Ученые, политики и медицинские работники стремятся определить, в какой степени COVID-19 может быть сезонным. Понимание этого аспекта болезни может помочь нам в реагировании на пандемию.

Исследователи из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре обнаружили доказательства того, что распространение COVID-19 зависит от УФ-излучения.

Хотя это говорит о том, что COVID-19 может меняться в зависимости от сезона, существуют и другие сезонные факторы, такие как температура, удельная влажность и осадки, влияние которых неясно, учитывая доступные данные. Результаты опубликованы в Proceedings of the National Academy of Sciences .

«Родственные виды коронавируса – такие как SARS 2003 года и MERS 2012 года – оказались слабо связаны с температурой и влажностью, но были чувствительны к УФ-излучению», – сказал соавтор Кайл Менг, экономист-эколог Экономический факультет Калифорнийского университета в Санта-Барбаре и школа экологических наук и менеджмента имени Брена при кампусе

Менг вместе с Таммой Карлтон, также из школы Брен, Питером Хайберсом и Джонатаном Проктором из Гарварда, и Жюлем Корнете из французской École Normale Supérieure Paris-Saclay, стремились изучить взаимосвязь между УФ-излучением и распространением COVID- 19 путем создания глобального набора данных с высоким разрешением о ежедневных случаях COVID-19.

Во многих работах сравниваются разные места, чтобы понять, как болезнь реагирует на различные условия окружающей среды. Но этот подход вводит множество потенциально мешающих факторов в статистические модели, такие как качество здравоохранения, доход и культурные нормы.

Мэн приводит в качестве примера Соединенные Штаты с более умеренным климатом и Бразилию с более тропическим климатом. «США и Бразилия разные по разным причинам», – сказал он. «У них разные экономические условия и институты в дополнение к разным условиям окружающей среды». Эти различия, по его словам, не позволяют провести четкое сравнение распространения COVID-19 исключительно на основе условий окружающей среды.

Чтобы обойти эту проблему, команда провела лонгитюдное исследование, по сути сравнивая многие популяции с самими собой с течением времени. Таким образом, вместо того, чтобы сравнивать Бразилию с США, они будут сравнивать сообщества в Бразилии с самими собой в другое время, когда изменились местные условия окружающей среды.

«Мы в основном спрашиваем, влияют ли ежедневные колебания условий окружающей среды, с которыми сталкивается население, на новые случаи COVID-19 спустя две недели», – пояснил Мэн.

Для этого исследователям потребовалось много данных. К сожалению, когда команда начала свою работу, международные наборы данных COVID-19, такие как набор данных Джона Хопкинса, предоставляли данные только на уровне страны. Записи с более высоким разрешением были разбросаны по разным агентствам и учреждениям на разных языках и в разных форматах.

«Мы взяли множество разрозненных наборов данных из статистических агентств разных стран и согласовали их, чтобы создать глобальный набор данных, состоящий из более чем 3000 пространственных единиц», – сказал Карлтон. Затем авторы использовали набор данных о метеорологических условиях с суточным разрешением, чтобы сопоставить местные условия окружающей среды с ежедневным подсчетом случаев COVID-19.

Исследователи применили набор статистических методов, чтобы проанализировать, как четыре переменных – УФ-излучение, температура, влажность и осадки – коррелируют с суточным темпом роста случаев COVID-19, показателем того, насколько быстро распространяется болезнь. в регионе.

Они также оценили временной лаг между изменениями в условиях окружающей среды и возможным воздействием на зарегистрированные случаи COVID, который может быть значительным, учитывая четырех-семидневный инкубационный период вируса, а также дополнительные задержки из-за тестирования.

Команда обнаружила доказательства того, что воздействие ультрафиолета в этом месте значительно влияет на передачу COVID-19. Изменение УФ-излучения на 1 стандартное отклонение (примерно равное разнице УФ-излучения между маем и июнем в Лос-Анджелесе) снизило темпы роста новых случаев заболевания примерно на 1 процентный пункт в течение следующих двух недель.

Это может снизить темпы роста COVID-19 со среднесуточного прироста в начале эпидемии на 13% до 12% прироста в день.

Основываясь на ожидаемых сезонных изменениях УФ-излучения, модель предсказывала, что темпы роста увеличатся на 7,3 процентных пункта для южных регионов с умеренным климатом в период с января по июнь. Между тем, в северных регионах с умеренным климатом за тот же период УФ-излучение сократится на 7,4 процентных пункта, поскольку более длинные дни увеличивают воздействие УФ-излучения.

Этот узор меняется по мере смены времен года. К декабрю исследователи предсказали, что темпы роста COVID-19 могут снизиться на 7,7 процентных пункта в южных регионах с умеренным климатом по сравнению с июлем, а в более прохладных северных районах за этот период может наблюдаться скачок на 7,8 процентных пункта.

Важно отметить, что сезонное влияние ультрафиолета на передачу болезни невелико по сравнению с политикой социального дистанцирования, такой как запрет на поездки, закрытие школ или изоляция дома, отметили авторы. Независимо от погоды, меры социального дистанцирования кажутся необходимыми, чтобы существенно замедлить распространение.

В соответствии с этими выводами, уровень инфицирования в северном полушарии в течение лета, по-видимому, снизился, возможно, из-за увеличения воздействия ультрафиолета. Однако в то же время большая часть северного полушария также ослабила свои правила пребывания дома в связи с COVID, сказал Мэн.

В результате возникает смешение между УФ-эффектами и ослаблением ограничений в летние месяцы. «Это основная причина того, почему в нашем исследовании используются суточные колебания воздействия ультрафиолетового излучения, отчасти для того, чтобы избежать смешанных влияний при рассмотрении долгосрочных изменяющихся колебаний»

Эти данные согласуются с опасениями по поводу всплеска инфекций COVID-19, который в настоящее время наблюдается в США с приходом зимы; однако, чтобы получить полную картину сезонности, исследователям потребуются более точные оценки того, как болезнь реагирует на другие сезонно меняющиеся условия окружающей среды, такие как температура и удельная влажность.

«Мы уверены в УФ-эффекте, но это только часть полной сезонной картины», – сказал Карлтон.

Лабораторные исследования в конечном итоге будут иметь решающее значение для определения действующих механизмов, хотя авторы подозревают, что за влиянием УФ-излучения на передачу COVID-19 могут стоять несколько факторов, некоторые из которых невозможно изучить в лаборатории.

Первый – биологический. УФ может повредить нуклеиновые кислоты, которые вирус использует для кодирования своей генетической информации. Соавтор Джонатан Проктор, научный сотрудник Гарвардского университета, утверждал, что УФ-излучение может инактивировать вирус в процессе его передачи, например, когда он находится в воздухе или находится на открытой поверхности.

«Так же, как УФ может разрушить нашу собственную ДНК, если мы не используем солнцезащитный крем, УФ может повредить вирус COVID-19», – сказал Проктор.

Другой компонент – поведенческий. Например, люди могут чаще выходить на улицу, когда солнечно, что может снизить риск передачи инфекции. В то время как лабораторные исследования могут помочь определить биологические механизмы, исследования на популяционном уровне, подобные этому, также способны улавливать социальные факторы.

В контексте всего этого наше исследование предполагает, что сезонные изменения УФ-излучения могут повлиять на передачу COVID-19 в ближайшие месяцы. И если это правда, нам нужно тщательно подумать о том, как изменить политику сдерживания COVID-19 в зависимости от сезона ».

Кайл Мэн, соавтор исследования и экономист-эколог, экономический факультет Школы экологических наук и менеджмента им. Брена, Калифорнийский университет в Санта-Барбаре