Kur koronavirusi i ri (SARS-CoV-2) infekton një qelizë njerëzore, ai merr peng makinerinë qelizore për të prodhuar miliona kopje të reja të vetvetes. (Fotografi e NIAID)
Në vitin 400 p.e.s, mjeku i njohur grek Hipokrati ofroi raportin më të hershëm të njohur për një sëmundje sezonale të frymëmarrjes.
“Kolla e Perintusit” ishte një sëmundje dimri që goditi një qytet port në Greqi. Simptomat përfshinin ethe, të dridhura, vështirësi në frymëmarrje, pneumoni dhe ndonjëherë vdekje.
Mjetet moderne shkencore na kanë lejuar të vëzhgojmë dhe shpjegojmë sëmundjen në mënyra që mund ta kishin hipnotizuar Hipokratin. Por shpjegimi pse disa shpërthime sëmundjesh kanë cikle sezonale, dhe parashikimi i kohës së atyre cikleve, mbetet një problem sfidues. Në vitin 2020, zgjidhja e këtij problemi u bë edhe më e ngutshme, pasi koronavirusi i ri (SARS-CoV-2) dhe sëmundja që ajo shkakton (COVID-19) u përhap me shpejtësi në të gjithë botën.
NASA i është bashkuar agjencive të tjera amerikane dhe ndërkombëtare në kërkimin e përgjigjeve. Shkencëtarët po hetojnë marrëdhëniet e mundshme midis përhapjes së koronavirusit të ri dhe ndërrimeve sezonale në lagështi, temperaturë, reshje shiu dhe variabla të tjerë mjedisorë. Ata shpresojnë se puna e tyre do të sqarojë rolin që moti dhe klima mund të luajnë në ndikimin në përhapjen e virusit.
Ideja që infeksionet virale ndjekin ritmet sezonale dhe modelet gjeografike nuk është e re. Kjo është një hartë e vitit 1856 nga një hartograf skocez që tregon viruse dhe sëmundje të spikatura (të tilla si, lija, sëmundja e gushës dhe ethet e verdha) në lidhje me temperaturën dhe gjerësinë. (Harta e Alexander Keith-Johnsto, nga Koleksioni i Hartave të David Rumsey.)
Kërkimet kanë treguar që disa viruse të frymëmarrjes kanë ritme të qarta sezonale. Për shembull, rastet e gripit dhe disa lloje të koronaviruseve dihet se rriten gjatë dimrit. Përhapjet e enterovirusëve zakonisht ndodhin gjatë verës. Dhe disa adenoviruse dhe rinoviruse nuk kanë cikël të dukshëm sezonal.
Pyetja me të cilën përballen ekspertët dhe politikëbërësit e sëmundjes infektive është: si do të sillet SARS-CoV-2?
Viruset më të afërta – katër lloje të tjera të betacoronaviruseve sferike e me pikëza – ofrojnë disa të dhëna. Sindromi i frymëmarrjes në Lindjen e Mesme (MERS) dhe Sindroma e rëndë respiratore akute (SARS) nuk janë përhapur kurrë gjerësisht ose aq shpejt sa të tregojnë sezonalitetin. Por dy betakoronaviruset endemikë (OC43 dhe HKU1) që shkaktojnë ftohjen e zakonshme, përhapen më shumë në dimër. (Viruset endemike janë gjithmonë të pranishëm; viruset epidemike përhapen me shpejtësi në një rajon; pandemitë përhapen globalisht.)
Nëse koronavirusi i COVID-19 favorizon dimrin si kushërinjtë e tij, rastet e sëmundjes do të zbehen gjatë verës, por pastaj do të rriten përsëri në vjeshtë ose dimër. Ekziston një precedent shqetësues për këtë mundësi. Gjatë pandemisë së gripit të vitit 1918, vala e parë e sëmundjes erdhi në pranverë, por ishte relativisht modest. Ishte vala e dytë që arriti në vjeshtën e vitit 1918 që ishte katastrofike dhe shkaktoi dhjetëra miliona vdekje në të gjithë botën.
Shkencëtarët shpresojnë të kuptojnë se sa ndikojnë kushtet e mjedisit në përhapjen e COVID-19 në krahasim me faktorë të tjerë si maskat apo karantinat. (Foto e Zydeaosika.)
Shkenca për sezonalitetin e mundshëm të SARS-CoV-2 është shumë e re për të thënë ndonjë gjë me siguri. “Ka një nxitim të vërtetë për t’u marrë studime tani”- tha Benjamin Zaitchik, një studiues i Universitetit Johns Hopkins, që punon në një projekt të Shkencave të Aplikuara të NASA-s për të hetuar nëse faktorët mjedisorë po ndikojnë në përhapjen e koronavirusit të ri. “Të gjithë përpiqen të ndihmojnë, dhe shumë njerëz mendojnë se të nxjerrin diçka më shpejt është mënyra sesi të ndihmojnë tani. Por publiku duhet të kuptojë se, edhe disa muaj në këtë, ende nuk ka asgjë përfundimtare në lidhje me sezonalitetin e virusit. “
Një nga mënyrat si Zaitchik dhe studiues të tjerë shpresojnë të marrin një qartësi është duke përdorur të dhënat e modeleve të reanalizës dhe modeleve që sintetizojnë të dhënat e ndryshme mjedisore në një tërësi koherente. Këto sisteme krijojnë pamje të qëndrueshme të atmosferës së Tokës dhe sipërfaqeve tokësore dhe ujore në zona të mëdha dhe periudha të gjata kohore. Kjo i bën ata veçanërisht të dobishëm për hulumtime mbi problemet globale të qëndrueshme si ndryshimi i klimës ose sezonaliteti i një sëmundje infektive.
Në kërkimin e tyre për një sinjal të mundshëm sezonal të COVID-19, Zaitchik dhe shkencëtarë të tjerë do të mbështeten në modele dhe të dhëna nga NASA, organizata të tjera të mëdha kërkimore dhe një grup ndërkombëtar të satelitëve, avionëve dhe sistemeve të vëzhgimit të motit. NASA, NOAA, Agjensia e Hulumtimit të Hapësirës në Hapësirën Japoneze, Agjensia Europiane e Hapësirës dhe Qendra Europiane për Parashikimet e motit me rreze të mesme (ECMWF) janë veçanërisht të pozicionuara për të prodhuar të dhëna të dobishme për studimet e COVID-19, sepse ato mbajnë sisteme vëzhguese dhe llogaritëse të afta për ndjekjen e gjërave në një shkallë globale.
Si mund të ndikojnë stinët në një virus të frymëmarrjes?
Ekzistojnë disa ngjashmëri në strukturat e viruseve sezonale që sugjerojnë se disa karakteristika janë të rëndësishme. Për shembull, disa viruse sezonalë kanë zarfe lipide që mbrojnë ARN-in virale dhe mund të ndihmojnë që viruset të shmangin sistemin imunitar të njeriut. Disa hulumtime tregojnë se këto zarfe lipide bëhen të çorganizuara në kushte të ngrohta dhe të lagështa, duke e bërë më të vështirë përhapjen e viruseve. Hulumtime të tjera mbi anatominë njerëzore tregojnë se strukturat në hundë dhe fyt që mbrojnë kundër infeksioneve në përgjithësi funksionojnë më mirë në kushte më të ngrohta dhe më të lagështa.
Stinët e Tokës sjellin pulse të gjelbra dhe të bardha ndërsa në rajonet e bimësisë, dëbora dhe akulli zgjerohen dhe kontraktohen gjatë gjithë vitit. Ndryshimet sezonale kanë treguar se ndikojnë në përhapjen e disa sëmundjeve. (Imazhi i Observatorit të Tokës të NASA-s nga Joshua Stevens, duke përdorur të dhëna Blue Mermer.)
Disa studime laboratorike shumë paraprake në vitin 2020 treguan për një lidhje të mundshme midis kushteve të ftohta, të thata dhe transmetimit të rritur të SARS-CoV-2, dhe disa grupe kërkimore filluan të kërkojnë modele të ngjashme në të dhënat e shëndetit dhe mjedisit në botën reale. Një studim vuri në dukje se qytetet me shpërthime më të rënda në fund të dimrit të vitit 2020 ishin kryesisht të vendosura rreth të njëjtës gjerësi gjeografike (30 deri 50 gradë në veri) dhe kishin të njëjtat kushte të përgjithshme të temperaturës dhe lagështisë.
Çdo vit në Shtetet e Bashkuara, gripi ndjek një model të parashikueshëm dhe arrin kulmin e tij gjatë dimrit, kur kushtet janë më të ftohta dhe më të thata. (Imazhi i Observatorit të Tokës të NASA-s nga Joshua Stevens, duke përdorur të dhëna nga Qendrat për Kontrollin dhe Parandalimin e Sëmundjeve.)
Tani për tani, lidhjet si këto duhet të konsiderohen si hipoteza, jo si prova. Standardet për mbledhjen e të dhënave shëndetësore ndryshojnë në mënyrë dramatike midis vendeve që duke krahasuar rezultatet kaq herët në fillim të një pandemie mund të sugjerojnë marrëdhënie që nuk përputhen me kohën dhe shqyrtimin. Përtej kësaj, marrëdhëniet midis variablave mjedisorë dhe transmetimit viral mund të dëshmojnë të jenë komplekse; ata mund të luanin ndryshe në klimat tropikale në gjerësi të ulët krahasuar me klimat e butë në gjerësi mesatare. Në rastin e gripit, ajri i thatë i dimrit duket se ndihmon virusin të përhapet në gjerësi mesatare dhe të larta, por ka prova që kushtet jashtëzakonisht të lagështa në sezonin e lagësht në tropikët gjithashtu i sjellin dobi virusit.
Shumica prej nesh përqendrohet në atë se si temperaturat ndryshojnë me stinët, kështu që mund të jetë e lehtë të harrohet se sa shumë sezonet e ndryshojnë atmosferën. Për shembull, sasia e avullit të ujit në ajër bie në mënyrë të konsiderueshme në dimër sepse rrezet e diellit të zvogëluara kufizojnë avullimin nga liqenet dhe detet. Kur ai ajër i thatë në natyrë pompohet brenda dhe nxehet, ai mund të bëhet edhe më i thatë; meqenëse ajri i ngrohtë mund të mbajë më shumë lagështi sesa ajri i ftohtë, lagështia relative – një përmasë që tregon se sa lagështi mund të mbajë ajri – bie ndjeshëm.
Hulumtimet paraprake treguan se qytetet me shumicën e rasteve të COVID-19 në fillim të vitit 2020, kishin kushte të ngjashme të temperaturës dhe lagështisë. Një sasi e konsiderueshme e transmetimeve të sëmundjes grumbullohen midis 5 ° C dhe 10 ° C (midis 40 ° F dhe 50 ° F) dhe në lagështi specifike prej 5 g / kg. (Grafiku i Observatorit të Tokës së NASA-s nga Joshua Stevens, duke përdorur të dhënat e Sajadi et al.)
“Për SARS-CoV-2, është shumë herët ta thuash,” tha Jeffrey Shaman, një epidemiolog i Universitetit Columbia i cili ka studiuar sezonalitetin e viruseve të frymëmarrjes për dekada. “Por nëse unë do të vija bast, unë vë bast se ka sezonalitet ndaj këtij virusi dhe se, si me gripin dhe betacoronaviruset endemike, ai do të gjurmojë kushte mjedisore të tilla si temperatura dhe veçanërisht lagështia absolute.”
Gjetja e modeleve në një det të dhënash
Duke pasur parasysh aludimet se lagështia mund të jetë e rëndësishme për mbijetesën dhe transmetimin e viruseve të frymëmarrjes sezonale, Zaitchik dhe kolegët po shqyrtojnë një gamë të gjerë të ndryshoreve mjedisore. Dhe kjo është arsyeja pse ata mendojnë se modelet globale atmosferike dhe të dhënat e reanalizës do të jenë të dobishme në avancimin e studimit të sezonalitetit të COVID-19.
Stacionet e motit dhe mjetet e tjera të monitorimit të bazuara në tokë janë shpërndarë në mënyrë të pabarabartë në të gjithë botën, dhe shumica e tyre janë grumbulluar në një pjesë të vogël të vendeve të pasura. Kjo do të thotë se ata kanë tendencë të ofrojnë pikëpamje rajonale, më shumë sesa një pamje të qëndrueshme, globale të avullit të ujit, lagështisë, temperaturës dhe ndryshoreve të tjera që ndryshojnë me stinët.
Të dhënat e reanalizës atmosferike shkojnë rreth këtij kufizimi duke përzier vazhdimisht simulimet e modelit të gjendjes së atmosferës me sasi masive të të dhënave nga satelitët, balonat e motit, avionët, anijet dhe stacionet e motit. Sistemet e reanalizës rregullojnë vazhdimisht atë që po simulojnë duke shtuar matje të reja në botën reale. Është si një parashikim që vazhdon të azhurnohet vetë, duke mbajtur edhe një pamje retrospektive të asaj që ka ndodhur.
Si temperatura dhe lagështia ndjekin ritme të përditshme dhe ato sezonale, të cilat vëzhgohen dhe maten nga instrumentet e NASA-s dhe përfaqësohen nga modele. (Animacion i Observatorit të Tokës të NASA-s nga Joshua Stevens, duke përdorur të dhënat GEOS-5 nga Zyra Globale e Modelimit dhe Asimilimit në NASA GSFC.)
Të dhënat nga dy modelet kryesore të reanalizës atmosferike janë përdorur tashmë në studimet mbi marrëdhëniet midis motit, klimës dhe sëmundjes, dhe ato mund të jenë kritike për përparimet në sezonalitetin e SARS-CoV-2. Një e dhënë është ERA-5 nga ECMWF dhe tjetra është Era Moderne Retrospektive-Analizë për Kërkime dhe Aplikime (MERRA-2) nga NASA.
“Në të vërtetë nuk ka një pamje fotografike katër-dimensionale më të saktë dhe hapësinore të atmosferës sesa ajo që merrni nga këto produkte reanalize,” tha Rob Gelaro, një meteorolog kërkimor me Zyrën Global të Asimilimit të Modelimit Global, i cili drejton MERRA-2. “Çdo gjashtë orë, MERRA-2 thith të paktën 5 milion vëzhgime dhe gjeneron një pamje të atmosferës globale për një moment të caktuar.”
MERRA-2 është zyrtarisht një produkt i ranalizës së NASA-s, duke tërhequr të dhëna nga disa satelitë të NASA-s dhe NOAA-s si Toka, Uji, dhe Misioni matës i reshjeve tropikale. Por me të vërtetë është një përzierje e të dhënave më të mira të motit në botë nga dhjetëra satelitë dhe sisteme të monitorimit të motit. Meqenëse do të ishte mjaft e shtrenjtë dhe logjikisht e pamundur që një vend të lëshojë të gjithë satelitët dhe të menaxhojë të gjitha sistemet e vëzhgimit të nevojshëm për të arritur mbulimin global, vendet ndajnë kostot dhe sfidat e menaxhimit dhe më pas të ndajnë të dhënat. ERA-5 funksionon në të njëjtën mënyrë.
Pasuria, gjerësia dhe thellësia e të dhënave të reanalizës është ajo që e bën atë kaq të dobishme. “Ne jemi duke përdorur këto modele për të parë nga afër të dhënat e temperaturës dhe lagështisë, por ne nuk po ndalemi me kaq,” tha Zaitchik. “Ne gjithashtu do të shohim disa parametra të tjerë: reshjet, lagështinë e tokës, avullimin, avullimet, presioni sipërfaqësor, fraksioni avullues dhe ekspozimi UV – që mund të na ndihmojnë të zbulojmë një sinjal ose të kuptojmë diçka rreth transmetimit të sëmundjes.” Me ndihmën e një mjeti të ranalizës së quajtur Sistemi i Asimilimit të të Dhënave të Amerikës së Veriut, Zaitchik dhe ekipi i tij gjithashtu duhet të jenë në gjendje të lidhin epidemiologjinë dhe motin në nivelin e qarkut për Amerikën e Veriut dhe Europën sepse të dhënat e shëndetit mjedisor dhe publik janë më të hollësishme dhe konsistente në këto vende të zhvilluara.
Pandemitë në çdo stinë
Edhe me mundësinë e përdorimit të të dhënave dhe modeleve të fuqishme, shkencëtarët thonë se do të duhet kohë për të dalluar rolin e ndryshimit sezonal nga faktorët e tjerë që ndikojnë në SARS-CoV-2, siç janë udhëtimet dhe kufizimet ekonomike ose veshja e maskave.
“Ndryshueshmëria sezonale mund të provojë të jetë vetëm një faktor i vogël, duke ngadalësuar, por duke mos ndaluar virusin gjatë verës, derisa të rritet më shumë imuniteti te popullata”– tha epidemiologu i Universitetit të Harvardit Marc Lipsitch. “Viruset e reja kanë një avantazh të përkohshëm, por të rëndësishëm – pak ose asnjë individ në popullatë nuk është imun ndaj tyre.”
Kushtet e mjedisit kanë më shumë ndikim në disa viruse sesa tek të tjerët. Nivelet e lagështirës ndryshojnë ngjitjen e gripit, si dhe të dy betakoronaviruseve që shkaktojnë ftohjen e zakonshme. Mbetet për t’u parë se si do sillet SARS-CoV-2. (Grafiku i përshtatur nga Baker et al.)
Një ekip i Universitetit të Princeton nënvizoi këtë pikë në një studim të botuar në maj të vitit 2020. Ata përdorën të dhënat e lagështisë absolute të viteve 2014-2020 nga ERA-5 dhe MERRA-2 për të zhvilluar skenarë për mënyrën se si SARS-CoV-2 mund të përhapet nëse efektet sezonale dëshmojnë të jenë të ngjashme si tek ata për gripin dhe betakoronaviruset e zakonshme të ftohta. Përfundimi i tyre ishte se gjatë fazës pandemike të një virusi në zhvillim, sezonaliteti mund të nxiste vetëm ndryshime “modeste” në madhësinë e një pandemie.
Rachel Baker, studiuesja kryesore e Princeton-it në atë studim, shpjegoi se pandemia SARS-CoV-2 përfundimisht mund të vendoset në një model shpërthimesh sezonale. “Por me siguri do të duhet ca kohë për ta parë realisht atë në të dhëna”- tha ajo. “Në mënyrë ideale, ju do të kishit të dhëna të mjaftueshme për të qenë në gjendje të shikoni aktivitetin viral në të njëjtin qytet gjatë shumë sezoneve – ndoshta të paktën tre vjet – para se të mund të themi me besim se ekziston një sinjal sezonal dhe të jeni në gjendje të përshkruajmë atë. “
Kështu që ndërsa shkencëtarë si Baker, Shaman dhe Zaitchik po nguten të gjejnë të dhëna, përgjigjet përfundimtare për sezonalitetin e SARS-CoV-2 nuk do të vijnë për disa sezone.
“Ndërsa merrni këtë informacion dhe kërkim të ri, mbani mend se ky virus është i ri për shkencën dhe njerëzit sapo kanë filluar ta studiojnë atë”- tha Zaitchik. “Bërja e shkencës me cilësi të lartë, definitive kërkon kohë, ndonjëherë edhe një kohë të gjatë. Oreksi për përgjigje është kuptueshëm intensiv, por gjithashtu duhet të përpiqemi ta ekuilibrojmë atë uri me durim. “
VINI RE: Ky artikull është pronë intelektuale e NASA Earth Observatory / Përshtati në shqip Hashtag.al
