16.1: Мова епідеміологів

Цілі навчання

• Поясніть різницю між поширеністю та частотою захворювання
• Розрізняють характеристики спорадичних, ендемічних, епідемічних та пандемічних захворювань
• Поясніть використання постулатів Коха і їх модифікацій для визначення етіології захворювання
• Поясніть взаємозв'язок між епідеміологією та громадським здоров'ям

Клінічна спрямованість: Частина 1

Наприкінці листопада та на початку грудня лікарня на заході Флориди почала спостерігати сплеск кількості випадків гострого гастроентериту, подібних до симптомів. Пацієнти почали прибувати до відділення невідкладної допомоги зі скаргами на надмірні напади блювоти (блювоту) і діарею (при відсутності крові в калі). Вони також скаржилися на болі в животі та спазми, і більшість з них були сильно зневоднені. Стурбований кількістю випадків, співробітники лікарні зробили кілька дзвінків і дізналися, що інші регіональні лікарні також спостерігають 10-20 подібних випадків на день.

Вправа\(\PageIndex{1}\)

1. Які можливі причини цього спалаху?
2. Якими способами ці випадки можуть бути пов'язані, і як можуть бути підтверджені будь-які підозрювані посилання?

Область епідеміології стосується географічного розподілу та термінів виникнення інфекційних захворювань та того, як вони передаються та підтримуються в природі, з метою розпізнавання та контролю спалахів. Наука епідеміології включає етіологію (вивчення причин захворювання) і дослідження передачі хвороби (механізмів, за допомогою яких відбувається поширення захворювання).

Аналіз захворювань у популяції

Епідеміологічні аналізи завжди проводяться стосовно популяції, яка є групою осіб, які піддаються ризику захворювання або стану. Населення можна визначити географічно, але якщо сприйнятлива лише частина особин у цій місцевості, можуть знадобитися додаткові критерії. Сприйнятливі особи можуть визначатися певною поведінкою, такою як внутрішньовенне вживання наркотиків, володіння певними домашніми тваринами або членство в установі, наприклад коледжі. Можливість визначити населення важлива, оскільки більшість заходів, що представляють інтерес до епідеміології, проводяться з посиланням на чисельність населення.

Стан хворого називається захворюваністю. Хворобливість у популяції може виражатися декількома різними способами. Хворобливість або загальна захворюваність виражається в кількості особин без прив'язки до чисельності популяції. Рівень захворюваності може виражатися як кількість хворих особин із стандартної кількості особин у популяції, таких як 100 000, або як відсоток населення.

Існує два аспекти захворюваності, які мають відношення до епідеміолога: поширеність захворювання та його захворюваність. Поширеність - це кількість або частка осіб з певною хворобою в даній популяції в певний момент часу. Наприклад, Центри з контролю та профілактики захворювань (CDC) підрахували, що в 2012 році налічувалося близько 1,2 мільйона людей 13 років і старше з активною інфекцією вірусу імунодефіциту людини (ВІЛ). Виражається у вигляді частки, або норми, це поширеність 467 інфікованих осіб на 100 000 населення. ¹ З іншого боку, захворюваність - це кількість або частка нових випадків за певний період часу. За той же рік та населення CDC підрахував, що було зареєстровано 43 165 нещодавно діагностованих випадків ВІЛ-інфекції, що становить 13,7 нових випадків на 100 000 населення. ² Зв'язок між захворюваністю та поширеністю можна побачити на малюнку\(\PageIndex{1}\). Для хронічного захворювання, такого як ВІЛ-інфекція, поширеність, як правило, буде вищою, ніж захворюваність, оскільки вона являє собою сукупну кількість нових випадків протягом багатьох років за вирахуванням кількості випадків, які більше не активні (наприклад, через те, що пацієнт помер або був вилікуваний).

Окрім рівня захворюваності, також може повідомлятися про захворюваність та поширеність смертності (смерті). Рівень смертностіможе виражатися як відсоток населення, яке померло від хвороби або як кількість смертей на 100 000 осіб (або інше відповідне стандартне число).

Малюнок\(\PageIndex{1}\): Цей графік порівнює захворюваність на ВІЛ (кількість нових випадків, про які повідомляється щороку) з поширеністю (загальна кількість випадків щороку). Поширеність та захворюваність також можуть бути виражені у вигляді норми або пропорції для даного населення.

Вправа\(\PageIndex{2}\)

1. Поясніть різницю між захворюваністю та поширеністю.
2. Опишіть, як виражаються показники захворюваності та смертності.

закономірності захворюваності

Захворювання, які спостерігаються лише зрідка, і зазвичай без географічної концентрації, називаються спорадичними захворюваннями. Приклади спорадичних захворювань включають правець, сказ та чуму. У Сполучених Штатах Clostridium tetani, бактерія, яка викликає правець, є повсюдною в грунтовому середовищі, але випадки зараження трапляються лише рідко і в розкиданих місцях, оскільки більшість людей вакциновані, чисті рани належним чином, або лише рідко перебувають у ситуації, яка спричинить зараження. ³ Так само в Сполучених Штатах щороку є кілька розсіяних випадків чуми, зазвичай заражаються від гризунів у сільській місцевості в західних штатах. ⁴

Захворювання, які постійно присутні (часто на низькому рівні) у популяції в межах певного географічного регіону, називаються ендемічними захворюваннями. Наприклад, малярія є ендемічною для деяких регіонів Бразилії, але не є ендеміком США.

Захворювання, для яких більша, ніж очікувалося, кількість випадків відбувається за короткий час в межах географічного регіону, називаються епідемічними захворюваннями. Грип є хорошим прикладом поширеного епідемічного захворювання. Захворюваність грипом, як правило, зростає щозими в північній півкулі. Ці сезонні збільшення очікуються, тому не було б точно сказати, що грип є епідемією щозими; однак деякі зими мають зазвичай велику кількість випадків сезонного грипу в певних регіонах, і такі ситуації кваліфікуються як епідемії (рисунок\(\PageIndex{2}\) і малюнок\(\PageIndex{3}\)).

Епідемічне захворювання сигналізує про порушення рівноваги за частотою захворювань, часто виникає внаслідок певної зміни умов навколишнього середовища або в популяції. У разі грипу порушення може бути пов'язано з антигенним зрушенням або дрейфом (див. Фактори вірулентності бактеріальних та вірусних збудників), що дозволяє штамам вірусу грипу обійти набутий імунітет своїх господарів людини.

Епідемія, яка виникає у світовому масштабі, називається пандемічною хворобою. Наприклад, ВІЛ/СНІД є пандемічною хворобою, і нові штами вірусу грипу часто стають пандемією.

Малюнок\(\PageIndex{2}\): У сезоні грипу 2007—2008 років у США було значно вищим, ніж зазвичай, кількість відвідувань відділень невідкладної допомоги з приводу грипоподібних симптомів порівняно з попереднім та наступним роками. (кредит: зміна роботи Центрів контролю та профілактики захворювань)

Малюнок\(\PageIndex{3}\): Поріг сезонної епідемії (синя крива) встановлюється даними на основі CDC за попередні п'ять років. Коли фактичні показники смертності перевищують цей поріг, захворювання вважається епідемічним. Як показує цей графік, смертність, пов'язана з пневмонією та грипом, спостерігалася яскраво виражені епідемії взимку 2003—2004, 2005 та 2008 років. (кредит: зміна роботи Центрів контролю та профілактики захворювань)

Вправа\(\PageIndex{3}\)

1. Поясніть різницю між спорадичним і ендемічним захворюванням.
2. Поясніть різницю між ендемічною та епідемічною хворобою.

Клінічна спрямованість: Частина 2

Лікарі підозрювали, що певний тип харчового отруєння винен у раптовому спалаху гастроентериту після Дня подяки у західній Флориді. За двотижневий період спостерігалося 254 випадки, але до кінця першого тижня грудня епідемія припинилася так само швидко, як і почалася. Підозрюючи зв'язок між випадками на основі локалізованого характеру спалаху, лікарні передали свої медичні записи регіональному управлінню охорони здоров'я для вивчення.

Лабораторне дослідження зразків калу показало, що інфекції спричинені бактеріями сальмонели. Пацієнти варіювалися від дітей віком до трьох до людей похилого віку наприкінці вісімдесятих років. Випадки були майже рівномірно розділені між чоловіками та жінками. По всьому регіону було зафіксовано три підтверджені випадки смерті під час спалаху, все через сильне зневоднення. У кожному з смертельних випадків пацієнти не зверталися за медичною допомогою, поки їх симптоми не були важкими; також, всі померлі мали раніше існуючі захворювання, такі як застійна серцева недостатність, діабет або високий кров'яний тиск.

Ознайомившись з медичними документами, епідеміологи з бюро охорони здоров'я вирішили провести інтерв'ю з випадково відібраною вибіркою пацієнтів.

Вправа\(\PageIndex{4}\)

1. Які висновки, якщо такі є, можна зробити з медичної документації?
2. Що б епідеміологи сподівалися дізнатися, опитуючи пацієнтів? Які питання вони можуть задати?

Етіологія

При вивченні епідемії перше завдання епідеміолога - визначити причину захворювання, звану етіологічним збудником або збудником. Підключення захворювання до конкретного збудника може бути складним завданням через додаткові зусилля, які зазвичай потрібні для демонстрації прямого причинного зв'язку, на відміну від простої асоціації. Недостатньо спостерігати зв'язок між хворобою і підозрюваним збудником; для усунення інших можливих причин необхідні контрольовані експерименти. Крім того, патогени, як правило, важко виявити, коли немає негайного підказки щодо того, що викликає спалах. Ознаки та симптоми захворювання також зазвичай неспецифічні, що означає, що багато різних агентів можуть викликати однаковий набір ознак та симптомів. Це ускладнює діагностику навіть тоді, коли збудник знайомий вченим.

Роберт Кох був першим вченим, який спеціально продемонстрував збудника хвороби (сибірської виразки) в кінці 1800-х років. Кох розробив чотири критерії, тепер відомі як постулати Коха, яким довелося відповідати, щоб позитивно пов'язати хворобу з патогенним мікробом. Без постулатів Коха не відбувся б Золотий вік мікробіології. Між 1876 і 1905 роками багато поширених захворювань були пов'язані з їх етіологічними агентами, включаючи холеру, дифтерію, гонорею, менінгіт, чуму, сифіліс, правець та туберкульоз. Сьогодні ми використовуємо молекулярні постулати Коха, варіацію оригінальних постулатів Коха, які можуть бути використані для встановлення зв'язку між станом хвороби та ознаками вірулентності, унікальними для патогенного штаму мікроба. Оригінальні постулати Коха та молекулярні постулати Коха були більш детально описані в розділі Як патогени викликають хворобу.

Вправа\(\PageIndex{5}\)

Перерахуйте деякі проблеми для визначення збудника спалаху захворювання.

Роль громадських організацій охорони здоров'я

Головним національним агентством охорони здоров'я в США є Центри контролю та профілактики захворювань (CDC), агентство Департаменту охорони здоров'я та соціальних служб. CDC доручено захищати громадськість від хвороб та травм. Одним із способів, яким CDC виконує цю місію, є нагляд за Національною системою сповіщення про захворювання (NNDSS) у співпраці з регіональними, державними та територіальними департаментами охорони здоров'я. NNDSS відстежує захворювання, які вважаються важливими для громадського здоров'я в національному масштабі. Такі захворювання називаються захворюваннями, що підлягають повідомленню, або захворюваннями, що передаються, оскільки про всі випадки необхідно повідомляти CDC. Лікар, який лікує пацієнта із захворюванням, що підлягає повідомленню, юридично зобов'язаний подати звіт про справу. Захворювання, що підлягають повідомленню, включають ВІЛ-інфекцію, кір, вірусні інфекції Західного Нілу та багато інших. Деякі штати мають свої власні списки захворювань, які підлягають повідомленню, які включають захворювання, що перевищують ті, що входять до списку CDC.

Захворювання, що підлягають повідомленню, відстежуються епідеміологічними дослідженнями, і дані використовуються для інформування медичних працівників та громадськості про можливі ризики. CDC публікує щотижневий звіт про захворюваність та смертність (MMWR), який надає лікарям та медичним працівникам оновлені питання охорони здоров'я та останні дані, що стосуються захворювань, що підлягають повідомленню. Таблиця\(\PageIndex{1}\) є прикладом виду даних, що містяться в MMWR.

Таблиця\(\PageIndex{1}\): Захворюваність на чотири захворювання, що підлягають повідомленню, у США, тиждень, що закінчується 2 січня 2016 року

Хвороба	Поточний тиждень (2 січ. 2016 р.)	Медіана попередніх 52 тижнів	Максимум попередніх 52 тижнів	Накопичувальні випадки 2015
Кампілобактеріоз	406	869	1 385	46 618
Інфекція хламідіозом трахоматісом	11 024	28 562	31 089	1 425 303
лямбліоз	115	230	335	11 870
гонорея	3 207	7 155	8 283	369 926

Посилання на навчання

Поточний тижневий звіт про захворюваність та смертність доступний в Інтернеті.

Вправа\(\PageIndex{6}\)

Опишіть, як установи охорони здоров'я отримують дані про захворюваність захворюваннями, що мають важливе значення для охорони здоров'я.

Ключові поняття та резюме

• Епідеміологія - це наука, що лежить в основі охорони здоров'я.
• Захворюваність означає перебування в стані хвороби, тоді як смертність відноситься до смерті; як рівень захворюваності, так і рівень смертності цікавлять епідеміологів.
• Захворюваність - це кількість нових випадків (захворюваність або смертність), зазвичай виражена у вигляді пропорції, протягом певного періоду часу; поширеність - загальна кількість постраждалих у популяції, знову ж таки зазвичай виражається у вигляді пропорції.
• Спорадичні захворювання трапляються лише рідко і значною мірою без географічної спрямованості. Ендемічні захворювання протікають на постійному (і часто низькому) рівні всередині популяції. Епідемічні захворювання та пандемічні захворювання виникають, коли спалах відбувається на значно більшому, ніж очікувалося, рівні, як локально, так і в усьому світі відповідно.
• Постулати Коха вказують на процедуру підтвердження того чи іншого збудника як етіологічного збудника того чи іншого захворювання. Постулати Коха мають обмеження у застосуванні, якщо мікроб не можна ізолювати та культивувати або якщо для мікроба немає тваринного господаря. У цьому випадку будуть використані молекулярні постулати Коха.
• У Сполучених Штатах Центри з контролю та профілактики захворювань відстежують захворювання, що підлягають повідомленню, та публікують щотижневі оновлення у щотижневому звіті про захворюваність та смертність.

Виноски

1. 1 H. Ірен Холл, Цянь Ан, Тянь Тан, Ruiguang Song, Мі Чен, Тімоті Грін та Цзянь Кан. «Поширеність діагностованої та недіагностованої ВІЛ-інфекції - США, 2008—2012 рр.» Щотижневий звіт про захворюваність та смертність 64, № 24 (2015): 657—662.
2. 2 Центри з контролю та профілактики захворювань. «Діагнози ВІЛ-інфекції в США та залежних районах, 2014». Звіт про нагляд за ВІЛ 26 (2015).
3. 3 Центри з контролю та профілактики захворювань. «Нагляд за правцем - США, 2001—2008 рр.» Щотижневий звіт про захворюваність та смертність 60, № 12 (2011): 365.
4. 4 Центри з контролю та профілактики захворювань. «Чума в США». 2015 рік. http://www.cdc.gov/plague/maps. Доступ до 1 червня 2016 року.