Nyligen utvecklade molekylära tekniker har revolutionerat tuberkulosepidemiologin. Flera studier har använt dessa verktyg för att undersöka populationsstrukturen av Mycobacterium tuberkulos isolat i olika samhällen. Fördelningen av kluster av M. tuberkulosisolat i dessa miljöer kan på olika sätt återspegla sociala blandningsmönster eller den differentiala lämpligheten hos specifika kloner av organismen. Vi utvecklade en individbaserad mikrosimulering av tuberkulosöverföring för att undersöka sociala och demografiska bestämningsfaktorer för klusterdistribution och för att observera effekten av överföringsdynamiken på empiriska data från molekylära epidemiologiska studier. Våra resultat visar att flera värdrelaterade faktorer bidrar till stor variation i klusterdistributioner även när alla stammar av organismen antas vara lika överförbara. Dessa värdkarakteristika inkluderar åtgärder såsom kemoterapi, vaccination och kemoprofylax, HIV-prevalens, befolkningens åldersstruktur och prevalensen av latent tuberkulosinfektion. Vi överväger konsekvenserna av dessa resultat för tolkningen av klusterstudier av M. tuberkulos samt den mer allmänna tillämpningen av mikrosimuleringsmodeller på infektiös sjukdomsepidemiologi. O ver de senaste 10 åren, molekylära verktyg har blivit tillgängliga som har förändrat det sätt som epidemiologer studerar överföringen av infektionssjukdomar (1). Förutom sin roll när det gäller att upptäcka ospekterade överföringslänkar (2-4) används molekylära markörer i allt högre grad för att studera överföringsmönster inom populationer och för att utvärdera värd- och stamspecifika riskfaktorer för sjukdomsspridning (5, 6). Ingenstans har detta tillvägagångssätt använts mer rigoröst än i det banbrytande arbetet med den molekylära epidemiologin av tuberkulos (TB). Sedan utvecklingen av standardiserade metoder för DNA-fingeravtryck av Mycobacterium tuberkulos har molekylära tekniker använts för att uppskatta andelen fall som kan hänföras till den senaste tidens överföring av M. tuberkulos (7-14), identifiera värdspecifika riskfaktorer för sjukdomsspridning (15-18), dokumentera exogen reinfektion (19-21) och studera mönster av läkemedelsresistens (22) (23) (24). Undersökare har också börjat använda dessa metoder för att undersöka potentiella stamspecifika skillnader i bakteriella fenotyper såsom vävnadstropism, virulens och transmissibilitet (25, 26). Denna forskning har visat att den genetiska mångfalden av M. tuberkulosisolat från olika mänskliga samhällen kan variera avsevärt (27, 28). Kluster av identiska isolat antas dela DNA- fingeravtryck som ett resultat av spridningen av organismen bland de mänskliga värdar som hyser isolaten i klustret. Patienter med tbc vars isolat inte kan grupperas i kluster, dvs. de med unika DNA-fingeravtryck, antas ha en sjukdom som beror på reaktivering av latent infektion som förvärvats tidigare. Variation i fördelningen av kluster av M. tuberkulosisolat i olika samhällen tros återspegla olika TB överföringsdynamik och intensitet i olika delar av världen. En hög andel grupperade isolat i en gemenskap tyder på pågående TB-överföring, medan en dominerande av unika fall innebär att de flesta TB fall orsakas av reaktivering av fjärrinfektion utan ytterligare spridning (29, 30). Distributionen av genotyper inom bakteriepopulationer kan också återspegla skillnader i den selektiva fördelen av specifika kloner, särskilt de som är mer överförbara eller ''pass'' än deras motsvarigheter (31, 32). Kloner som är särskilt överförbara förväntas infektera fler mänskliga värdar per kontakt och kan därför tillhöra större kluster än mindre överförbara kloner. Flera molekylära studier av Neisseria meningitides, till exempel, har använt denna metod för att karakterisera pandemiska stammar som visade sig vara genetiskt åtskilda från de stammar som isolerats i sporadiska fall av meningit (33). Flera nyligen genomförda epidemiologiska studier av tuberkulos har fokuserat på stora grupper av fall orsakade av en enda genotyp eller stam av M. tuberkulos (34) (35) (36) (37) (38). I vissa fall tillskrevs dessa utbrott en ökad kapacitet för överföring och replikation av den specifika stammen (37). Andra studier beskrivs mycket rörliga eller komplexa sociala nätverk som kan ha underlättat den produktiva spridningen av organismen (34) (35) (36) 38). I praktiken kan det vara svårt att skilja mellan effekterna av variabilitet i belastningsbeteendet och den ofta komplexa överföringsdynamiken hos tbc i analysen av differentialklusterstorlek. Ett sätt att ta itu med detta problem är att ta hänsyn till det spektrum av klusterstorlekar som kan förväntas i avsaknad av stamspecifika variationer i överförbarhet, dvs. att fastställa en förväntan på klusterfördelningar i enlighet med nollhypotesen att alla stammar är lika överförbara. Under det senaste årtiondet har matematiska modeller av överföringsdynamiken hos tbc utvecklats som har hjälpt till att belysa de faktorer som påverkar tbc-epidemier (39) (40) (41) (42) (43) (44). Flera nya studier har börjat använda några av de begrepp som utvecklats i dessa modeller för att undersöka sambandet mellan modellparametrar såsom den grundläggande reproduktionstakt och klusterstorlek (45, 46). Även om denna forskning har viktiga konsekvenser för tolkningen av resultaten av molekylär epidemiologi, har få studier uttryckligen undersökt effekterna av de sociala och demografiska variabler som påverkar tuberkulosdynamiken på populationsstrukturen hos mykobakteriella isolat. Denna rapport beskriver en stokastisk modell av TB-överföring som genererar klusterdistributioner samt uppskattningar av de årliga förekomsterna av TB-infektion och sjukdom för en rad olika indatavariabler. Eftersom få av de parametrar som är relevanta för TB överföring har varit väl karakteriserade, syftet med denna studie är inte att förutsäga fördelningar av klusterstorlek i specifika sammanhang. Det är snarare att undersöka inverkan av olika TB överföringsdynamik på populationsstrukturen av isolat av M. tuberkulos och, mer allmänt, att skapa en koppling mellan discipliner av infektionssjukdomar dynamik och molekylär epidemiologi. Simuleringsmodell. En mikrosimuleringsmodell av TB-överföring användes för att generera dynamiska överföringskedjor av TB. De åtgärder som föreskrivs i denna förordning är förenliga med yttrandet från ständiga kommittén för växter, djur, livsmedel och foder.
I ett äldre men fortfarande relevant dokument använde REF en mikrosimuleringsmodell för att generera dynamiska överföringskedjor av tuberkulos och undersökte de epidemiologiska och demografiska bestämningsfaktorerna för den genomsnittliga storleken på kluster och andelen isolat.
Determinants of cluster distribution in the molecular epidemiology of tuberculosis
{'venue': 'Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America', 'journal': 'Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America', 'mag_field_of_study': ['Medicine', 'Biology']}