美国分支 I 猴痘的家庭传播建模

Modeling Household Transmission of Clade I Mpox in the United States

关于

CDC 模拟了美国家庭内部和家庭之间密切接触传播的 I mpox 分支爆发。结果表明,这种传播途径不太可能在美国导致大量 mpox 分支 I 病例。

11月 21, 2024

本报告是探索 I mpox 分支在美国潜在传播的两项建模研究之一。本研究探讨了家庭接触和其他非性接触对 I mpox 分支在美国潜在传播的影响。另一项研究探讨了人群水平的免疫力和传播性对男同性恋、双性恋和其他男男性行为者 (MSM) 性传播的影响。

一目了然

中非和东非正在爆发 I 猴痘分支。截至 11 月 16 日,美国已报告了 1 例病例,没有进一步传播。CDC 模拟了美国家庭内部和家庭之间(家庭集群)密切接触传播导致的 I 型猴痘分支爆发,以更好地了解这种传播途径的潜在影响。建模结果表明:

  • 在美国,家庭内部和家庭之间的密切接触传播不太可能导致大量 mpox 分支 I 病例。家庭传播集群很可能涉及 10 例或更少的 mpox 分支 I 病例,家庭之间的传播最小。
  • 在美国,涉及儿童的分支 I 猴痘疫情可能是自限性的。
  • 虽然我们没有考虑其他传播途径,但 CDC 的一项单独建模研究发现,在人口免疫力低于 50% 的选定美国县中,免疫力的提高降低了男同性恋、双性恋和其他男男性行为者 (MSM) 之间长期传播的机会。

背景

刚果民主共和国的猴痘疫情是由进化枝 I 猴痘病毒引起的,该病毒与导致 2022 年开始的持续全球爆发的进化枝 II 猴痘病毒不同。在非洲流行国家的先前疫情中,进化枝 I 导致了更高比例的严重疾病,并且传播性更强比分支 II。截至 2024 年 11 月 18 日,美国已报告一例 I 型猴痘分支;监测工作仍在继续,包括用于社区检测的废水监测,以及通过可以通过分支识别 MPOX 的测试来检测高比例的推定 MPOX 样本。

东部和中非 I 型猴痘分支的暴发可能是由于在不同环境中通过多种方式传播所致,包括家庭暴露、人畜共患和性暴露。2024 年,DRC 约 70% 的疑似 mpox 病例为 15 岁以下的儿童,与历史观察相似。15 岁以下儿童的大量病例表明,性传播以外的因素具有重要作用。在本分析中,我们探讨了通过家庭和其他非性密切接触传播在美国境内传播的影响。密切接触引起的传播住户内已发生在分支 I mpox 爆发在流行国家。家庭聚集性病例通常规模较小,但偶尔会涉及长达六代的传播。

在这里,我们评估了美国家庭内部和家庭之间传播导致的疫情的潜在规模。美国的传播动态可能与刚果民主共和国的情况不同。

主要发现

建模结果表明,在美国,家庭内部和家庭之间的密切接触传播不太可能导致大量 mpox 分支 I 病例。家庭传播集群很可能涉及 10 例或更少的 mpox 分支 I 病例,家庭之间的传播最小。

模拟爆发导致的病例数量最少,即使考虑到基于以下条件的合理的“最坏情况”情景现有数据— 家庭二次攻击风险为 15%,非家庭(家庭间)二次攻击风险为 5%。在这种情况下,89% 的疫情爆发为 5 例或更少,95% 的疫情爆发为 10 例或更少。此外,该情景表明家庭之间的传播最小,93% 的模拟影响了 3 个或更少的家庭(图 1)。由于该分析的局限性和注意事项,这些结果可能代表了由非性接触驱动的传播的上限(参见局限性部分)。

Simulated transmission of clade I mpox within and between households in the United States
图 1.美国家庭内部和家庭之间的模拟传播分支 I mpox:在合理的“最坏情况”情景参数下,感染人数(左)和受影响家庭数量(右)的分布,即……

鉴于在文献,我们进行了敏感性分析,探索了三种额外传播情景下的结果(图 2)。该分析假设每次接触的非家庭传播风险是每次接触者家庭传播风险的三分之一(见“其他假设”部分)。在最低风险的情况下,家庭二次发作风险为 5%,所有模拟疫情的病例数不超过 5 例。此外,即使在中等风险和极端传播情况下,家庭二次攻击风险分别为 10% 和 20%,所有模拟中的大多数疫情都局限于单个家庭。

Simulated transmission of clade I mpox within and between households in the United States
图 2.模拟进化枝 I mpox 在美国家庭内部和家庭之间的传播:三种不同传播情景下感染人数(上)和受影响家庭数量(下)的分布。

公共卫生注意事项

尽管模型表明家庭传播不太可能导致大量 mpox 分支 I 病例,但 CDC 将继续评估可用数据并评估分支 I mpox 对美国构成的风险 了解有关如何保护社区和防止 mpox 传播的更多信息。

方法和限制

我们开发了一种基于代理的模型的分支 I mpox 爆发在美国家庭内部和家庭之间传播。我们生成了一个由 5,000 个美国家庭组成的合成人口,其中的人口分为三个不同的年龄组:5 岁以下的儿童、5-17 岁的儿童和 18 岁及以上的成年人,家庭规模和年龄构成基于美国人口普查数据.我们模拟人口的平均家庭规模为 2.45 人。在模拟中,所有家庭成员的互动都是平等的,家庭之间的任何接触都是由于儿童在高接触环境中(例如日托所)或通过亲密的友谊相互互动(请参阅附加假设部分)。

我们假设平均潜伏期8 天和 a平均感染期27 天,模型中未考虑任何干预措施。根据现有的流行病学对家庭和非家庭继发攻击风险进行参数化证据.

对于每个疫情模拟,我们将一个感染病例引入一个至少有一个孩子的随机家庭。模拟一直运行,直到种群中没有感染者。从 1,000 次模拟运行中总结了被感染的个体总数和受影响的独特家庭总数(图 3)。

Overview of the model simulating clade I mpox outbreak transmission within and between households in the United States
图 3.模拟美国家庭内部和家庭之间分支 I mpox 爆发传播的模型概述

联系人之间的交互

我们假设所有家庭成员的互动都是平等的,并且家庭之间的任何接触都是由于儿童在高接触环境中(例如日托所)或通过亲密的友谊相互互动。我们使用以下数据模拟了非家庭接触者托儿机构中的小组规模建议对于 5 岁以下儿童之间的接触,以及调查数据关于 5 岁以上儿童之间接触的亲密朋友的数量。

传输

建模的人群易受感染,没有通过接种疫苗或先前感染产生的免疫力。家庭内部传播和家庭间传播的参数基于刚果民主共和国疫情报告的家庭二次攻击风险和非家庭二次攻击风险数据(啤酒和饶),因为美国无法提供此数据。家庭内部传播率从 5% 到 15% 不等,而未接种疫苗的接触者的家庭间传播率从 0%-4.8% 不等。Fine 等人。,Jezek 等人。McMullen 等人。).该分析假设每次接触的家庭间传播风险是每次接触的家庭传播风险的三分之一,该估计基于以下估计啤酒和饶.

我们的模型没有考虑从受感染的成年人到家庭以外的人的传播,无论是通过性接触还是其他类型的接触。在我们的模型中,只有儿童可以感染不同家庭的儿童,我们没有假设在其他环境(例如日托)儿童和成人之间传播。因此,我们的结果可能会低估爆发规模。另一方面,该模型假设初始病例总是发生在至少有一个孩子的家庭中,这可能会增加疫情规模,因为它增加了最初感染的家庭的平均规模,并增加了家庭间传播的可能性。假设模拟人群完全易感,没有通过接种疫苗或先前感染而产生免疫力。该模型也没有纳入可能降低传播风险的干预措施或缓解措施,例如患者隔离。因此,这些结果很可能为非性接触驱动的传播情况提供了一个上限。

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