Persönliche Gesundheit

Neues tool für das tracking cholera-Ausbrüche machen könnte es leichter zu erkennen, tödlichen Epidemien

Algorithmen anhand der Daten von autoantikörpersignaturen in den Völkern‘ Blut, können die Wissenschaftler zu beurteilen, die Größe der cholera-Ausbrüche und identifizieren Sie hotspots der cholera-übertragung genauer als je zuvor, entsprechend einer Studie geführt von den Wissenschaftlern an der Johns Hopkins Bloomberg School of Public Health.

Aktuelle Methoden für die Verfolgung von cholera-Ausbrüche verlassen sich stark auf die lokalen Krankenhaus-Berichte der cholera-ähnliche Durchfall-Fälle und sind relativ ungenau. In der neuen Studie, online veröffentlicht Feb. 20 im th-journal Science Translational Medicine, die Forscher entwickelten machine-learning-algorithmen, die Verwendung der Ergebnisse aus mehreren cholera-Antikörper-tests, um genau zu identifizieren Personen, die vor kurzem infiziert.

Das team fand heraus, dass ein Algorithmus mit einer Reihe von Antikörper-Maßnahmen feststellen konnte, sehr sensibel, mit sehr niedrigen raten von false positives, ob eine person hatte eine cholera-Infektion innerhalb verschiedener Zeitfenster in dem Jahr vor, dass das Blut Probe, beispielsweise innerhalb der letzten 45 Tage oder die letzten 100 Tage.

„Wir denken, dies könnte ein nützliches neues Werkzeug, nicht nur für die Verfolgung von cholera-Inzidenz in verschiedenen Bevölkerungsgruppen, aber auch für die Messung, wie gut verschiedene cholera-Steuerelement Interventionen arbeiten“, sagt Studie führen Autor Andrew Azman, Ph. D., assistant scientist in der Abteilung der Epidemiologie an der Bloomberg-Schule.

Cholera entsteht, wo Wasser und sanitäre Infrastruktur ist unsicher. Es ist verursacht durch das Bakterium Vibrio cholerae, und verfügt über wässrigen Durchfall mit sich bringen können lebensbedrohliche Austrocknung und Verlust von Elektrolyten. Die Krankheit wird gedacht, zu infizieren, um 2 Millionen auf 3 Millionen und töten mehr als 100.000 Menschen auf der ganzen Welt jedes Jahr, vor allem in Afrika, Süd-Asien und Haiti. Einen letzten großen Ausbruch im Jemen berichtet von mehr als 1 million Fällen, wenn auch, aufgrund der dezimierten Gesundheitsüberwachung Infrastruktur des Landes, die wahre Zahl der Fälle ist unbekannt.

Obwohl ein wichtiger Erster Schritt bei der Kontrolle der cholera ist immer eine Schätzung der geografischen Ausmaß und die rate der Verbreitung, der öffentlichen Gesundheit Beamten in einkommensschwachen Einstellungen können in der Regel nur grobe Schätzungen basierend auf den zahlen der Patienten mit wässrigem Durchfall, der Besuch von lokalen Krankenhäusern.

„Wenn wir wollen, zu beseitigen, cholera, wir müssen in der Lage sein zu zählen Fälle, genau, und dieses Bedürfnis ist, was motiviert unsere Studie,“ Azman sagt. „Sogar in Ländern wie Bangladesch, wo die cholera wurde Jahrzehnte lang studiert, haben wir nicht, eine gute Schätzung wie viel dort die cholera ist und wo im Land es eher auftreten.“

Die Studie wurde von einem team von Wissenschaftlern aus mehreren Institutionen, einschließlich der Bloomberg-Schule der Universität von Utah, Massachusetts General Hospital, Epicentre und dem International Centre for Diarrhoeal Disease Research in Dhaka, Bangladesch. Letztere 1,569 Blut-test-Ergebnisse, die Maßnahmen der verschiedenen Gruppen von anti-cholera-Antikörper von lokalen cholera-Fällen und nicht-infizierten Kontakte. Azman und Kollegen verwendeten Antikörper Daten zu „trainieren“, oder Programm, maschinelles lernen software-algorithmen, um Menschen zu identifizieren infiziert mit cholera in den letzten Wochen oder Monaten.

„Verschiedene Arten von Antikörper gegen Vibrio cholerae neigen dazu, zu erhöhen, Höhepunkt und fallen wieder auf ein normales Niveau mit anderen Timings nach Exposition gegenüber cholera, so können wir diese Unterschiede in den Antikörper-Antworten, um abzuschätzen, ob und, wenn eine Person infiziert wurde,“ Azman sagt. „Ein test, der es uns erlauben würde, zu wissen, dass, wenn eine person hatte eine jüngste cholera-Infektion könnte Tür und Tor öffnen, um zu verfolgen die trends der cholera-übertragung in einer Bevölkerung durch regelmäßige Umfragen, wo eine zufällige Gruppe von Menschen, die gebeten werden, ein Tropfen Blut.“

Ein solcher test würde auch die Fähigkeit verbessern, besser zu verstehen, wie neue Interventionen gegen cholera, einschließlich Wasser-und Sanitärversorgung Verbesserungen und Impfstoffe führen zu einer Verringerung von cholera-Gefahr.

Mit sechs verschiedenen Antikörper-basierte Prüfungen möglicherweise unpraktisch in low-Ressource-Einstellungen, aber Azman und seine Kollegen festgestellt, dass, wenn Sie die zwei nützlichsten Maßnahmen der cholera-Antikörper, könnten Sie eine Schätzung der letzten Zeit-Fenster für die cholera-Infektion fast so genau—und noch viel genauer als single-Antikörper-test-Ergebnisse.

Das team überprüft Ihre zwei-Maß-Algorithmus, indem Sie finden, dass es blieb genau, wenn angewandt, um einen unabhängigen Satz von Blut-test-Ergebnisse von 38 freiwillige in Nordamerika, die hatten infiziert wurden V. cholerae als Teil einer klinischen Studie für einen cholera-Impfstoff. Die Freiwilligen waren in der Kontrollgruppe, die nicht erhalten den Impfstoff.

Schließlich, Azman und Kollegen einrichten von software-Simulationen der cholera-Ausbrüche unterschiedlicher Größe und simuliert kleinen serosurveys (wo eine zufällige Teilmenge der Bevölkerung hatte Ihre Antikörper gemessen). Sie fanden, dass die Prüfung weniger als 500 Menschen nach einem Ausbruch und der Anwendung Ihres Algorithmus erzeugen konnten gute Schätzungen der cholera-Inzidenz bei diesen simulierten Epidemien, vor allem, wenn die Epidemien waren relativ kurz, dauerhafte Wochen oder Monate.

Diese Fortschritte bieten können, eine dringend benötigte Werkzeug für die Messung und Beschleunigung der Fortschritte bei der Beseitigung der cholera, als eine Bedrohung der Gesundheit bis zum Jahr 2030, einem kürzlich angekündigten Ziel von der WHO-backed Global Taskforce für Cholera Kontrolle.

„Unser Ansatz funktioniert Recht gut in einer Reihe von Epidemie Größen und sogar mit relativ kleinen Stichproben, was darauf hindeutet, dass Modelle wie der unseren angewendet werden, um Daten, die aus Umfragen von gesunden Menschen, wo das Blut gesammelt, der nützlich sein könnte für ein besseres Verständnis cholera-übertragung in das Feld“ Azman sagt.