Analysis of the results of monitoring the pathogens of acute respiratory viral infection, influenza, and COVID-19 in asymptomatic individuals


DOI: https://dx.doi.org/10.18565/epidem.2023.13.2.63-9

Mamoshina M.V., Yatsyshina S.B., Akimkin V.G.

Central Research Institute of Epidemiology, Russian Federal Service for Supervision of Consumer Rights Protection, and Human Well-Being, Moscow, Russia
Objective. To monitor the circulation of pathogens of acute respiratory viral infections (ARVIs), influenza, and COVID-19 among people without symptoms of acute respiratory infections (ARIs) in different age groups and to identify the features of the epidemic process by monitoring their pathogens on a weekly basis.
Subjects and methods. The results of monitoring the pathogens of ARVIs, influenza, and COVID-19 were analyzed in individuals without symptoms of ARIS in January 2021 to August 2022. Smears from the naso- and oro-pharynx were tested by a PCR assay. The data were statistically processed using the MedCalc. program.
Results. A total of 273,846 people who had no symptoms of ARI were examined; 16,665 (6.09%) had positive results of them with a positive result (6.09%). In the structure of the detected viruses, Rhinovruses (46%) predominate; there were SARs-COV-2 (15%), human coronaviruses (229E, OC43, HKUI, and NL63) (12%); the proportion of the rest was 0.05 to 9%.
Conclusion. Differences were established in the prevalence of SARS-CoV-2 and rhinovirus in the age groups. The data were obtained, which indicated the presence of the asymptomatic transient carriage of ARVI pathogens during the increased morbidity period characteristic for rhinoviruses, SARS-CoV-2 and rhinovirus in age groups have been established. The data were obtained, which indicated the presence of asymptomatic transient carriage of ARVI pathogens during the increased morbidity period characteristic for orhinoviruses, SARS-CoV-2, and epidemic human coronaviruses. A direct average correlation was found between the infection of SARS-CoV-2 asymptomatic individuals and the incidence of COVID-19. Differences were established in the prevalence of SARS-CoV-2 and rhinovirus in age groups have been established. Data were obtained, which suggest that there is an asymptomatic transient carriage of ARVI pathogens during the increased morbidity period characteristic for rhinoviruses, SARS-CoV-2 and epidemic human coronaviruses. A direct average correlation was found between the infection of SARS-CoV-2 in asymptomatic individuals and the incidence of COVID-19.

До возникновения пандемии COVID-19 бессимптомному течению респираторных заболеваний уделялось недостаточно внимания, но вследствие введения массового скрининга COVID-19 было обнаружено, что SARS-CoV-2 может выявляться у лиц без симптомов острой респираторной инфекции (ОРИ), причем доля выявленных случаев инфицирования SARS-CoV-2 у них в разных исследованиях варьирует вследствие различного подхода к организации скринингового исследования. Например, в Японии доля таких случаев составляет от 0,03 до 0,33% в период спада и подъема заболеваемости соответственно [1]. А по данным метаанализа [2], доля инфицированных без симптомов ОРИ в популяции составляет 0,25%, однако может возрастать до 4,5% в закрытых коллективах. Инфицированные, не имеющие симптомов респираторной инфекции, могут быть вовлечены в процесс распространения возбудителей ОРВИ, COVID-19 и гриппа, поэтому своевременное выявление таких лиц имеет важное значение для предотвращения резких подъемов заболеваемости. Кроме того, было показано, что появление и распространение SARS-CoV-2 существенно повлияло на циркуляцию респираторных вирусов [3].

Основными целями скринингового исследования являлись наблюдение за циркуляцией возбудителей ОРВИ, гриппа и COVID-19 среди лиц без симптомов ОРИ в разных возрастных группах и выявление особенностей эпидемического процесса, результаты которых могут оказать существенную помощь в прогнозировании развития эпидемической ситуации в конкретном регионе и стране в целом, а также в планировании мероприятий по профилактике гриппа и ОРВИ, в том числе вызванных SARS-CoV-2.

Материалы и методы

Проведен анализ результатов мониторинга возбудителей ОРВИ, гриппа и COVID-19 у лиц без симптомов ОРИ. Мониторинг был апробирован в ограниченном числе субъектов РФ в 2 межэпидемических периода:

  • с 3 августа 2020 г. по 4 сентября 2020 г. при участии 17 регионов;
  • с 28 сентября 2020 г. по 16 октября 2020 г. при участии 26 регионов.

Начиная с 11 января 2021 г. мониторинг был распространен на 84 региона с корректировкой возрастной структуры взрослого населения. В анализ были включены данные мониторинга до 31 августа 2022 г.

Лабораторное исследование методом ПЦР с детекцией в режиме реального времени проводили сотрудники центров гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора каждого региона. Выявляли РНК/ДНК возбудителей ОРВИ [риновирусов, аденовирусов, коронавирусов человека (229E, OC43, HKUI, NL63), бокавируса, респираторно-синцитиального вируса, метапневмовируса, вирусов парагриппа], РНК вирусов гриппа и коронавируса SARS-CoV-2 с использованием наборов реагентов «АмплиСенс ОРВИ-скрин-FL», «АмплиСенс Influenza virus A/B-FL» и «АмплиСенс Cov-Bat-FL» (ФБУН «Центральный НИИ эпидемиологии Роспотребнадзора). Биологическим материалом для исследования служили мазки из носоглотки и ротоглотки, собранные согласно методическим рекомендациям МР 3.1.0117-17 «Лабораторная диагностика гриппа и других ОРВИ методом полимеразной цепной реакции», МР 3.1.0169-20 «Лабораторная диагностика COVID-19».

Статистическую обработку данных проводили с помощью программы MedCalc.

Результаты

За период с 11 января 2021 г. по 31 августа 2022 г. были обследованы 273 846 чел., из них с положительным результатом – 16 665 чел., что составляет 6,09%. Для проведения расчетов были сформированы следующие возрастные группы:

  • дети до 6 лет (п = 46 811);
  • дети 6–17 лет (п = 62 980);
  • взрослые 18–25 лет (п = 42 737);
  • взрослые 26–19 лет (п = 61 158);
  • взрослые старше 50 лет (п = 60 160) (табл. 1).

Было выявлено, что дети до 6 лет инфицировались чаще, чем лица других возрастных категорий (9,56%; p < 0,001).

65-1.jpg (235 KB)

В структуре выявленных вирусов преобладали риновирусы – 46% (7624 чел.), SARS-CoV-2 – 15% (2492 чел.), коронавирусы человека (229E, OC43, HKUI, NL63) – 12% (2068 чел.), вирусы парагриппа – 9% (1552 чел.) и аденовирусы – 8% (1258 чел.). Доля остальных возбудителей не превышала 3%, (рис. 1).

Однако частота обнаружения возбудителей ОРВИ, COVID-19 и гриппа у взрослых и детей различалась. Так, риновирусы и коронавирусы человека чаще встречались у детей до 6 лет (p < 0,001), в то время как SARS-CoV-2 – у взрослых 26–49 лет (p < 0,001) (см. табл. 1).

При сравнении структуры выявленных возбудителей ОРВИ, гриппа и COVID-19 за эпидемические сезоны 2020–2021 гг. (с 11 января по 31 августа 2021 г.) и 2021–2022 гг. (с 1 сентября 2021 г. по 31 августа 2022 г.) существенных различий не выявлено, структура возбудителей в обоих сезонах была сопоставима с таковой за весь период наблюдения. Исключение составили коронавирусы человека: в сезоне 2020–2021 гг. среди прочих возбудителей ОРВИ, гриппа и COVID-19 они встречались в 2,6 раза чаще, чем в сезоне 2021–2022 гг. – в 18 и 7% случаев соответственно (p < 0,001), и вирус гриппа А: в сезоне 2020–2021 гг. были выявлены единичные случаи, а в 2021–2022 гг. данный возбудитель составил 2%.

При сравнении частоты выявления искомых возбудителей среди обследованных лиц различия также наблюдаются только для коронавирусов человека и гриппа А. Коронавирусы человека обнаруживали у 1,16% обследованных в сезоне 2020–2021 гг. и у 0,38% – в сезоне 2021–2022 гг. (в 3 раза реже, чем за предыдущий сезон, p < 0,001), грипп А – у 0,002 и у 0,12% соответственно (табл. 2).

66-1.jpg (200 KB)

В результате скрининга в эпидемический сезон 2020–2021 гг. наибольшая доля инфицированных вирусом SARS-CoV-2 наблюдалась в возрастной группе от 26 до 49 лет – 1,23 ± 0,12% (95% ДИ 1,1–1,35), 50 лет и старше – 0,86 ± 0,11% (95% ДИ 0,75–0,97) и 18–25 лет – 0,75 ± 0,12% (95% ДИ 0,63–0,87) (табл. 3).

В эпидемический сезон 2021–2022 гг. SARS-CoV-2 чаще выявляли у лиц 26–49 лет – 1,37 ± 0,13% (95% ДИ 1,24–1,5) и 50 лет и старше – 1,17 ± 0,12% (95% ДИ 1,05–1,29) (табл. 3). Таким образом, в этом сезоне во всех возрастных группах доля инфицированных SARS-CoV-2 была незначительно выше, чем в предыдущем.

Другие возбудители ОРВИ в эпидемическом сезоне 2020–2021 гг. чаще встречались у детей до 6 лет – 10,44 ± 0,4% (95% ДИ 10,04–10,84) и 6–17 лет – 6,99 ± 0,29% (95% ДИ 6,7–7,28). В эпидемическом сезоне 2021–2022 гг. аналогично доля инфицированных была выше у детей до 6 лет – 7,47 ± 0,34% (95% ДИ 7,13–7,8) и 6–17 лет – 5,75 ± 0,26 (95% ДИ 5,49–6,0)

С 11.01.2021 по 31.08.2022 наблюдалось несколько пиков и периодов подъема частоты выявленных возбудителей в еженедельной динамике (рис. 2). Для эпидемического сезона 2020–2021 гг. характерна более плавная динамика обнаружения случаев инфицирования SARS-CoV-2 лиц без симптомов ОРИ с небольшим подъемом в зимний и летний периоды и снижением в апреле–мае 2021 г. В эпидемическом сезоне 2021–2022 гг. наблюдались несколько резких скачков числа выявленных случаев заражения SARS-CoV-2. Так, резкий подъем отмечался к 40-й неделе 2021 г. (11.10–15.10), однако далее в ноябре наблюдается спад числа инфицированных, что может быть связано с локдауном, введенным с 28.10 по 7.11.2021. Снижение числа выявленных случаев инфицирования сменилось новым подъемом в конце января 2022 г., продолжающимся в феврале, а затем резким спадом в марте. Динамика остальных возбудителей ОРВИ отличается от SARS-CoV-2: в сезоне 2020–2021 гг. максимальный уровень инфицированных вирусами ОРВИ наблюдался в марте на 8-й неделе 2021 г., с последующим постепенным снижением вплоть до конца сезона. Сезон 2021–2022 начался с повышения уровня инфицированности среди лиц без симптомов ОРИ на 35-й неделе 2021 г. (06.09–10.09.2021), сменившегося краткосрочным спадом на 42–45-й неделях. Следующий подъем отмечался в декабре (48-я неделя 2021 г.), прерываясь спадом в новогодние праздники, и возобновился с конца января (4-я неделя 2022 г.), сменяясь в марте постепенным снижением числа обнаруженных случаев инфицирования возбудителями ОРВИ.

67-1.jpg (326 KB)

Также представлял интерес вопрос о том, как различные возбудители влияют на эпидемический процесс друг друга. При анализе еженедельных показателей инфицированности различными вирусами была выявлена очень слабая статистически незначимая связь между SARS-CoV-2 и коронавирусами человека (229E, OC43, HKUI, NL63) (коэффициент корреляции – 0,06; 95% ДИ -0,15–0,26; p < 0,57).

При сравнении еженедельной динамики выявления SARS-CoV-2 у лиц без симптомов ОРИ и данных о заболеваемости новой коронавирусной инфекцией (COVID-19) по РФ выявлена средняя прямая корреляционная связь между данными показателями (коэффициент корреляции – 0,84; 95% ДИ 0,76–0,89; р < 0,0001) и очень слабая статистически незначимая обратная корреляционная связь между инфицированностью коронавирусами человека (229E, OC43, HKUI, NL63) и заболеваемостью COVID-19 (коэффициент корреляции – -0,027; P = 0,8; 95% ДИ -0,24–0,18) (рис. 3). Для оценки динамики выявленных случаев COVID-19 использовали данные официальной регистрации, представленные на сайте стопкоронавирус.рф.

Обсуждение

По результатам исследования были выявлены различия распространенности SARS-CoV-2 и риновируса в разных возрастных группах и в динамике.

Среди обнаруженных возбудителей за период с 2021 по 2022 гг., а также в структуре выявленных вирусов превалируют риновирусы и SARS-CoV-2 – соответственно 2,82 и 0,92% от числа обследованных лиц соответственно и 46 и 15% в структуре положительных находок. Риновирусы и коронавирусы человека (229E, OC43, HKUI, NL63) обнаруживали преимущественно у детей до 17 лет, SARS-CoV-2, наоборот, у взрослых. Остальные вирусы выявляли в единичных случаях (менее чем у 0,6% обследованных).

При сравнении эпидемических сезонов 2020–2021 и 2021–2022 гг. существенных различий обнаружено не было, исключение составили коронавирусы человека и вирус гриппа А. В эпидемическом сезоне 2020–2021 гг. в структуре положительных находок на коронавирусы пришлось в 2,6 раза больше случаев, чем в сезоне 2021–2022 гг. Вирус гриппа А практически не фиксировали в сезоне 2020–2021 гг., но в 2021–2022 гг. его доля составила уже 2%. Полученные данные согласуются с результатами мониторинга возбудителей гриппа и ОРВИ у больных, который проводит ФГБУ «НИИ гриппа им. А.А. Смородинцева» Минздрава России [3].

Данные еженедельной динамики показывают, что все наблюдавшиеся подъемы и падения уровня инфицированности SARS-CoV-2 лиц без симптомов ОРИ тесным образом связаны с подъемами и снижениями заболеваемости COVID-19 (средняя прямая корреляционная связь, коэффициент корреляции – 0,84).

В то же время данных для однозначной характеристики взаимовлияния на циркуляцию в популяции SARS-CoV-2 и эпидемических коронавирусов (229E, OC43, HKUI, NL63) оказалось недостаточно.

При анализе значений и разброса пороговых циклов амплификации было установлено, что нагрузка РНК SARS-CoV-2 у обследованных лиц без симптомов ОРИ может варьировать в широком диапазоне от предела детекции до ~1010 копий РНК в 1 мл образца. Вместе с этим упоминаемая ранее взаимосвязь уровня инфицированности SARS-CoV-2 и заболеваемости COVID-19 указывает на вовлеченность бессимптомных инфицированных в эпидемический процесс. Поэтому для оценки эпидемической опасности инфицированного (вероятности передачи возбудителя) при контакте с ним крайне необходимо при выявлении SARS-CoV-2 у инфицированных определять вирусную нагрузку. Помимо этого определение вирусной нагрузки важно и при обследовании больных COVID-19 [5, 6]. В настоящее время известно, что у госпитализированных больных более высокая нагрузка РНК SARS-CoV-2 в мокроте ассоциирована с более тяжелым течением заболевания и неблагоприятным исходом [7–9]. В других исследованиях был установлен диапазон пороговых циклов амплификации РНК SARS-CoV-2, при котором культуру вируса SARS-CoV-2 из образцов уже невозможно было выделить, а это позволяло сделать заключение, что человек не представляет эпидемической опасности [10].

Заключение

В результате проведенного исследования выявлены возрастные различия распространенности различных возбудителей ОРИ. Получены данные, свидетельствующие о наличии бессимптомного транзиторного носительства возбудителей ОРВИ в периоды подъема заболеваемости, характерного для риновирусов, SARS-CoV-2 и эпидемических коронавирусов человека.

Была выявлена заметная прямая корреляционная связь между распространенностью SARS-CoV-2 у лиц без симптомов и заболеваемостью COVID-19, что говорит о непосредственном участии таких лиц, инфицированных SARS-CoV-2, в процессе распространения этого возбудителя. Вместе с тем вирусная нагрузка в респираторных образцах лиц с бессимптомным течением COVID-19 может достигать высоких значений. Поэтому крайне важно оценивать вирусную нагрузку для своевременного выявления бессимптомных инфицированных SARS-CoV-2, представляющих эпидемиологическую опасность. А для этого необходимо применение ПЦР-тестов с возможностью количественного определения РНК SARS-CoV-2.

Принимая во внимание все вышеперечисленное, этиологический мониторинг ОРИ крайне актуален как инструмент эпидемиологического надзора.


Literature


1. Suzuki T., Aizawa K., Shibuya K., Yamanaka S., Anzai Y., Kurokawa K. et al. Prevalence of Asymptomatic SARS-CoV-2 Infection in Japan. JAMA Netw Open. 2022; 5(12): e2247704. doi: 10.1001/jamanetworkopen.2022.47704


2. Ma Q., Liu J., Liu Q., Kang L., Liu R., Jing W. et al. Global Percentage of Asymptomatic SARS-CoV-2 Infections Among the Tested Population and Individuals With Confirmed COVID-19 Diagnosis: A Systematic Review and Meta-analysis. JAMA Netw Open. 2021; 4(12): e2137257. doi: 10.1001/jamanetworkopen.2021.37257.


3. Пшеничная Н.Ю., Гопаца Г.В., Углева С.В. Сергев­нин В.И., Кудрявцева Л.Г., Лазарьков П.В. Эпиде­миологические аспекты респираторных инфекций верхних и нижних отделов дыхательных путей в период пандемии COVID- 19. Эпидемиол. инфекц. болезни. Актуал. вопр. 2022; 12 (4): 72–6. DOI: 10.18565/epidem.2022.12.4.72-6


Pshenichnaya N.Yu., Gopatsa G.V., Ugleva S.V., Sergevnin V.I., Kudryavtseva L.G., Lazarkov P.V. [Epidemiological aspects of upper and lower respiratory tract infections during the COVID-19]. Epidemiоlоgy and infectious diseases. Сurrent items. 2022; 12(4): 72–6. (In Russ.). DOI: 10.18565/epidem.2022.12.4.72-6


4. Еженедельный национальный бюллетень по гриппу и ОРВИ за 36 неделю 2022 г. (05.09.22–11.09.22). М.: ФГБУ «НИИ гриппа им. А.А. Смородинцева» Минздрава России. https://www.influenza.spb.ru/system/epidemic_ situation/laboratory_diagnostics/?year=2022&week=36


[Weekly National bulletin on influenza and Acute Respiratory Viral Infections for the 36th week of 2022 (05.09.22–11.09.22)]. Moscow: A.A. Smorodintsev Influenza Research Institute of the Ministry of Health of the Russian Federation. https://www.influenza.spb.ru/system/epidemi_situation/ laboratory_diagnostics/?year=2022&week=36


5. Geddes L. Puzzle over viral load. New Sci. 2020; 245(3276): 8. DOI: 10.1016/S0262-4079(20)30658-8


6. Joynt G.M., Wu W.K. Understanding COVID-19: what does viral RNA load really mean? Lancet Infect. Dis. 2020; 20: 635–6. DOI: 10.1016/S1473-3099(20)30237-1


7. Rao S.N., Manissero D., Steele V.R., Pareja J. A Systematic Review of the Clinical Utility of Cycle Threshold Values in the Context of COVID-19. Infect. Dis. Ther. 2020; 9(3): 573–86. doi: 10.1007/s40121-020-00324-3.


8. Tom M., Mina M.J. To interpret the SARS-CoV-2 test, consider the cycle threshold value. Clin. Infect. Dis. 2020; 71(16): 2252-2254. DOI: 10.1093/cid/ciaa619


9. Rabaan A. A., Tirupathi R., Sule A. A., Aldali J., Mutair A. A., Alhumaid S. et al. Viral Dynamics and Real-Time RT-PCR Ct Values Correlation with Disease Severity in COVID-19. Diagnostics (Basel) 202115; 11(6): 1091. doi: 10.3390/diagnostics11061091.


10. La Scola B., Le Bideau M., Andreani J., Hoang V. T., Grimaldier C., Colson P. et al. Viral RNA load as determined by cell culture as a management tool for discharge of SARS-CoV-2 patients from infectious disease wards. Eur. J. Clin. Microbiol. Infect. Dis. 2020; 39: 1059–61. DOI: 10.1007/s10096-020-03913-9


About the Autors


Marina V. Mamoshina, Junior Researcher, Laboratory for the Molecular Diagnosis and Epidemiology of Respiratory Tract Infections, Central Research Institute of Epidemiology, Russian Federal Service for Supervision of Consumer Rights Protection, and Human Well-Being, Moscow, Russia; mamoshina@cmd.su; https://orcid.org/0000-0002-1419-7807
Svetlana B. Yatsyshina, Cand. Biol. Sci.; Head, Laboratory for the Molecular Diagnosis and Epidemiology of Respiratory Tract Infections, Central Research Institute of Epidemiology, Russian Federal Service for Supervision of Consumer Rights Protection, and Human Well-Being, Moscow, Russia; svetlana.yatsyshina@pcr.ms; https://orcid.org/0000-0003-4737-941X
Professor Vasily G. Akimkin, Academician of the Russian Academy of Sciences, MD, Director, Central Research Institute of Epidemiology, Russian Federal Service for Supervision of Consumer Rights Protection, and Human Well-Being, Moscow, Russia; akimkin@pcr.ms; https://orcid.org/0000-0003-4228-9044


Similar Articles


Бионика Медиа