Когда вирусы вторгаются в популяции наивных хозяев и распространяются преимущественно путем локальной передачи, мы ожидаем увидеть волнообразное распространение в географическом пространстве. Поскольку вирусы быстро развиваются из-за их высокой скорости мутации, эти волнообразные модели локальной передачи (от человека к человеку и от деревни к деревне) должны генерировать волнообразные модели генетической изменчивости, где географическое расстояние между местоположениями и генетическое расстояние между вариантами положительно коррелирует.
Однако в современном мире схемы передачи более сложны, поскольку патогены человека также «путешествуют» автомобильным, железнодорожным и воздушным транспортом. Чтобы изучить, как генетическая изменчивость коррелирует с пространственным распределением в высокомобильном обществе, Брук Бозик и Лесли Реал из Университета Эмори в Атланте выяснили, могут ли меры расстояния, определяемые сетями авиалиний и пригородных перевозок, объяснить популяционную генетическую структуру вирусов сезонного гриппа внутри Соединенные штатыАнализируя туристические сети, исследователи подсчитали, что во время сезона гриппа около 1,6 миллиона человек путешествуют по межгосударственной авиационной сети в день, и что большинство штатов США хорошо связаны с большинством других штатов. Больше людей (более 3,8 миллиона) ежедневно путешествуют по наземной пригородной сети между штатами, но подавляющее большинство соединений здесь происходит между соседними штатами, и в большей степени на востоке, чем на западе США.
Затем исследователи проанализировали генетические вариации вирусов гриппа (как вирусы H3N2, так и H1N1) от вирусов, выделенных и классифицированных за 10 сезонов: с 2003/2004 по 2012/2013 годы в США. Затем они сравнили генетическое расстояние (которое больше между последовательностями которые более расходятся) с (1) географическим расстоянием и с альтернативными мерами расстояния (2) межгосударственными авиалиниями и (3) межгосударственными пригородными сообщениями.Они обнаружили, что, хотя все три показателя расстояния коррелировали с генетическим расстоянием, по крайней мере, некоторое время, пригородная сеть чаще была связана с генетическим расстоянием, чем любая другая мера пространственного или сетевого расстояния для подтипа H1N1. Кроме того, связь между генетическим расстоянием и пригородной сетью часто оставалась значительной после учета географического расстояния, демонстрируя, что относительная величина перемещения хозяина в пространстве имеет большее влияние на путь распространения патогена, чем географическая близость мест отбора проб.
Исследователи говорят, что, насколько им известно, это первое доказательство того, что структура населения (выявленная туристическими сетями) для сезонного гриппа обнаруживается в масштабах континентальной части США. Вирус H3N2, даже несмотря на то, что и географическое расстояние, и расстояние до города временами коррелировали с генетическим расстоянием.
Возможно, текущего разрешения происхождения вариантов вируса (по штатам, а не по округам) недостаточно для выявления корреляции между обычно более агрессивным и быстро распространяющимся вирусом H2N3 и моделями путешествий.Исследователи приходят к выводу, что, хотя недавние результаты показали, что авиационная сеть играет важную роль в передаче сезонного гриппа во всем мире, их результаты показывают, что, когда структура населения поддается обнаружению, именно пригородная сеть имеет большее значение в более региональных регионах.
Весы. Обсуждая последствия для общественного здравоохранения, исследователи говорят, что обнаружение сетевой структуры подразумевает, что модели распространения эпидемии в некоторой степени предсказуемы, и указывают, что « отсутствие предсказуемости проблематично для разработки стратегий сдерживания, поскольку предполагает, что ежегодное сезонное распространение гриппа внутри стран сильно варьируется и сильно зависит от случайных событий ».
Полученные здесь результаты, основанные на генетических данных, согласуются с предыдущими исследованиями с использованием данных о случаях заболевания, похожего на грипп; оба показывают, что закономерности действительно существуют, с сильно связанными состояниями, имеющими одинаковые по времени эпидемические пики, и аналогичные генетические варианты циркулируют. На обнаруженные ими закономерности, вероятно, влияют штаты с большим количеством пассажиров, и исследователи предполагают, что «выявление этих состояний, а также сетевых путей, которые существенно способствуют распространению гриппа, является важным следующим шагом для эпидемиологических исследований».