Choroby zakaźne i pasożytnicze - ebook

1 Epidemiologia chorób zakaźnych – najważniejsze zagadnienia Maria Gańczak

Choroba zakaźna jest wynikiem bezpośredniej lub pośredniej transmisji drobnoustroju chorobotwórczego (lub wytwarzanych toksyn czy jadów) od zakażonej osoby, zwierzęcia lub ze środowiska nieożywionego do podatnego gospodarza.

1.1. Choroby zakaźne – krótki rys historyczny

Choroby zakaźne towarzyszą ludzkości od tysiącleci. Epidemie ospy prawdziwej były notowane zarówno w trakcie wojen egipsko-hetyckich wiele setek lat przed naszą erą, jak i później, podczas licznych krucjat, odkryć geograficznych i kolonizacji obu Ameryk. O epidemiach dżumy donoszono już w czasach panowania Dżyngis-chana i w okresie Cesarstwa Rzymskiego. Między VI a VII wiekiem naszej ery prawie 50% populacji europejskiej poniosło śmierć wskutek tej choroby, a w XIV wieku dżuma była przyczyną śmierci od 75 do 200 milionów ludzi na kilku kontynentach. Epidemia kiły, która wybuchła pod koniec XV wieku, początkowo w Hiszpanii, we Francji i we Włoszech, szybko rozprzestrzeniła się na inne kraje europejskie, a następnie na terytorium Ameryki Północnej.

Stosunkowo wcześnie rozpoznano, że choroby zakaźne są zaraźliwe, jednakże wiedza o ich aspektach epidemiologicznych była znikoma, zatem wysiłki dotyczące kontroli nad ich rozprzestrzenianiem często kończyły się niepowodzeniem. Tym bardziej warto wspomnieć o dokonaniach Snowa i Semmelweissa. Pomimo braku znajomości czynnika etiologicznego, wskazali oni skuteczne metody walki z epidemiami cholery i gorączki połogowej.

Czynniki etiologiczne chorób zakaźnych zaczęto odkrywać stosunkowo niedawno, bo pod koniec XIX wieku. Pionierskie osiągnięcia w tym zakresie są udziałem m.in. Pasteura, następnie Hansena, Kocha, Loefflera, Gaffky’ego, Rosenbacha, Eschericha, Welcha, Yersina, Van Enmergena, Shigi i Pfeiffera. Koch opisał warunki, jakie powinien spełniać drobnoustrój (izolacja, hodowla in vitro i zakażenie), aby móc go określić jako przyczynę choroby. Było to znaczące osiągnięcie w epidemiologii chorób zakaźnych, jako że opierając się na tak ustanowionych zasadach można było wykazać specyficzny związek przyczynowy między patogenem a chorobą. Identyfikacja czynników chorobotwórczych przyczyniła się do zrozumienia epidemiologii chorób zakaźnych, co z kolei ułatwiło stworzenie strategii zapobiegawczych. Takie dyscypliny, jak mikrobiologia, wirusologia czy immunologia wspomogły epidemiologię, biostatystykę i zdrowie publiczne, tworząc podwaliny działań prewencyjnych.

Pozanie patofizjologii chorób zakaźnych wpłynęło na postępy w terapii. Do leczenia wprowadzano szczepionki i anatoksyny, początkowo przeciwko ospie prawdziwej, następnie, na przełomie XIX i XX wieku, przeciwko wściekliźnie, durowi brzusznemu, cholerze, błonicy, krztuścowi i tężcowi. W latach 20. ubiegłego stulecia zsyntetyzowano nowe leki przeciwmalaryczne, w następnej dekadzie – sulfonamidy, lata 40. przyniosły zaś przełomowe odkrycie penicyliny.

Działania w zakresie zdrowia publicznego mające na celu kontrolę chorób zakaźnych, takie jak poprawa warunków sanitarnych, powszechne chlorowanie wody pitnej, wprowadzanie na rynek kolejnych szczepionek i antybiotyków czy stopniowe ulepszanie metod diagnostycznych, przyczyniły się do znaczącego obniżenia umieralności oraz wpłynęły korzystnie na oczekiwaną długość życia, szczególnie wśród mieszkańców krajów wysoko rozwiniętych ekonomicznie. Przykładowo, w USA umieralność z powodu chorób zakaźnych, która na początku ubiegłego stulecia wynosiła 800 : 100 000 mieszkańców, spadła pod koniec lat 90. XX wieku do 50 : 100 000.

Ostatnie dziesięciolecia przyniosły dynamiczny rozwój genomiki i proteomiki, co wpłynęło na dokładniejsze poznanie interakcji między gospodarzem a drobnoustrojem. Rozdział 8 podręcznika zawiera szczegółowe omówienie metod biologii i epidemiologii molekularnej oraz ich znaczenia w rozpoznawaniu chorób zakaźnych.

1.2. Choroby zakaźne w aspekcie globalnym i lokalnym

Choć poprawie uległy warunki sanitarno-higieniczne, a metody terapii i prewencji stają się coraz skuteczniejsze, choroby zakaźne stanowią obecnie około 30% całkowitego obciążenia chorobami na świecie i pozostają główną pod względem częstości przyczyną zgonów w wielu krajach rozwijających się. Szacuje się, że w 2015 r. z 5,9 miliona zgonów wśród dzieci do 5. roku życia, prawie połowa była wynikiem choroby zakaźnej. U noworodków najczęstsze przyczyny zgonu stanowiły posocznica, zapalenie płuc i zapalenie opon mózgowo-rdzeniowych, u starszych dzieci zapalenie płuc, biegunka i malaria. Warto dodać, że przyczyniając się do skrócenia czasu przeżycia osób cierpiących na przewlekłe choroby (cukrzyca, nowotwory, schorzenia płuc, serca, nerek), zakażenia mogą pośrednio kształtować światowe statystyki dotyczące umieralności.

Oprócz znanych i opisanych chorób zakaźnych, pojawiają się nowe (tzw. emerging diseases). Według definicji Światowej Organizacji Zdrowia (WHO) do grupy tej zalicza się choroby wywołane przez patogeny, które dotychczas nie były identyfikowane, bądź takie, które występowały w populacji wcześniej, ale obecnie zapadalność na nie gwałtownie wzrasta lub poszerza się ich zasięg geograficzny. Od lat 40. ubiegłego stulecia zidentyfikowano ponad trzysta nowych chorób zakaźnych, przy czym północnowschodnia część USA, Europa Zachodnia, Japonia i południowowschodnia Australia są uważane za swoiste „punkty zapalne”.

Epidemiolodzy wytypowali dziesięć patogenów, które mogą wywołać groźne epidemie w najbliższej przyszłości. Poinformowali jednocześnie, że ludzie nie dysponują obecnie skutecznymi metodami terapeutycznymi w odniesieniu do chorób, które te drobnoustroje wywołują. Należą tu wirusy gorączek krwotocznych: Lassa, Ebola, Marburg, krymsko-kongijskiej, doliny Rift, koronawirusy wywołujące zespół ciężkiej ostrej niewydolności oddechowej (SARS) oraz bliskowschodni zespół niewydolności oddechowej (MERS), inne wirusy, takie jak Nipah, Zika czy wywołujący gorączkę chikungunya. Niektóre nowe patogeny z dużym potencjałem epidemicznym, wywołujące między innymi AIDS czy ptasią grypę, nie znalazły się na wspomnianej liście z uwagi na rozwinięte metody kontroli i zapobiegania tym zakażeniom.

Do najważniejszych czynników ryzyka wystąpienia tych zakażeń zalicza się zmiany klimatu, re-aranżacje ekosystemów powodujące kontakt ze środowiskiem zwierząt, rozwój wielkich aglomeracji miejskich o wysokim zagęszczeniu ludności i niedostatecznej infrastrukturze sanitarnej, niedożywienie i głód, globalizację handlu, zmiany procesu produkcji, przetwarzania i przechowywania żywności, intensyfikację produkcji spożywczej, zmiany technologii uprawy roślin i hodowli zwierząt, niekontrolowane stosowanie antybiotyków, rozwój międzynarodowego transportu lotniczego i migracje ludności. W odniesieniu do Europy uważa się, że turystyka i podróże, jakość wody i żywności, zmiany środowiska naturalnego, przemysł oraz zmiany klimatu to najważniejsze czynniki odpowiedzialne za występowanie incydentów epidemicznych w ostatnich latach.

Zagrożeniem są również choroby zakaźne, które pozornie zostały opanowane poprzez skuteczną politykę zdrowotną i poprawę warunków życia, jednakże obecnie, po okresie „wyciszenia epidemiologicznego”, nawracają (tzw. re-emerging diseases) z powodu zmiany wrażliwości populacji, występując często w formach opornych na leczenie. Należy tu wspomnieć o lekoopornej malarii czy gruźlicy wywołanej przez wielolekooporne szczepy Mycobacterium tuberculosis, metycylinoopornych szczepach Staphylococcus aureus (MRSA) czy pałeczkach z rodziny Enterobacteriaceae wytwarzających karbapenemazy typu KPC. Ekspansja nowych szczepów Bordetella pertussis produkujących większe ilości toksyny przyczyniła się do wzrostu zachorowań na krztusiec w Europie i w USA. Oporność na antybiotyki utrudnia efektywne leczenie zakażeń Neisseria gonorrhea. Inne przykłady nawracających chorób zakaźnych stanowią cholera wywołana przecinkowcem z grupy serologicznej O139, łączącym cechy zwiększonej wirulencji i długiego przeżycia w środowisku, a także schistosomoza, której ekspansję ułatwiło zbudowanie zapory Diama na rzece Senegal, co doprowadziło do rozszerzenia terytorium występowania pasożytów.

Choroby zakaźne dotykają nie tylko poszczególnych osób, mogą również wywierać znaczący wpływ na społeczeństwa, światową ekonomię czy systemy polityczne. Eksperci Banku Światowego oszacowali, że choć epidemia SARS trwała stosunkowo krótko i jej zasięg geograficzny był ograniczony, utrudnienia dotyczące podróżowania, zamykanie szkół, fabryk i lotnisk spowodowały straty ekonomiczne w krajach azjatyckich rzędu 18 miliardów dolarów. Prognozowano również, że jeśli epidemia gorączki krwotocznej Ebola, która wybuchła w 2014 r., uległaby w ciągu 2 lat rozszerzeniu poza Gwineę, Liberię i Sierra Leone, spowodowałaby straty finansowe w Afryce Zachodniej rzędu 32,6 miliardów dolarów, pogrążając ekonomie państw tego regionu w głębokiej recesji. Amerykańscy eksperci zdrowia publicznego obliczyli, że choroby zakaźne w USA stanowią dla budżetu obciążenie sięgające 120 miliardów dolarów rocznie, w tym grypa ponad 87 miliardów, a zakażenia związane z lekoopornością 55 miliardów. Wynikiem choroby zakaźnej może być długotrwała absencja chorobowa czy trwałe inwalidztwo, co zwiększa koszty leczenia i tym samym obciąża budżet. Przykłady stanowią zakażenia HBV, HCV, gruźlica czy przewlekłe choroby tropikalne, jak trąd i filarioza. Udowodniono rolę zakażeń w łańcuchu przyczynowym w odniesieniu do procesu nowotworowego (rak wątroby, szyjki macicy, chłoniak Burkitta, mięsak Kaposiego).

Problem chorób zakaźnych w Polsce nie przyjmuje takich rozmiarów jak w krajach rozwijających się. Według danych Narodowego Instytutu Zdrowia Publicznego – Państwowego Zakładu Higieny (NIZP-PZH) sytuacja epidemiologiczna jest stosunkowo stabilna. W 2014 r. najliczniejszą grupę wśród chorób podlegających nadzorowi epidemiologicznemu stanowiły zakażenia górnych dróg oddechowych klasyfikowane jako „grypa i podejrzenia zachorowań na grypę” (w stosunku do mediany z lat 2008–2012 odnotowano wzrost o 187,4%) oraz zakażenia jelitowe. Niepokój może budzić wzrost zapadalności na choroby, którym można zapobiegać przez szczepienia, takie jak inwazyjne zakażenie Haemophilus influenzae typu b czy Streptococcus pneumoniae.

Udział umieralności z powodu chorób zakaźnych wśród innych przyczyn zgonów wyniósł w 2014 r. zaledwie 0,58% i był to najniższy współczynnik, jaki kiedykolwiek odnotowano w Polsce. Należy jednak zaznaczyć, że wynika to w dużej mierze z poprawy jakości danych statystycznych związanej ze wzmocnieniem przez Główny Urząd Statystyczny (GUS) nadzoru nad kodowaniem przyczyn zgonów, szczególnie w odniesieniu do posocznic. Najwięcej zgonów spowodowały gruźlica i jej następstwa, zakażenia jelitowe wywołane przez Clostridium difficile, wirusowe zapalenia wątroby i ich późne następstwa, posocznice, bakteryjne zapalenia opon mózgowo-rdzeniowych oraz AIDS. Wymienione choroby były przyczyną około 70% wszystkich zgonów z powodu chorób zakaźnych w 2014 r. Choć najwyższą umieralność zanotowano wśród osób w wieku > 80 lat, największy procentowy udział choroby zakaźne miały w umieralności dzieci do 9 lat oraz dorosłych w wieku 25–49 lat.

W 2014 r., podobnie jak w poprzednich latach, odnotowano znaczącą różnicę między współczynnikami umieralności mężczyzn i kobiet – wynosiła ona 44%. Różnica między współczynnikami umieralności mieszkańców miast i wsi wynosiła 53%.

1.3. Epidemiologia chorób zakaźnych – podstawowe pojęcia

W celu określenia rozpowszechnienia chorób zakaźnych w populacji nie przytacza się zwykle liczb bezwzględnych, czyli liczby przypadków danej choroby, lecz wykorzystuje się współczynniki. Współczynnik jest ilorazem, w którym liczbę chorych (licznik) odnosi się do liczby osób narażonych na zachorowanie (mianownik). Do najbardziej użytecznych należą współczynniki chorobowości i zapadalności.

Chorobowość pozwala określić u jakiej części (proporcja lub %) populacji choroba jest obecna w określonym punkcie czasowym, inaczej jest to liczba osób chorych na daną chorobę w określonym punkcie czasowym podzielona przez liczebność całej próby lub populacji, do której te osoby należą. Przykładowo, jeżeli z danych na koniec 2016 r. wynika, że spośród 1000 dzieci w wieku od 5 do 15 lat będących pod opieką lekarza rodzinnego u 7 występuje przewlekłe zapalenie wątroby typu C, wówczas chorobowość w tej grupie wynosi 7 : 1000, czyli 0,007 (0,7%).

Zapadalność jest miarą częstości występowania chorób, określaną jako proporcja (lub %) nowych przypadków danej choroby, które pojawiły się w określonym przedziale czasowym w określonej populacji w stosunku do liczebności tej populacji. Jeśli wśród 38 498 123 mieszkańców Polski rozpoznano w 2014 r. 3076 nowych zachorowań na wirusowe zapalenie wątroby typu C, zapadalność wynosiła 0,0000799, czyli 0,00799%, inaczej 7,99 : 100 000.

Zapadalność zwykle znacznie różni się od chorobowości w przypadku chorób zakaźnych o charakterze przewlekłym, w odniesieniu do chorób trwających krótko różnica ta jest niewielka. Zależność chorobowości i zapadalności można w uproszczeniu przedstawić jako lejek wypełniony wodą, która dostaje się do niego od góry (są to nowe przypadki – zapadalność) i wylatuje przez dolny otwór (są to zgony, wyzdrowienia, emigracje). W obrębie lejka zawsze pozostaje określona objętość wody (są to chorzy – chorobowość).

W analizach umieralności stosuje się różne mierniki. Za podstawowy uważa się surowy (ogólny, rzeczywisty) współczynnik zgonów, inaczej zwany umieralnością. Definiuje się go jako stosunek liczby wszystkich zgonów w badanej populacji w określonym przedziale czasowym do liczebności tej populacji narażonej na ryzyko zgonu w danym czasie – zwykle przeliczany jest na 100 000 osób na rok. W odniesieniu do chorób zakaźnych zastosowanie znajduje cząstkowy współczynnik umieralności określający liczbę zgonów z powodu danej choroby zakaźnej w badanej populacji w stosunku do liczby ludności narażonej na ryzyko zgonu. Można przytoczyć tu przykładowo dane dotyczące najwyższej umieralności na krztusiec, odnotowanej na ziemiach polskich w 1950 r., która wyniosła 6,3 : 100 000 mieszkańców. Z kolei wskaźnik umieralności proporcjonalnej z powodu chorób zakaźnych przedstawia liczbę zgonów z powodu tych chorób w stosunku do liczby zgonów ogółem.

W opisie chorób zakaźnych używany jest czasem wskaźnik śmiertelności. Jest to odsetek zmarłych na daną chorobę w stosunku do liczby chorych na tę chorobę – jest to miara nieskuteczności leczenia (lub ryzyka). Wskaźniki śmiertelności dla poszczególnych chorób zakaźnych wahają się w szerokich granicach. Ospę prawdziwą cechuje śmiertelność u osób szczepionych na poziomie 3%, a u nieszczepionych na poziomie 30%. We wstrząsie septycznym śmiertelność sięga 50–58%.

Niezbędnym warunkiem do szerzenia się choroby zakaźnej jest obecność 3 elementów: czynnika zakaźnego, osób wrażliwych na zakażenie i środowiska, w którym występują warunki przeniesienia czynnika zakaźnego na osobę podatną (tzw. triada epidemiologiczna).

Czynnik zakaźny ma swoiste cechy pomocne dla określenia charakteru zakażenia. Chorobotwórczość (patogenność) to jego zdolność do wywoływania choroby, mierzona proporcją liczby osób, u których rozwinęły się objawy kliniczne do liczby osób zakażonych.

Zjadliwość (wirulencja) to zdolność do wywołania ciężkiej choroby, mierzona odsetkiem osób zakażonych, u których choroba ma przebieg ciężki lub prowadzi do śmierci.

Zaraźliwość to zdolność czynnika do inwazji i wytwarzania odczynu infekcyjnego u gospodarza mierzona proporcją osób, które zachorowały, w stosunku do tych, które były narażone.

Dawka infekcyjna jest to ilość czynnika zakaźnego potrzebna do wywołania zakażenia u wrażliwych osób.

Czynnik zakaźny żyje, wzrasta i rozmnaża się w naturalnym środowisku bytowania, zwanym rezerwuarem. Rezerwuar może odnosić się do ludzi – przykładem jest zakażenie wirusem odry czy ospy wietrznej. Osoba zakażona, w której organizmie znajduje się czynnik zakaźny, będąc „przypadkiem”, może jednocześnie być czynnikiem ryzyka, a ściślej źródłem zakażenia dla innych. W źródle zakażenia odbywa się namnażanie drobnoustroju. Unieszkodliwienie źródła zakażenia, podobnie jak przerwanie drogi przenoszenia bądź wzrost odporności populacji, stanowi kluczowy element w odniesieniu do kontroli chorób zakaźnych.

Ważnym pojęciem w epidemiologii chorób zakaźnych jest nosicielstwo, czyli stan specyficznej równowagi immunobiologicznej między patogenem a zakażonym organizmem. W organizmie nosiciela przebywa czynnik zakaźny, który może być przenoszony na innych, przy czym u nosiciela nie występują objawy chorobowe. Wyróżnia się nosicieli zdrowych, którzy nie chorowali i nie spostrzegano u nich zaburzeń czynności organizmu (nosicielstwo meningokoków w gardle) i nosicieli ozdrowieńców, którzy chorowali i wydzielają patogen w okresie rekonwalescencji pochorobowej (nosicielstwo pałeczek Salmonella sp. w kale). Nosicieli można również podzielić na stałych, którzy, jak w przypadku nosicielstwa pałeczek Salmonella typhi, choć pozostają klinicznie zdrowi, wydalają patogeny chorobotwórcze przez długi czas (miesiące, lata) oraz okresowych, wydalających patogeny jedynie periodycznie. Nosiciel może nie zachorować lub zachorować po określonym czasie (zakażenie HBV, HCV, HIV).

Rezerwuarem patogenów chorobotwórczych mogą być także zwierzęta (np. gryzonie są rezerwuarem dla pałeczek dżumy), rośliny lub inne środowisko, np. gleba (rezerwuar dla zarodników wąglika) czy woda (rezerwuar dla przecinkowca cholery).

Choroby zakaźne mają liczne cechy, które odróżniają je od chorób niezakaźnych. Między innymi mogą być transmitowane od jednej osoby do drugiej – wówczas zapadalność na daną chorobę zależy od liczby zakażonych osobników w populacji. Miejsca, którymi drobnoustroje wnikają do organizmu gospodarza (wszystkie otwory naturalne, skóra) noszą nazwę wrota zakażenia.

Drogi szerzenia chorób zakaźnych można podzielić na bezpośrednie, gdy następuje natychmiastowy transfer patogenu do właściwych wrót zakażenia (podawanie ręki, pocałunki, kontakty seksualne, kontakty z pacjentami podczas procedur medycznych, transfuzje krwi, droga łożyskowa, pochwowa) oraz pośrednie (przez przedmioty codziennego użytku, sprzęt medyczny, droga wodno-pokarmowa, powietrzno-kropelkowa, za pośrednictwem owadów, gleby).

Przydatną miarą transmisyjności drobnoustroju (potencjału do rozprzestrzeniania się), pozwalającą dokonywać oceny interwencji dotyczących chorób zakaźnych, jest podstawowa liczba odtwarzania (R₀), czyli teoretyczna liczba osób, której każdy chory przekazuje zakażenie przy założeniu, że wszystkie kontakty są z osobnikami podatnymi. Przykładowo R₀ dla grypy wynosi 2–3, dla odry zaś 12–18. W rzeczywistości część populacji jest już zwykle uodporniona na drobnoustrój chorobotwórczy. Wówczas przewidywana liczba nowych przypadków, powstałych w wyniku zakażenia przez osobę zarażającą, wynosi mniej niż R₀ i jest oznaczana jako R.

Nasza podatność na zakażenie zależy m.in. od wieku, płci, stanu odżywienia, czynników genetycznych, mechanizmów odpornościowych. Oprócz indywidualnej odporności należy wspomnieć o odporności zbiorowiskowej, inaczej populacyjnej, której istotą jest zmniejszanie się szans zachorowania osobnika nieuodpornionego wraz ze wzrostem proporcji uodpornionych w danej populacji. To, czy ulegnie się zakażeniu wirusem grypy w sezonie epidemicznym, zależy w dużej mierze od liczby osób zakażonych w otoczeniu. Co oznacza, że jeśli wiele osób w populacji będzie zaszczepionych – szansa pojedynczego osobnika na zakażenie zmaleje, nawet w sytuacji, gdy sam nie został zaszczepiony.

Wynikiem nabycia zakażenia może być wystąpienie objawów chorobowych po określonym czasie od narażenia na czynnik zakaźny zwanym okresem wylęgania. Jego długość jest różna w zależności od patogenu. Okres zakaźności, w którym osoba zakażona wydala czynnik zakaźny, stanowiąc źródło zakażenia, może w zależności od zakażenia wykraczać poza czas występowania objawów.

Kolejną cechą, charakterystyczną dla chorób zakaźnych jest konieczność podjęcia szybkiego działania w chwili otrzymania sygnału o wybuchu epidemii. Zignorowanie go może skutkować trudnościami w opanowaniu zagrożenia. Epidemia to występowanie większej od oczekiwanej liczby przypadków choroby w określonym miejscu lub w określonej populacji w danym przedziale czasowym. Epidemia obejmująca duże obszary (liczne kraje lub kontynenty), czemu towarzyszy zwykle wysoka zapadalność, nosi nazwę pandemia (pandemia grypy, w tym A H1N1, HIV/AIDS, SARS, Zika). Pojęcie epidemii należy odnosić nie tylko do sytuacji, w których liczba zachorowań jest znaczna. Epidemię można rozpoznać na podstawie kilku przypadków zakażeń norowirusowych na oddziale szpitalnym, ale nie będzie to właściwe w przypadku kilkuset zachorowań na grypę w wielkiej aglomeracji.

Endemia to stała obecność czynnika zakaźnego lub choroby na danym obszarze lub w określonej populacji. Wiąże się ona z niezmienną lub nieznacznie zmieniającą się zapadalnością. W odniesieniu do Polski przykładem choroby endemicznej jest ospa wietrzna.

Przy endemii średnia liczba przypadków reprodukowanych przez jednego zakażającego wynosi około 1 (R = 1). Jeżeli R < 1, endemia (lub epidemia) wygasa, natomiast jeśli zaistnieją odpowiednie warunki u gospodarza lub w jego środowisku, może dojść do wybuchu epidemii (R > 1). Choroby endemiczne, takie jak cholera, malaria czy denga, mogą stanowić problem zdrowotny, szczególnie w krajach rozwijających się.

Ze względu na charakter rozprzestrzeniania wyróżnia się epidemie z jednego źródła, gdy grupa podatnych osobników jest eksponowana na jedno źródło zakażenia, epidemię postępującą (propagacyjną), gdy następuje wprowadzenie czynnika zakaźnego do wrażliwej populacji z następowym namnażaniem się patogenu w organizmach osób zakażonych i przekazywaniem go od osoby do osoby (wzrost liczby przypadków jest wolniejszy niż w epidemii z jednego źródła) oraz epidemię mieszaną, która łączy cechy epidemii ze wspólnego źródła z postępującym szerzeniem się z jednej osoby na drugą. Odmianą epidemii z jednego źródła jest epidemia punktowa, gdy grupa osób eksponowana jest mniej więcej jednoczasowo, co powoduje gwałtowny wzrost liczby nowych przypadków choroby po czasie odpowiadającym okresowi wylęgania.

Tradycyjnymi przykładami epidemii z jednego źródła mogą być opisana przez Johna Snowa w 1854 r. epidemia cholery w Londynie czy też współczesne zatrucia pokarmowe w zakładach zbiorowego żywienia lub na statkach wycieczkowych. Epidemia odry lub krztuśca to przykłady epidemii postępującej, gdy drogi przenoszenia między osobnikami są jednolite, w epidemii HIV zaś drogi przenoszenia mogą być różne (kontakty seksualne/iniekcje dożylne) i występować naprzemiennie. Epidemie mieszane występują na przykład przy zakażeniach pokarmowych (WZW A) i oddechowych (gruźlica płuc).

Warto zauważyć, że choć od 1980 r. liczba wykrywanych na świecie epidemii wykazywała tendencję wzrostową, liczba zakażonych w ogniskach epidemicznych ulegała stopniowemu obniżeniu, co może przemawiać za usprawnieniem metod prewencji, wczesnym wykrywaniem przypadków, skutecznymi sposobami kontroli i właściwym leczeniem.

Określenie typu epidemii pomaga zawęzić dochodzenie epidemiologiczne. Celem dochodzenia jest szybkie rozpoznanie ogniska epidemii oraz mechanizmów jej szerzenia się, z następowym zastosowaniem metod kontroli i doprowadzeniem do jej wygaszenia, aby zapobiec kolejnym zachorowaniom i zdobyć wiedzę pozwalającą na uniknięcie podobnych zdarzeń w przyszłości.

Ognisko epidemii stanowi zakażony człowiek (zwierzę) wraz z otoczeniem, w którym zaistniały warunki do przenoszenia drobnoustroju chorobotwórczego na osoby podatne.

Kroki, jakie należy podjąć przy wszczęciu dochodzenia epidemiologicznego powinny obejmować:

• potwierdzenie, czy rzeczywiście występuje epidemia – obserwowany wzrost zachorowań może być spowodowany poprawą nadzoru nad zakażeniami lub wprowadzeniem nowych metod diagnostycznych;

• szybkie wprowadzenie metod kontroli – należą tu m.in. informacja skierowana do społeczeństwa, działania higieniczne, odsunięcie osób chorych od pracy, jeśli stanowią zagrożenie, podanie leków przeciwbakteryjnych czy immunoglobuliny, a także wprowadzenie szczepień;

• określenie definicji przypadku i liczby przypadków – definicja stanowi zbiór jednolicie stosowanych kryteriów określających czy dana osoba może zostać zakwalifikowana jako przypadek; dotyczą one pewności rozpoznania i opierają się na objawach klinicznych, badaniach laboratoryjnych oraz informacjach dotyczących czasu i miejsca ekspozycji (przypadek możliwy – wykazuje objawy choroby, brak potwierdzenia kontaktu z chorym o ustalonym czynniku etiologicznym; prawdopodobny – wykazuje objawy, miał kontakt z potwierdzonym przypadkiem zachorowania; potwierdzony – dodatkowo potwierdzono zakażenie przez dodatni wynik badania mikrobiologicznego lub wirusologicznego);

• opis epidemii w kategorii osób (płeć, wiek, zawód), miejsca i czasu przy użyciu narzędzi epidemiologii opisowej.

Konieczne jest określenie populacji narażonej na zachorowanie, by poddać ją nadzorowi epidemiologicznemu lub kwarantannie, ewentualnie otoczyć kordonem sanitarnym. Jest to również potrzebne w celu obliczenia zapadalności w ognisku epidemicznym, obrazującej szybkość szerzenia się epidemii (liczba nowych zachorowań w przeliczeniu na liczbę osób potencjalnie narażonych w badanej populacji lub grupie). Dla przykładu, w ognisku zatrucia pokarmowego, jakie miało miejsce na obozie harcerskim, spośród 345 osób, które spożyły sałatkę warzywną – 154 osoby zachorowały, zatem zapadalność w tym ognisku wynosiła 154/345 czyli 0,45 (45%). Kwarantanna to oddzielenie od ogółu społeczeństwa i poddanie przymusowej obserwacji osób zdrowych podejrzanych o kontakt z osobami zakażonymi (kontakt z chorymi bądź powrót z terenów, na których występują wysoce zakaźne choroby endemiczne), kordon sanitarny zaś to przymusowe przerwanie wszelkiej łączności z obszarem objętym epidemią wraz z utworzeniem pierścienia posterunków ustawionych wokół tego regionu. Charakterystyka czasowa opiera się na sporządzeniu krzywej zachorowań o typie histogramu, który przyporządkowuje liczby nowych przypadków przedziałom czasowym ich wystąpienia (dni, tygodnie). Na kształt krzywej mają wpływ różnice w okresie wylęgania spowodowane efektem dawka-odpowiedź oraz czas potrzebny chorym na zgłoszenie się do lekarza. Określenie rozmieszczenia przypadków zachorowań na mapie terenu służy ustaleniu wspólnego czynnika ryzyka ekspozycji na podejrzewany czynnik sprawczy (miejsce zamieszkania, pracy, nauki, rozrywki itp.). Niezbędne jest:

• ustalenie wstępnych hipotez co do źródła zakażenia i sposobu transmisji – należy je następnie przetestować wykorzystując analizę retro- i prospektywną dla ustalenia związku przyczynowo-skutkowego między czynnikiem sprawczym a chorobą (epidemiologia analityczna);

• wdrożenie właściwych metod kontroli;

• sporządzenie końcowego raportu ze sformułowaniem wniosków i zaleceń.

1.4. Kontrola chorób zakaźnych

Opisano następujące sposoby zwalczania chorób zakaźnych:

• kontrola – rezultat celowych działań mających na celu redukcję zapadalności, chorobowości i umieralności na chorobę zakaźną do poziomu uznanego lokalnie za dopuszczalny (przykładem mogą być biegunki zakaźne) – kontrola wymaga ciągłych działań interwencyjnych;

• eliminacja – redukcja do zera częstości występowania danej choroby lub zakażenia na określonym obszarze geograficznym jako wynik zorganizowanych, celowych wysiłków (przykładem mogą być trąd, leiszmanioza, odra, poliomyelitis) – eliminacja wymaga ciągłych działań interwencyjnych;

• eradykacja – trwała i obejmująca cały świat redukcja do zera zapadalności na chorobę powodowaną przez określony czynnik zakaźny, skutkująca tym, że działania interwencyjne nie są już konieczne (jedynym jak dotąd przykładem jest ospa prawdziwa wyeradykowana w 1979 r.);

• wygaśnięcie/wyginięcie – określony czynnik zakaźny przestaje istnieć w naturze i nie jest przechowywany w laboratorium (brak stosownego przykładu).

Eradykacja wiąże się z korzyściami ekonomicznymi. Koszt walki z ospą prawdziwą był szacowany na 1,35 miliarda dolarów rocznie, a całkowity koszt eradykacji wyniósł 23 miliony dolarów.

Obecnie uważa się, że możliwa jest eradykacja poliomyelitis, świnki, odry, różyczki, wągrzycy i filarioz limfatycznych (wywołanych przez Wuchereria bancrofti, Brugia malayi i Brugia timori). Uważa się, że w przypadku eradykacji poliomyelitis roczne oszczędności w skali świata wyniosą 1,5 miliarda dolarów. Jednakże aby osiągnąć ten cel w 2020 r., potrzebny będzie jeszcze ponad 1 miliard dolarów.

Kontrola chorób zakaźnych nie byłaby możliwa bez dobrze działającego nadzoru epidemiologicznego, polegającego na ciągłym zbieraniu, wnikliwej ocenie i umiejętnej interpretacji danych zdrowotnych niezbędnych do zaplanowania, implementacji i ewaluacji działań z dziedziny zdrowia publicznego. Jest to związane z natychmiastowym dostarczaniem zebranych danych odpowiednim osobom, które powinny je poznać. Wyróżnia się nadzór:

• bierny – jego podstawę stanowi wypełnianie formularzy zgłoszeniowych dotyczących zachorowania na określoną chorobę czy uzyskania wyniku laboratoryjnego; w systemie tym działania nie są podejmowane do czasu, gdy formularz nie dotrze do odpowiedniej instytucji działającej w obszarze zdrowia publicznego; kompletność zgłoszeń jest niska;

• czynny – polega na regularnych kontaktach jednostki hierarchicznie wyższej z jednostkami sprawującymi nadzór; dotyczy to zapytań o występowanie zachorowań, sprawdzania dokumentacji itp.; choć ten typ nadzoru wpływa korzystnie na kompletność zgłoszeń, wiąże się z wyższymi kosztami i jest trudny do przeprowadzenia na szeroką skalę;

• wybiórczy – polega na wybieraniu placówek ochrony zdrowia, w których rejestracja przypadków zakażeń odbywa się w sposób kompletny; nadaje się do oceny zachorowań, które występują względnie często, na przykład podczas epidemii grypy, można wówczas ocenić trendy czasowe zachorowań; jego wadą jest brak możliwości oceny zapadalności;

• specjalny – stosowany w sposób losowy lub wybiórczy w celu analizy uczestnictwa w niektórych programach zdrowia publicznego, takich jak analiza zachowań ryzykownych czy programy przesiewowe.

Należy dodać, że o skutecznej walce z chorobami zakaźnymi oprócz opisanych tu odpowiednich systemów zgłaszania już rozpoznanych chorób zakaźnych decydują także sprawne systemy szybkiego powiadamiania o ich podejrzeniu. Komisja Europejska już w 1999 r. nałożyła obowiązek zgłaszania chorób zakaźnych i określiła zasady monitorowania ich przebiegu. Powołano komputerowy system wczesnego ostrzegania i reagowania, za pomocą którego państwa członkowskie mogą wysyłać poufne ostrzeżenia o zdarzeniach mogących mieć negatywny wpływ na zdrowie obywateli, wymieniać się informacjami i koordynować działania. Ustanowiono też jego odpowiedniki na szczeblu krajowym. W 2001 r. został utworzony Komitet ds. Bezpieczeństwa Zdrowia, a w 2005 r. powołano Europejskie Centrum ds. Zapobiegania i Kontroli Chorób Zakaźnych (ECDC). Główny obszar działań ECDC to nadzór nad chorobami zakaźnymi rozumiany jako wspólne działanie państw członkowskich. Służy temu Europejski System Nadzoru, który dostarcza poszczególnym krajom dowodów naukowych na temat chorób zakaźnych, umożliwiając im szybkie reagowanie w ukierunkowany sposób. Legislacja UE wymaga, aby wszystkie państwa rutynowo zgłaszały do ECDC dane pochodzące z nadzoru nad 47 chorobami zakaźnymi oraz epidemie chorób mogących rozprzestrzeniać się do innych państw UE. Polską instytucją bezpośrednio współpracującą z ECDC jest NIZP-PZH.

Działanie krajowego systemu zgłaszania chorób zakaźnych opiera się na powiatowych stacjach sanitarno-epidemiologicznych, które sporządzają sprawozdania (dwutygodniowe, kwartalne, roczne), a następnie przesyłają je do stacji wojewódzkich, a stamtąd raporty trafiają do NIZP-PZH. System ten umożliwia podjęcie decyzji natury organizacyjnej na poziomie województwa, kraju czy międzynarodowym. Nacisk na szybkie powiadamianie położono również w przyjętych w 2005 r. Międzynarodowych Przepisach Zdrowotnych. Powołano, będące kluczowym elementem, Krajowe Punkty Centralne ds. Międzynarodowych Przepisów Zdrowotnych, i Punkty Kontaktowe Międzynarodowych Przepisów Zdrowotnych zorganizowane w siedzibach biur regionalnych WHO. W Polsce Krajowy Punkt Centralny działa od 2007 r. przy NIZP-PZH.

W odpowiedzi na sytuacje kryzysowe stwarzające zagrożenie dla zdrowia publicznego, takie jak pandemia grypy H1N1 (2009 r.) czy epidemia Escherichia coli (2011 r.), Komisja Europejska podjęła w 2013 r. działania, które poskutkowały przyjęciem legislacji w sprawie poważnych transgranicznych zagrożeń zdrowia. Decyzja ta wpłynęła na zwiększenie ochrony obywateli przed chorobami zakaźnymi. Nowe mechanizmy w połączeniu z opisanymi wyżej strukturami sprawdziły się podczas wystąpienia gorączki krwotocznej Ebola, MERS-CoV i zagrożenia poliomyelitis.

Choroby zakaźne podlegają dużej dynamice, co jest powodem częstych nowelizacji prawnych. Początkowo nadzór nad tymi chorobami w Polsce był regulowany na podstawie wydanego w 1946 r. Dekretu o zwalczaniu chorób wenerycznych, następnie Ustawy o zwalczaniu gruźlicy (1959 r.) i Ustawy o zwalczaniu chorób zakaźnych (1963 r.). W 2002 r. wprowadzono Ustawę o chorobach zakaźnych i zakażeniach a 6 lat później Ustawę o zapobieganiu oraz zwalczaniu zakażeń i chorób zakaźnych u ludzi, nowelizowaną w 2012 r. Ustawa ta reguluje zagadnienia związane z przymusem leczenia, hospitalizacji, izolacji i kwarantanny, sprawowaniem nadzoru epidemiologicznego i podejmowaniem działań przeciwepidemicznych, uprawnieniami organów inspekcji sanitarnej, kontrolą nad zakażeniami szpitalnymi, realizacją szczepień ochronnych oraz zasadami prowadzenia badań laboratoryjnych. W ramach ustawy Polska zobowiązana jest do współpracy m.in. ze wspomnianym wyżej ECDC.

Wymienienie wszystkich metod zapobiegania chorobom zakaźnym przekracza ramy tego podręcznika. Należą do nich m.in. izolacja i leczenie osób chorych i nosicieli (w tym zwierząt), bezpieczeństwo wody, żywności i transportu, właściwe odprowadzanie ścieków, zabiegi przeciwepidemiczne (dezynfekcja, sterylizacja, dezynsekcja, deratyzacja, sanityzacja), stosowanie środków ochrony osobistej i bezpiecznego sprzętu w placówkach ochrony zdrowia, utylizacja jednorazowego sprzętu medycznego, profilaktyka przed- i poekspozycyjna, bezpieczeństwo obrotu krwią, właściwa polityka antybiotykowa oraz szczepienia ochronne.

Piśmiennictwo

1. World Health Organization: An R&D blueprint for action to prevent epidemics. Plan for action. WHO, Genewa 2016. http://www.who.int/csr/research-and-development/WHO-R_D-Final10.pdf.

2. Farmer R., Lawrenson R.: Lecture notes: epidemiology, evidence-based medicine and public health. 5^(th) Ed. Wiley-Blackwell, Oksford, Chichester, Nowy Jork 2004.

3. Fonkwo P.N.: Pricing infectious disease. The economic and health implications of infectious diseases. EMBO Rep., 2008, 9 (suppl. 1): S13–S17.

4. Jones K.E., Patel N.G., Levy M.A. i wsp.: Global trends in emerging infectious diseases. Nature, 2008, 451: 990–993.

5. Liu L., Johnson H.L., Cousens S. i wsp.: Global, regional, and national causes of child mortality: an updated systematic analysis for 2010 with time trends since 2000. Lancet, 2012, 379: 2151–2161.

6. Majkut G., Gałęcki J., Krzyżaniak A. i wsp.: Eradykacja chorób zakaźnych na świecie – problemy i wyzwania na przykładzie kampanii eradykacji wirusa polio. Probl. Hig. Epidemiol., 2013, 94: 16–20.

7. Porta, M. (red.): A dictionary of epidemiology. 6^(th) Ed. Oxford University Press, Nowy Jork 2014.

8. Sadkowska-Todys M., Zieliński A., Czarkowski M.P. Choroby zakaźne w Polsce w 2014 roku. Przegl. Epidemiol., 2016, 70: 167–182.

9. Semenza J.C., Lindgren E., Balkanyi L. i wsp.: Determinants and drivers of infectious disease threat events in Europe. Emerg. Infect. Dis., 2016, 22: 581–589.

10. Smith K.F., Goldberg M., Rosenthal S. i wsp.: Global rise in human infectious disease outbreaks. J. R. Soc. Interface, 2014, 11: 20140950.

11. Trotter C., Oliver I., Hickman M.: Infectious disease epidemiology and surveillance. W: Lecture notes: epidemiology, evidence-based medicine and public health. 6^(th) Ed. (red. Y. Ben-Shlomo, S. Brookes, M. Hickman). Wiley-Blackwell, Oksford, Chichester, Nowy Jork 2013.

12. Ustawa z dnia 5 grudnia 2008 r. o zapobieganiu oraz zwalczaniu zakażeń i chorób zakaźnych u ludzi. Dz. U. Nr 234, poz. 1570.

13. Zieliński A.: Nadzór epidemiologiczny. Przegl. Epidemiol., 2002, 56: 499–508.

14. Zieliński A.: Jak medycyna stała się nauką. Przegl. Epidemiol. 2014, 68: 161–168.

15. GBD 2015 Mortality and Causes of Death Collaborators: Global, regional, and national life expectancy, all-cause mortality, and cause-specific mortality for 249 causes of death, 1980–2015: a systematic analysis for the Global Burden of Disease Study 2015. Lancet, 2016, 388: 1459–1544.