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曆史數據和現代揭示見解麻疹流行病學方法:回顧性隊列研究關閉
  1. 貝弗利·J·帕特森1,
  2. 馬丁·D柯克2,
  3. 斯科特·卡梅倫3,
  4. 凱瑟琳·德4,
  5. 大衛·N Durrheim1,5
  1. 1獵人醫學研究所,紐卡斯爾大學新南威爾士州紐卡斯爾、澳大利亞
  2. 2國家中心的流行病學與人類健康澳大利亞國立大學,堪培拉、澳大利亞
  3. 3公共衛生紀律阿德萊德大學阿德萊德、澳大利亞
  4. 4中心臨床流行病學和生物統計學,紐卡斯爾大學大學開車,卡拉漢,新南威爾士,澳大利亞
  5. 5獵人新英格蘭人口健康新南威爾士州紐卡斯爾、澳大利亞
  1. 對應到貝弗利·J·帕特森博士;bev.paterson在}{gmail.com

文摘

目標麻疹流行在英格蘭在1800年代初;然而,直到1850年才抵達澳大利亞而其他傳染病也多在1788年與第一艦隊earlier-many——導致了一個問題,為什麼有一個區別。

設計船隻的外科醫生的航海日誌曆史檔案,1829 - 1882年麻疹疫情數據進行回顧性綜述。傳染病模型技術被應用於確定船隻將達到澳大利亞與感染麻疹病例。

設置曆史船外科醫生航海日誌的麻疹疫情發生在從英國到澳大利亞旅行為麻疹流行病學研究提供新的見解。

主要和次要結果的措施串行間隔和基本再生數(R0),免疫,爆發代、年齡分布、家庭內部傳輸和疫情長度麻疹在這些封閉的軍團。

結果五個麻疹疫情被確定(163例)。平均連續區間(101例)是12.3天(95% CI 12.1 - 12.5)。麻疹R0(95例)從7.7到-10.9不等。對麻疹的免疫力最低兒童≤10歲(範圍37 - 42%),而94 - 97%的成年人出現免疫。暴發範圍從4 - 6代,1850年以前,41歲,38天的持續時間。兩個1850年後爆發持續了超過70天,一個持續了32天。

結論麻疹綜合症報道在一艘船的外科醫生的日誌提供非凡的細節prevaccination麻疹流行病學船舶航行在封閉的環境中。本研究發現降低麻疹R0和更短的意思是臨床係列比一般報道的時間間隔。歸檔日誌的書表明船外科醫生,麻疹不太可能被引入澳大利亞在1850年之前,由於在船的乘客,高水平的免疫力低的兒童和旅行行程的長度從英格蘭到澳大利亞。

  • 流行病學
  • 傳染病

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文章總結

文章重點

  • ▪以前未開發的檔案材料,精心記錄由外科醫生負責人車載船隻在1800年代從英國到澳大利亞旅行,已被用於解決的問題為什麼麻疹直到1850年才達到澳大利亞,當其他傳染病也多在1788年與第一艦隊earlier-many到達。

  • ▪麻疹的特點,尤其是高危人群,傳播機製,生育數量,長度的孵化和傳染性的時期,導致麻疹隻被引入澳大利亞近一個世紀後歐洲結算。

  • ▪政治和社會變化在1850允許麻疹的引入到澳大利亞。

關鍵信息

  • ▪麻疹綜合症報道在一艘船的外科醫生的日誌提供非凡的細節prevaccination麻疹流行病學船舶航行在封閉的環境中。

  • ▪這研究發現降低麻疹R0和更短的意思是臨床係列比一般報道的時間間隔。

  • ▪歸檔日誌的書表明船外科醫生,麻疹不太可能被引入澳大利亞在1850年之前,由於在船的乘客,高水平的免疫力低的兒童和旅行行程的長度從英格蘭到澳大利亞。

本研究的優點和局限性

  • ▪本研究首先使用曆史的外科醫生主管航海日誌回顧163年麻疹病例在五船開往澳大利亞在1829年和1882年之間。

  • ▪流行病學分析曆史數據的使用帶來了很多挑戰和沒有辦法驗證信息記錄的個人醫生主管。

  • ▪小說曆史疫情數據被用來改善我們的理解麻疹流行病學;提供新的見解連續間隔和基本繁殖數量的麻疹。

介紹

麻疹流行在英格蘭在1800年代初,但澳大利亞政府記錄表明,麻疹隻是介紹了1850年之後,盡管兩國定期航運聯係(圖1)。1早期沒有麻疹是非凡的白喉、猩紅熱、百日咳索求一個偉大的歐洲移民和土著澳大利亞人在早期殖民時期,1,2後第一艦隊在1788年澳大利亞的到來。有人建議,澳大利亞最初保護麻疹疫苗因其高傳染性疫情可能在航行中燃燒出到澳大利亞,這可能需要8個月。1 - 3為了防止疫情在航行,乘客受到醫學檢查,不允許旅行,如果他們被認為是窩藏傳染病。4,5然而,隨著英國輝格黨政府掌權(1846 - 1852)與強烈要求自由貿易和引入法案廢除航海條例,1849年,英國航運公司購買更快和更大的美國船隻運送乘客和貨物到澳大利亞。6介紹了這些快速快船1850年英國澳大利亞繞過,縮短從大約180天不到100天,他們攜帶多達1000名乘客。7大圓航線的發現在這個這個無休止的南風從英格蘭Australia-further縮短旅行時間,而澳大利亞淘金熱在1850年代初導致大量湧入的移民(370年000年1852年孤獨8)。先前限製兒童的數量允許移民到澳大利亞作為夫婦不能接收輔助通道如果他們有三個孩子10歲以下和以上兩個七下,於1852年被取消。9

圖1

海葬*。* 1880年11月,澳大利亞畫報。使用許可的國家圖書館維多利亞,澳大利亞。

在1800年代,外科醫生負責人在海上航行到澳大利亞記錄症狀,治療和結果的個人年齡和性別在航海日誌。麻疹綜合症的哨兵特性(麻疹)標準化在醫學文本到1800年代10允許分化與其他疾病。艾特肯博士1864年,準確地描述麻疹:“作物的噴發深紅色皮疹,組成的輕微升高點,以不規則的圓形的形式處理,或新月;大約四天之前鼻黏膜炎的症狀,伴有發燒。它會影響係統隻有一次;有時作為一個流行病盛行。火山噴發持續六到七天,完成整個疾病的持續時間從9到12天”。11

傳染性疾病是其表達的基本繁殖數量(R0)。麻疹有R012 - 18。12 - 15連續時間間隔一般用來估計R016麻疹,這6-29天不等17一般以14天。18暴發與單個索引病例發生在封閉的群體,如島設置,18或全部易感人群提供了內容豐富的流行病學數據。少量的曆史prevaccination麻疹暴發提供參數估計10,19日至22日但歧義仍在潛伏期23和臨床連續間隔。17幸存的外科醫生負責人的航海日誌長航行提供了一個獨特的醫療事件的曆史記錄,有效地為疫情的數據在一個封閉的群體提供一個已知數量的易感者和一個固定的人口。這些數據被用來估計麻疹參數包括串行間隔和基本的R0,年齡分布、免疫力和長度和一代又一代的爆發。麻疹的可能性達到澳大利亞在1850年之前也被調查。

方法

我們確定了麻疹暴發(麻疹)外科醫生負責人對1829 - 1882年期間的航海日誌。一般來說,疾病病例總結一周的航行中,乘客和機組人員的數量和性別,航行的長度和兒童的數量少於10或14歲的年齡。一位作者(BP)搜索縮微平片在澳大利亞舉行聯合海軍記錄在澳大利亞國家圖書館複製項目,24堪培拉;摘要麻疹疫情的移民船文件25在阿德萊德研究中心;和外科醫生的報告26位於悉尼中心的記錄。在其他檔案記錄引用麻疹疫情,包括其他航海日誌,日記或疫情調查,也檢查了。報告或日誌的書也是不完整的,隻代表一小部分航行到澳大利亞,因此隻有一小部分的麻疹流行這段已經能夠被檢查。隻有麻疹疫情,詳細的數據包括在分析中。

Microsoft Excel 2003、Microsoft Excel 2007和占據11被用來計算免疫力,年齡分布,死亡率,串行間隔(間隔時間麻疹綜合症的發病症狀一代出現症狀的下一代,假設例評估症狀出現後不久17),一代又一代的疫情,疫情的長度,免疫水平和基本的R0分別為每個隊列,麻疹疫情被確認和所需的數據。

平均連續間隔和95%置信水平計算使用個人連續間隔每一代包含大小寫級數據。占據11是用來計算CIs。我們定義一個串行之間間隔的時間麻疹綜合症的發病症狀出現症狀的一代在下一代,17外科醫生記錄的負責人。假設例被外科醫生主管後不久出現症狀。個人代被確定通過視覺檢查數據來確定單獨的一波又一波的感染和確認這些似是而非的通過檢查的範圍內,以確保他們知道麻疹串行的間隔,這範圍6 - 29天。17我們假設乘客用同樣的名字是同一家族的成員組和住在密切接觸。在“家庭成員”被感染一個串行區間範圍內受感染的“家庭成員”,我們認為家庭成員感染源和使用他們的發病日期計算連續區間。例分配到一個“代”基於這些數據和假設。

麻疹疫情長度之間的時間被認為是臨床症狀出現在第一個和最後一個案例。由於麻疹的高傳染性和限製船舶環境,我們假設所有易感個體感染暴發期間,易感人群爆發之初的數量等於總病例數在疫情。27

基本的R0(平均二次病例數生成的主要情況在一個完全易感人口)12估計是基於假設的易感人群和人口數量。有效的繁殖數量(R)是新感染主機的數量總和的人口免疫或敏感。R是R的產物0乘以比例(x)的接觸由易感人群:R = R0x。如果R0= 18麻疹免疫和15%和85%的人口是敏感,那麼有效的繁殖數量是18×R = 0.15 = 2.7。麻疹會產生平均隻有2.7的情況下,而不是18在這個人口。使用解算器在Excel函數和數據從每個爆發,基本的R0估計通過確定的值最大化整個爆發的可能性(概率為每一代的產品)。

使用疫情數據,假設隨機人口混合感染的易感者在每一代的概率估計使用公式:嵌入式圖像 在R0=繁殖數量、P =船人口和ci =情況下在每一代(同性戀新澤西。個人通信。倫敦:英國健康保護局,2008)。感染的概率的概率易感個體將在每一代被感染。易感個體的風險將成為感染時間t, t + 1之間的Reed-Frost隨機模型公式15嵌入式圖像 在哪裏嵌入式圖像 =易感個體都會被感染的風險在接下來的時間間隔,兩個特定的概率p =個人有效接觸嵌入式圖像 =在timet感染個體的數量。我們假設這艘船人口的均勻混合。

Reed-Frost隨機模型,使用CRITBINOM和隨機數生成函數在Excel中,被用來建立感染麻疹病例的可能性將一艘船抵達澳大利亞。這個模型預測輔助情況下在每一代的數量和每個爆發的可能長度決定的。CRITBINOM函數模擬了二項分布的隨機數和機會引入到模型中。15在該模型中使用的參數的數量指標情況;易感個體的數量;預期基本R0(前麵步驟中計算)和船人口。一千每個爆發然後運行的模擬來確定最有可能的一代又一代的麻疹病例數這些參數。仿真結果是畫的可能分布爆發代相對於航行持續時間。

結果

29個外科醫生的航海日誌移民航行到澳大利亞(1837 - 1847),323年移民船文件(1848 - 1885)和六個報告確定了外科醫生在移民船隻航行和回顧。此外,160年罪犯船隻的航海日誌從1816 - 1849年簡要檢查,但是因為大多數乘客名單不包括孩子,他們不會維持暴發。5附帶詳細的麻疹綜合症爆發數據被確定在1829 - 1885年期間,共有163例(表1)。這些船隻的港口叫離開英倫三島,在到達澳大利亞之前。四個暴發發生在移民船:“Garrow”,28“羅斯林城堡”,29日“特裏維廉”30.和“Duntrune,31日和一個罪犯船“美國”。32麻疹病例的數量在每個船從6-52不等。乘客和機組人員數量從175 - 487不等,航行在1850年之後有更大的乘客數量。兒童的比例航行從20 - 25%不等。

表1

總結麻疹疫情對罪犯和移民船隻航行到澳大利亞,1829 - 1882

感染以年齡和性別

外科醫生”三艘船的航海日誌,“美國”、“Garrow”和“羅斯林城堡”,是全麵爆發足以允許詳細的描述,病例的平均年齡是6年(範圍<日至31日)。流行曲線暴發的“美國”(圖2)、“Garrow”(圖3)和“羅斯林城堡”(圖4)的麻疹病例顯示獨特的集群。3例在美國的孩子,但沒有信息說明兒童的總數。致死率隻能Garrow的疫情估計,有9%(4/43)的病例死亡。

圖2

麻疹疫情在船上“美國”,由天的航行,1829年。

圖3

麻疹疫情在船上Garrow, 1838天的航行,。

圖4

麻疹疫情在船上“羅斯林城堡”,由天的航行,1882年。

連續區間和代

連續間隔上的“美國”,“Garrow”和“羅斯林城堡”範圍從4天,平均12.3天(95% ci 12.1 - 12.5) (表2)。所有開始2 - 3 coprimary暴發病例而不是單個索引病例和持續了3 - 4代,隻有三個“羅斯林城堡”,曾記錄大多數情況下(n = 52)。基於估計爆發長度(70 +天)在“特裏維廉”和“Duntrune”,估計意思是串行的間隔12.3天,很可能有五到六代麻疹感染在這些爆發。

表2

串行的間隔,感染的概率,R0和R麻疹感染的船隻“美國”,“Garrow”和“羅斯林城堡”從英格蘭到澳大利亞旅行,1838 - 1882

免疫感染的年齡組

麻疹免疫估計範圍從81%到97%在所有乘客(表1)。“Garrow”和“羅斯林城堡”,免疫力最高射程94 - 97%的成年人。兒童免疫估計範圍從37%(19/52)的10歲以下兒童的“Garrow”42%(31/74)的14歲以下兒童“羅斯林城堡”。“特裏維廉”和“Duntrune”在上周的麻疹病例峰值航行和特裏維廉的麻疹病例抵達澳大利亞表明易感人群在航行中沒有疲憊。

基本的繁殖數量

R0計算“Garrow”和“羅斯林城堡”(表2),分別是8.7和10.9。估計是不可能的0在美國,因為它是未知的警衛的孩子,是否占一半的情況下,將混合著犯人因此不能滿足我們的均勻混合假設。此外,R0“特裏維廉”和“Duntrune”無法估計。

爆發時間

爆發在1850年之前持續了38歲和41天,而在1800年代末一個爆發持續了32天,和兩個(“特裏維廉”和“Duntrune”)超過70天(一個可能繼續在澳大利亞檢疫期間)。航行到澳大利亞範圍從84 - 180天,1850年之後的旅途時間較短。

隨機麻疹疫情造型

圖5- - - - - -7顯示了模仿,可能爆發幾代人,在最初引入麻疹病例後,發生在實際航行,並比較這些航行的實際長度(陰影部分圖5- - - - - -7)。圖5顯示三個感染病例引入後易感人口1829年“美國”,100% (n = 1000)可能會爆發不到180天的旅程長度。圖6顯示三個感染病例引入後的易感人群“Garrow”在1838年,92% (n = 920)可能會爆發不到116天的旅程長度。下麵介紹兩例感染的易感人口1882年“羅斯林城堡”,51.5% (n = 515)可能暴發的不到91天的旅程長度(圖7)。

圖5

模擬的基於暴發麻疹疫情的特點在船上'美國' 1829年爆發的數量代。陰影部分是實際船舶航行期間(180天)。

圖6

模擬的基於暴發麻疹疫情的特點在船上Garrow 1838年,爆發的數量代。陰影部分是實際船舶航行期間(116天)。

圖7

模擬的基於暴發麻疹疫情的特點在船上的羅斯林城堡1882年爆發的數量。陰影部分是實際船舶航行期間(91天)。

討論

盡管努力限製個人和家庭與傳染性疾病乘坐輪船從英國到澳大利亞在19世紀,暴發的傳染病,包括麻疹、發生在一些航行。引入快速快船能夠攜帶1000名乘客與1850年在澳大利亞的始作俑者麻疹。Cumpston1提取物在悉尼檢疫站,記錄這次後越來越多的船到達港口與麻疹病例或誰在檢疫期間麻疹死亡。很可能更簡短的旅行時間和更多的乘客在船上繼續允許麻疹的傳播在整個旅程,與一些乘客繼續傳染性抵達澳大利亞。孩子的乘客數量的增加刪除後限製兒童的數量和大量湧入的移民淘金熱也會導致麻疹的傳播。

麻疹的概率達到澳大利亞在1850年之前

Cumpston1提出了一個非常有說服力的觀點:雖然麻疹是經常記錄船舶在1850年之前,沒有感染麻疹病例抵達澳大利亞。早期流行的可能性在悉尼在1834年和1835年在霍巴特已經被多諾萬表示,33雖然當時醫療從業者之間的糾紛是否疾病問題是麻疹、猩紅熱或其他感染。Cumpston1指出,從可用的引用,有許多來自官員的報告記錄缺乏麻疹病例的各種澳大利亞殖民地。1850年麻疹並到達澳大利亞後,疫情是顯而易見的,不再有爭議的醫療聯誼會。可能後,首次引入維多利亞,澳大利亞在1850年,全國麻疹傳播和在1853年被記錄在新南威爾士州,塔斯馬尼亞州,1854年1859年1857年昆士蘭,澳大利亞南部和西澳大利亞在1860年。1從1860 - 1899年麻疹疫情發生同時定期在澳大利亞是全球麻疹流行病學的性質,一旦引入易感人群。這些流行導致高死亡率,尤其是under-5-year年齡組。200 - 000年300/100死亡率很常見。1

記錄的暴發麻疹臨床綜合征5船開往澳大利亞在1829年和1882年之間支持的假設不太可能麻疹在1850年之前抵達澳大利亞。兩艘船抵達後1850年記錄的情況下在航行或到達的最後一周,而1850年以前都沒有爆發持續了足夠長的時間到澳大利亞。隨機建模表明,航行在1850年之前幾乎不可能達到澳大利亞與感染麻疹病例,而1882年羅斯林城堡的爆發會有幾乎50%的機會到達澳大利亞與傳染性病例。上這艘船,醫院成為全在第二代的麻疹感染和進一步病例在治療自己的鋪位。這可能導致爆發縮短與易感者接觸感染生活區。雖然1850年以前偶爾航行停泊在好望角,考試的長度6航行在1830年代(不是在本研究報告),在英國,南非和澳大利亞表示,每個腿的長度使得它不太可能麻疹疫情會持續足夠長的時間的第二部分旅程到達澳大利亞。早期的船隻數量較小的乘客和機組人員,包括更少的孩子,比後來的航行。麻疹的特點,尤其是高危人群,傳播機製,生育數量、長度的孵化和傳染性的時期導致麻疹隻被引入澳大利亞近一個世紀後歐洲結算。

免疫力

麻疹病毒具有高度傳染性,麻疹疫苗的可用性之前,幾乎所有的孩子們感染時達到了10歲。34本研究證實,在19世紀爆發麻疹的負擔落在兒童感染的平均年齡是6年。最古老的是31歲,表明成年人免疫水平高。“Garrow”和“羅斯林城堡”,成人麻疹病例罕見(3 - 6%),和所有三個成人病例(> 14歲)在“Garrow”發生在有孩子的家庭情況下,讓家庭內部傳播的可能性。

連續時間間隔

雖然有相當多的文獻發表麻疹,有相對較少的信息序列的間隔17這是一個用於確定關鍵指標R0和二次攻擊率麻疹疫情。本研究提供臨床的細節開始連續間隔的麻疹疫情在封閉群。細17指出,連續間隔的參數定義麻疹傳播不同文本之間,沒有引用提供可引用的數據估計的基礎。估計一般6-29天不等17常見的使用14天。在這項研究中,平均連續區間為12.3天,比一般應用14天。理想情況下,連續間隔確定哪裏有單個索引的情況下,這並不是這些航行的情況。在“美國”,第二和第三代感染隻有一個進一步的情況下,連續間隔是11天。這些發現支持這一觀點,連續時間間隔較短,個人可能發生在近距離和傳輸。17

基本的生育數量(R0)

麻疹估計有基本的R012 - 18(參13,1510 - 18)相比之下,百日咳,脊髓灰質炎5 - 7,艾滋病毒- 12和水痘7 - 11,12使它最常見的傳染病之一。R0“Garrow”估計是7.1和10.9的“羅斯林城堡”。較低的R0曾報道了安德森和可能;R05 - 6的堪薩斯爆發,35由於人口密度較低。36在擁擠的船隻,附近可能會促進麻疹通過aerosolised的飛沫傳播,但已有的高水平的免疫和非齊次混合模式可能會導致較低的R0。隔離感染麻疹病例會減少傳染性個人和易感人群之間的接觸率,從而降低繁殖數量,使長鏈傳輸成為可能。外科醫生負責人明顯意識到麻疹傳染性,記錄麻疹病例從船人口的其餘部分分離。這是值得注意的,因為微生物理論醫學界並沒有接受,直到19世紀中後期。

限製

使用曆史數據進行流行病學分析提出了許多挑戰。首先舉行曆史記錄的集合,不得記錄,這意味著一個全麵的搜索是不可能的。引用麻疹疫情中尋求各種檔案。報告和日誌的書也是不完整的,隻代表一小部分航行到澳大利亞,很難概括的結果在這個時期其他航行。一些麻疹疫情的航海日誌隻包含彙總賬戶。沒有辦法驗證信息記錄的個人醫生主管。雖然麻疹病例定義,是不可能通過外科醫生確認一致的應用程序。有些麻疹病例可能是輕微的,不向醫生報告,或家庭可能會故意隱藏的感染病例。難以閱讀,一些記錄中的錯誤數據成為可能。精密的R0計算假定的準確性影響的易感人群。

結論

麻疹綜合症報告船舶外科醫生的日誌提供非凡的細節prevaccination麻疹流行病學船舶航行在封閉的環境中,表明它不太可能麻疹被引入澳大利亞在1850年之前,由於相對較高的既存的免疫力在船乘客和機組人員,低數量的孩子旅行,尤其是旅行的長度從英格蘭到澳大利亞。大暴發之後,疾病,包括麻疹、大型快船在19世紀中葉,傭金為移民導致的健康小乘客數量,改善衛生,less-confined生活領域,改善通風的船隻。37這些改進將減少麻疹R0,導致再爆發。這是一個早期的例子疾病綜合征監測導致改善公共衛生措施。

在曆史分析,這是一個很好的實例的社會和技術變革導致傳染病的出現。常規和快速航空旅行在現代已經有類似的影響,導致傳染病的迅速傳播,包括麻疹,世界各地。38

確認

我們要感謝Kieran Hosty從悉尼海事博物館和羅賓·海恩斯,一位澳大利亞的曆史學家,幫助確定外科醫生的日誌和相關的文章和書籍。

引用

腳注

  • 貢獻者英國石油公司,可和SC的構思和設計研究。英國石油(BP)收集數據。英國石油公司和CdE分析數據。英國石油(BP)可、SC和弟弟起草了手稿。所有作者至關重要的知識內容的修訂後的手稿。BP已經完全訪問所有數據(包括統計報表和表)在這項研究中,負責數據的完整性和數據分析的準確性。

  • 資金英國石油公司支持的應用流行病學碩士獎學金從澳大利亞政府和一個獵人醫學研究所研究獎學金。研究讚助商沒有參與研究設計;在收集、分析和解釋數據;在報告的寫作;或決定提交投稿。

  • 相互競爭的利益一個也沒有。

  • 倫理批準這是一個曆史分析、倫理審批不需要這個項目。

  • 對數據的訪問外部和內部,所有作者完全訪問所有數據(包括統計報表和表)在這項研究中,負責數據的完整性和數據分析的準確性。

  • 出處和同行評議不是委托;外部同行評議。

  • 數據共享聲明沒有額外的數據是可用的。

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