Development of quantitative criteria for assessing epidemic potential of the natural-focal viral infections

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Notonly directly detected new infection, but also determining prerequisites for associated epidemiological complications becomes relevant with growing importance of “new and recurring infections”. As a result, a need to assess a degree of their epidemiological threat, or epidemic potential, i.e. determining the significance of related properties that determine a potential to cause an epidemic process and complications of the epidemiological situation is emphasized. Purpose. Develop methodology for quantitative assessment of the epidemic potential universal for natural-foci viral infections.

Materials and methods. А multifaceted assessment of the virological and epidemiological characteristics of causative agents for natural-focal viral infections was carried out to develop criteria for determining the epidemic potential. The developed methodology for determining the epidemic potential is based on connection between the epidemic potential and the concept of epidemiological hazard, which forms an epidemic risk, and consists of the hazards for source of infection, the mechanism of transmission and host susceptibility.

Results and discussion. The platformfor quantitative assessment of the epidemic potential of natural-foci viral infections was developed. Within each link of the epidemic process, factors were identified, ranked in accordance with their significance for enabling epidemiological risk and score assigned. The epidemic virus potential is determined by the sum of points in three categories, the ratio of points between them allowing to evaluate a lead factor of epidemiological risk. To assess an epidemic virus potential in accordance with the developed criteria, it is necessary to summarize and analyze the known data on the three considered groups of factors involved in formation of epidemiological threat. To test the assessment methodology, the epidemic potential of a number of diversepathogens of natural-foci viral was determined. The values obtained on the epidemic potential for such infections is based on the degree of relevant epidemiological hazard. Thus, the evaluation system allows to quantify anepidemic potential of the pathogen, compare parameters of various pathogens with assessment of the lead epidemiological risk factor. The platform can serve as an additional tool in assessment of epidemiological threat in case of epidemiological emergencies. Meanwhile, assessment of epidemic potential fornew infections is closely associated with the need to investigate their basics. The epidemic potential is a dynamic parameter that can change with the advent of new data on ecological and genetic foundations of pathogen existence as well as mechanisms for related variability.

About the authors

Marina V. Safonova

Antiplague Center, Federal Service for Surveillance of Consumer Rights Protection and Human Wellbeing

Author for correspondence.
Email: safonova_mv@apc-rpn.ru
ORCID iD: 0000-0002-5579-5694
Scopus Author ID: 56985979700

Biologist, Laboratory of Diagnostics of I–II Pathogenicity Groups Viral Infections

Russian Federation, 4, Musorgscogo str., Moscow, 127490

Elena G. Simonova

I.M. Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University)

Email: rektorat@sechenov.ru
ORCID iD: 0000-0001-7179-9890
Scopus Author ID: 55280366900

PhD, MD (Medicine), Professor, Department of Epidemiology, Institute of Vocational Education

Russian Federation, Moscow

Anton A. Lopatin

Antiplague Center, Federal Service for Surveillance of Consumer Rights Protection and Human Wellbeing

Email: protivochym@nln.ru
ORCID iD: 0000-0002-5426-3311

PhD (Medicine), Director

Russian Federation, 4, Musorgscogo str., Moscow, 127490

Anna S. Dolgova

St. Petersburg Pasteur Institute

Email: annadolgova@inbox.ru
ORCID iD: 0000-0001-8730-4872
Scopus Author ID: 56530595700

PhD (Biology), Senior Researcher, Head of the Group of Molecular Genetics of Pathogenic Microorganisms

Russian Federation, St. Petersburg

Vladimir G. Dedkov

St. Petersburg Pasteur Institute

Email: pasteur@pasteurorg.ru
ORCID iD: 0000-0002-5500-0169
Scopus Author ID: 56087621000

PhD (Medicine), Deputy Director for Scientific Work

Russian Federation, St. Petersburg

References

  1. Громашевский Л.В. Общая эпидемиология. 4-е изд. М.: Медицина, 1965. 290 с. [Gromashevsky L.V. General epidemiology. 4th ed. Moscow: Medicine, 1965. 290 p. (In Russ.)]
  2. Кисличкина А.А., Кадникова Л.А., Платонов М.Е., Майская Н.В., Коломбет Л.В., Соломенцев В.И., Богун А.Г., Анисимов А.П. Дифференциация штаммов Yersiniapestis основного, неосновного подвидов и других представителей Yersinia pseudotuberculosis complex // Молекулярная генетика, микробиология и вирусология. 2017. Т. 35, № 2. С. 5–10. [Kislichkina A.A., Kadnikova L.A., Platonov M.E., Maiskaya N.V., Kolombet L.V., Solomentsev V.I., Bogun A.G., Anisimov A.P. Differentiation of Yersinia pseudotuberculosis, Yersinia pestis subsp. pestis and subsp. microti strains and other representatives of Yersinia pseudotuberculosis complex. Molekulyarnaya genetika, mikrobiologiya i virusologiya = Molecular Genetics, Microbiology and Virology, 2017, vol. 35, no. 2, pp. 5–10. (In Russ.)] doi: 10.18821/02080613-2017-35-2-43-48
  3. Куклев Е.В., Кокушкин А.М., Кутырев В.В. Количественная оценка величины эпидемического потенциала природных очагов чумы и оптимизация эпидемиологического надзора за этой инфекцией // Эпидемиология и инфекционные болезни. 2001. № 5. С. 10–13. [Kuklev E.V., Kokushkin A.M., Kutyrev V.V. Quantitative assessment of the magnitude of the epidemic potential of natural plague foci and optimization of epidemiological surveillance of this infection. Epidemiologiya i infektsionnye bolezni = Epidemiology and Infectious Diseases, 2001, no. 5, pp. 10–13. (In Russ.)]
  4. Малеев В.В. Проблемы инфекционной патологии на современном этапе // Инфекционные болезни. 2015. Т. 13, № 2. С. 5–9. [Maleyev V.V. Problems of infectious pathology at the present stage. Infektsionnye bolezni = Infection Diseases, 2015, vol. 13, no. 2, pp. 5–9. (In Russ.)] doi: 10.20953/1729-9225-2015-2-5-9
  5. Москвитина Э.А., Горобец А.В., Прометной В.И., Баташев В.В. Оценка эпидемического потенциала территории при холере с использованием комплекса показателей (Сообщение 2) // Проблемы особо опасных инфекций: сб. науч. тр., 2001. Т. 82. С. 35–43. [Moskvitina E.A., Gorobets A.V., Prometnoy V.I., Batashev V.V. Evaluation of epidemic contamination of the territory during cholera using an array of indicators (Message 2). Problems of Particularly Dangerous Infections: Collection of Conference Papers, 2001, vol. 82, pp. 35–43. (In Russ.)]
  6. Нафеев А.А. Cовременные особенности эпидемических проявлений природно-очаговых инфекций (геморрагической лихорадки с почечным синдромом, лептоспирозов, иксодовых клещевых боррелиозов, туляремии) и оптимизация эпидемиологического надзора за ними (на модели Ульяновской области) // СПб.: Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова, 2007. 346 с. [Nafeev A.A. Modern features of epidemic manifestations of natural focal infections (hemorrhagic fever with renal syndrome, leptospirosis, ixodid tick-borne borreliosis, tularemia) and optimization of their epidemiological surveillance (on the model of the Ulyanovsk region). St. Petersburg: S.M. Kirov Military Medical Academy, 2007. 346 p. (In Russ.)]
  7. Павловский Е.Н. О природной очаговости инфекционных и паразитарных болезней // Вестник АН СССР. 1939. Т. 10. С. 98–108. [Pavlovsky E.N. About the natural focality of infectious and parasitic diseases. Vestnik AN SSSR = Bulletin of the USSR Academy of Sciences, 1939, vol. 10, pp. 98–108. (In Russ.)]
  8. Симонова Е.Г. Современный этап развития эпидемиологического надзора и перспективы его совершенствования // Эпидемиология и вакцинопрофилактика. 2017. Т. 16, № 4. С. 4–8. [Simonova E.G. Modern stage of development of the epidemiological surveillance and prospects of its improvement. Epidemiologiya i vaktsinoprofilaktika = Epidemiology and Vaccinal Prevention, 2017, vol. 16, no. 4, pp. 4–7. (In Russ.)] doi: 10.31631/2073-3046-2017-16-4-4-7
  9. Симонова Е.Г., Сергевнин В.И. Предэпидемическая диагностика в системе риск-ориентированного эпидемиологического надзора над инфекционными болезнями // Эпидемиология и вакцинопрофилактика. 2018. Т. 17, № 5. С. 31–37. [Simonova E.G., Sergevnin V.I. Pre-epidemic diagnosis in the system risk-oriented epidemiological surveillance of infectious diseases. Epidemiologiya i vaktsinoprofilaktika = Epidemiology and Vaccinal Prevention, 2018, vol. 17, no. 5, pp. 31–37. (In Russ.)] doi: 10.31631/2073-3046-2018-17-5-31-37
  10. Топорков А.В., Куклев Е.В., Щербакова С.А., Осина Н.А., Топорков В.В. Типовой алгоритм действий в условиях чрезвычайных ситуаций, вызванных возбудителями неизвестных инфекционных болезней // Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2010. № 5. С. 20–24. [Toporkov A.V., Kuklev E.V., Scherbakova S.A., Osina N.A., Toporkov V.P. Typical procedure of actions during emergency situations caused by agents of unknown infectious diseases. Zhurnal mikrobiologii, epidemiologii i immunobiologii = Journal of Microbiology, Epidemiology and Immunobiology, 2010, no. 5, pp. 20–24. (In Russ.)]
  11. Хотько Н.И., Федянин Ю.П., Коломиец В.В. К проблеме использования эпидемического потенциала при эпиднадзоре за инфекциями с природной очаговостью. В кн. Природно-очаговые болезни человека: сб. научн. тр. Омск, 1996. С. 232–233. [Khotko N.I., Fedyanin Yu.P., Kolomiets V.V. On the problem of using epidemic potential in surveillance of natural-foci infections. In: Natural-foci human diseases: collection of scientific works. Omsk, 1996, pp. 232–233. (In Russ.)]
  12. Черкасский Б.Л. Оценка риска в эпидемиологии. М.: Медицина, 2006. 160 с. [Cherkassky B.L. Risk estimation in epidemiology. Moscow: Medicine, 2006. 160 p. (In Russ.)]
  13. Шкарин В.В., Ковалишена О.В. Новые инфекции: систематизация, проблемы, перспективы // Нижний Новгород: Изд-во НГМА, 2012. 510 с. [Shkarin V.V., Kovalishena O.V. New infections: systematization, problems, prospects. Nizhny Novgorod: Publishing House of NGMA, 2012. 510 p. (In Russ.)]
  14. Шкарин В.В., Ковалишена О.В. Проблемы и перспективы системы мониторинга контроля за новыми инфекциями // Эпидемиология и инфекционные болезни. Актуальные вопросы. 2013. № 4. С. 4–9. [Shkarin V.V., Kovalishena O.V. An emerging infection monitoring and control system: problems and prospects. Epidemiologiya i infektsionnye bolezni. Aktual’nye voprosy = Epidemiology and Infectious Diseases. Current Items, 2013, no. 4, pp. 4–9. (In Russ.)]
  15. Bettencourt L.M., Ribeiro R.M. Real time bayesian estimation of the epidemic potential of emerging infectious diseases. PLoS One, 2008, vol. 3, no. 5: e2185. doi: 10.1371/journal.pone.0002185
  16. Campos G.S., Bandeira A.C., Sardi S.I. Zika Virus Outbreak, Bahia, Brazil. Emerg. Infect. Dis., 2015, vol. 21, no. 10, pp. 1885–1886. doi: 10.3201/eid2110.150847
  17. Cauchemez S., Fraser C., Van Kerkhove M.D., Donnelly C.A., Riley S., Rambaut A., Ferguson N.M. Middle East respiratory syndrome coronavirus: quantification of the extent of the epidemic, surveillance biases, and transmissibility. Lancet Inf. Dis., 2014, vol. 14, no. 1, pp. 50–56. doi: 10.1016/S1473-3099(13)70304-9
  18. Fraser C., Donnelly C.A., Cauchemez S., Hanage W.P., Van Kerkhove M.D., Hollingsworth T.D., Griffin J. Pandemic potential of a strain of influenza A (H1N1): early findings. Science, 2009, vol. 324, no. 5934, pp. 1557–1561. doi: 10.1126/science.1176062
  19. Holmes E.C., Rambaut A., Andersen K.G. Pandemics: spend on surveillance, not prediction. Nature, 2018, vol. 558, no. 7709, pp. 180–182. doi: 10.1038/d41586-018-05373-w
  20. Liu J., Xiao H., Lei F., Zhu Q., Qin K., Zhang X.W., Zhang X.L., Zhao D., Wang G., Feng Y., Ma J., Liu W., Wang J., Gao G.F. Highly pathogenic H5N1 influenza virus infection in migratory birds. Science, 2005, vol. 309, no. 5738: 1206. doi: 10.1126/science.1115273
  21. Morens D.M., Folkers G.K., Fauci A.S. The challenge of emerging and re-emerging infectious diseases. Nature, 2004, vol. 430, no. 6996, pp. 242–249. doi: 10.1038/nature0275
  22. Naming the coronavirus disease (COVID-19) and the virus that causes it. URL: https://www.who.int/emergencies/diseases/novel-coronavirus-2019/technical-guidance/naming-the-coronavirus-disease-(covid-2019)-and-the-virus-that-causes-it (11.04.2022)
  23. Osterholm M.T. Preparing for the next pandemic. N. Engl. J. Med., 2005, vol. 352, no. 18, pp. 1839–1842. doi: 10.1056/NEJMp058068
  24. Polonsky J.A., Baidjoe A., Kamvar Z.N., Cori A., Durski K., Edmunds W.J., Eggo R.M., Funk S., Kaiser L., Keating P., de Waroux O.L.P., Marks M., Moraga P., Morgan O., Nouvellet P., Ratnayake R., Roberts C.H., Whitworth J., Jombart T. Outbreak analytics: a developing data science for informing the response to emerging pathogens. Philos. Trans. R. Soc. Lond. B. Biol. Sci., 2019, vol. 374, no. 1776: e20180276. doi: 10.1098/rstb.2018.0276

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2022 Safonova M.V., Simonova E.G., Lopatin A.A., Dolgova A.S., Dedkov V.G.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».