirusa. Wspólne pokoje i przynależność do plutonu były czynnikami ryzyka dla transmisji. Większość uczestników badania z pozytywnym wynikiem testu qPCR była bezobjawowa, a wszystkie przypadki wśród uczestników i nieuczestników zostały zidentyfikowane w wyniku zaplanowanych testów, a nie klinicznych testów qPCR przeprowadzonych w wyniku codziennych badań przesiewowych.
Wspierany przez grant (9700130) z Defense Health Agency poprzez Naval Medical Research Center oraz przez Defense Advanced Research Projects Agency (numer umowy N6600119C4022). Zasoby obliczeniowe i wiedza personelu zostały zapewnione przez Scientific Computing w Icahn School of Medicine at Mount Sinai (numery nagród S10OD018522 i S10OD026880).
Formularze ujawnienia informacji dostarczone przez autorów są dostępne wraz z pełnym tekstem tego artykułu na stronie NEJM.org.
Dr Letizia, van Bakel i S.C. Sealfon oraz dr Ramos, Obla, Goforth, Weir i Ge w równym stopniu przyczynili się do powstania tego artykułu.
Poglądy wyrażone w tym artykule są poglądami autorów i nie muszą odzwierciedlać oficjalnej polityki lub stanowiska Marynarki Wojennej Stanów Zjednoczonych, Departamentu Obrony, rządu Stanów Zjednoczonych lub instytucji powiązanych z autorami.
Dziękujemy Janet Sealy, Joe Molina i Michawn Shelton, którzy poświęcili niezliczone godziny jako rzecznicy praw obywatelskich; Mary Anne Amper, Nitish Seenarine, Mital Vasoya, Sagie Mofsowitz, Natalia Mendelev, Illya Aronskyy, Braian Qela, Hanane Arib, Zenab Khan i Hala Alshammary za pomoc techniczną; Terri Brantley i Andrea Gates za wsparcie administracyjne; Lucy Reading-Ikkanda za pomoc w opracowaniu wcześniejszych wersji rycin; Mitchell Rabinowitz za zarządzanie projektem; Rebecca A. Sealfon i Celia S. Gelernter za redakcję wcześniejszej wersji manuskryptu; Liset Sanchez i Nick Alberino za dostarczenie surowych danych dla testów odwrotnej transkryptazy-polimerazowej reakcji łańcuchowej; Devin Drummer, Alexis Dunning i Christian Kelley za opracowanie protokołu i szkolenie; Eric Van Gieson i Shannon Kasa za ułatwienie szybkiego rozpoczęcia badania CHARM; Florian Krammer i Adolfo Garcia-Sastre za pomoc w dyskusji; gen. dyw. Gen. James Glynn, B.Gen. Julie Nethercot, Kpt. Ray Batz, Kpt. Rob Jackson (ret.), Komandor Vavadee Belko, Porucznik Lonnie Myers i Mark Henderson za koordynację, korzystanie z obiektów i ciągłe wsparcie; Kpt. Adam Armstrong za wskazówki strategiczne; wielu członków korpusu Marynarki Wojennej USA, którzy pomagali w logistyce i pozyskiwaniu próbek; oraz rekruci Korpusu Piechoty Morskiej, którzy zgłosili się do tego badania.
Afiliacje autorów
Z Naval Medical Research Center, Silver Spring (A.G.L., C.G., D.L.W., L.E., W.D.G., R.G., F.J., J.M., E.N., B.L.P., C.P., J.R., E.S.A., M.P.S., V.S., C.W.) oraz Infectious Disease Clinical Research Program, Uniformed Services University (E.V.M.), Bethesda – oba w stanie Maryland; Naval Medical Research Unit 6, Lima, Peru (R.L., S.L.); Wydziały Neurologii (I.R., Y.G., M.-C.G., A.K., N.M., V.D.N., G.N., S.R., A.S.-S., S.V., S.C.S.) oraz Genetyki i Nauk Genomicznych (A.O., J.D., E.E., A.S.G.-R., A.G., R.S., H.B.), Icahn Institute for Data Science and Genomic Technology (E.E., R.S., H.B.), Black Family Stem Cell Institute, Icahn School of Medicine at Mount Sinai (R.S.) oraz Center for Computational Biology, Flatiron Institute (R.S.G.S., O.G.T.) – wszystkie w Nowym Jorku; University of Alabama at Birmingham Center for Exercise Medicine, University of Alabama Medical School, Birmingham (M.M.B.); Sema4, Stamford, CT (R.S.); Navy Medicine Readiness and Training Command Beaufort, Beaufort, SC (M.T.); oraz Lewis-Sigler Institute for Integrative Genomics, Princeton, NJ (O.G.T.).
Dodatkowy komentarz Stuart Sealfon MD – Komentarz otrzymaliśmy w odpowiedzi na możliwość publikacji tego artykułu.
Noszenie wysokiej jakości masek, choć nieprzyjemne, jest wysoce skutecznym środkiem zdrowia publicznego w celu ograniczenia rozprzestrzeniania się SARS-CoV-2, popartym wieloma badaniami. Nasze badanie zostało błędnie opisane jako sugerujące, że noszenie masek nie jest skuteczne, co nie jest prawidłową interpretacją wyników naszych badań. Niektóre infekcje będą występować pomimo noszenia masek i innych środków zdrowia publicznego. Niektóre wypadki samochodowe zdarzają się mimo sprawnie działających samochodowych układów hamulcowych. Nie oznacza to, że wszyscy powinniśmy mieć swobodę, aby przestać jeździć samochodami z hamulcami. A nasze badania nie prowadzą do wniosków, że maski są nieskuteczne i należy z nich zrezygnować. To przygnębiające, jak wiele osób ucierpiało lub zmarło z powodu SARS-CoV-2, ale noszenie masek, co nadal czynię we wszystkich miejscach publicznych, było tylko pomocne w zapobieganiu kolejnym cierpieniom.
Z poważaniem,
Stuart Sealfon MD
Profesor neurologii z rodziny Glickenhaus
Dyrektor Center for Advanced Research on Diagnostic Assays (CARDA)
Emerytowany prezes Wydziału Neurologii
System opieki zdrowotnej Mount Sinai
Profesor neurobiologii i nauk farmakologicznych
Icahn School of Medicine w Mount Sinai
Annenberg 14-44
Icahn School of Medicine at Mount Sinai
Nowy Jork, N.Y.
Źródło:
