Epidemien auf ihren Spuren stoppen

Epidemien auf ihren Spuren stoppen

Larry Brilliant: The case for informed optimism (March 2019).

Anonim

Wissenschaft und Technologie haben das Potenzial, künftige Epidemien auf ihrem Weg zu stoppen, sagt Tanja Stadler. Dies erfordert jedoch eine bessere Zusammenarbeit zwischen Wissenschaftlern und Behörden.

Ein genetischer Code, der entschlüsselt und analysiert werden kann, ist nicht nur beim Menschen vorhanden; Pathogene wie Viren und Bakterien haben auch einen. Seit der Ausbreitung der HIV-Pandemie in den 1990er Jahren entschlüsseln Wissenschaftler die Baupläne von Krankheitserregern. Mathematische Analysen genetischer Sequenzen waren von Anfang an von zentraler Bedeutung für diese Bemühungen.

Mathematische Prozesse können helfen zu beurteilen, wer wen mit HIV infiziert haben könnte. Je ähnlicher die genetischen Sequenzen in zwei Proben sind, desto wahrscheinlicher ist es, dass die beiden sich gegenseitig infizierten. Diese Art von Analysen wurde bald Teil von Gerichtsverfahren in Bezug auf Personen, denen vorgeworfen wurde, andere Menschen mit HIV gezielt infiziert zu haben.

Ein bekannter und tragischer Fall waren fünf Krankenschwestern aus Bulgarien und ein Arzt aus Palästina, die in Libyen zum Tode verurteilt wurden, nachdem sie angeblich Hunderte von Kindern mit HIV infiziert hatten. Die Analyse des genetischen Materials zeigte jedoch, dass die Kinder schon lange vor der Ankunft der Krankenschwestern mit HIV infiziert waren und die medizinischen Fachkräfte 2007 freigelassen wurden.

Die Übertragungspfade eines Pathogens aufspüren

In den letzten Jahren wurden die Analysetechniken erheblich verfeinert. Revolutionäre Technologien können die genetischen Sequenzen einer großen Anzahl von Proben schnell und kostengünstig bestimmen. Zum Beispiel ist die MinION-Sequenzierungstechnologie klein genug, um in der Handfläche zu sitzen. Dies bedeutet, dass im Falle einer Epidemie die DNA eines Krankheitserregers vor Ort in einem Entwicklungsland sequenziert werden kann. Dies vermeidet alle rechtlichen und logistischen Hürden, Blutproben über Ländergrenzen hinweg zu exportieren.

Auch mathematische und statistische Methoden werden immer schneller und zuverlässiger. Dies ist der Bereich, in dem meine Gruppe aktiv ist. Wir arbeiten mit anderen Wissenschaftlern zusammen, um das BEAST-Softwarepaket zur Analyse und Interpretation von Sequenzdaten weiterzuentwickeln. Wir verpflichten uns auch, die wissenschaftliche Gemeinschaft mit der Software vertraut zu machen. Zu diesem Zweck haben wir eine jährliche Reihe von internationalen Workshops initiiert, um den Menschen beizubringen, wie man sie benutzt.

Dank der erzielten Fortschritte können wir nun nicht nur - wie bei Gerichtsverfahren üblich - einzelne mögliche Wege für die Übertragung eines bestimmten Erregers betrachten, sondern auch die Wege eines Erregers durch eine ganze Bevölkerung. Mit entsprechenden Analysen und Simulationen kann auch die Wirkung von gesundheitspolitischen Maßnahmen wie Grenzsperrungen oder Flugverboten beurteilt werden.

Anforderungen für Echtzeitanalysen

Während sowohl die MinION-Technologie als auch die BEAST-Software während der westafrikanischen Ebola-Epidemie von 2013-2016 und der jüngsten Zika-Epidemie in Südamerika eingesetzt wurden, lief die Zusammenarbeit unter den verschiedenen Beteiligten nicht reibungslos ab und die Prozesse waren noch nicht vollständig etabliert. Das erklärt, warum die Analysen Zeit brauchten.

Die vollständige Zusammenarbeit aller Beteiligten würde Echtzeitanalysen ermöglichen. Die Weltgesundheitsorganisation müsste Wissenschaftler, die Sequenzierungen durchführen, unbürokratisch unterstützen, und die gesammelten Daten müssten sofort allen Wissenschaftlern zur Verfügung gestellt werden. Die Wissenschaftler müssten ihre Erkenntnisse ihrerseits direkt an die Gesundheitsbehörden weitergeben, die dann in der Lage wären, die notwendigen Schritte zur Eindämmung der Epidemie zu unternehmen.

Im Hollywood-Thriller Contagion brauchen Wissenschaftler und Behörden sehr lange, um einen tödlichen Krankheitserreger in den Griff zu bekommen, der sich schnell auf der ganzen Welt verbreitet. In Zukunft werden wir durch effektive mathematische Echtzeitanalysen und die schnelle Umsetzung abgeleiteter Maßnahmen hoffentlich in der Lage sein, Epidemien auf ihrem Weg zu stoppen, bevor sie zu Pandemien werden.