آب و هوا و گسترش Covid-19

بازرسی بصری از نقشه های جهانی نشان می دهد که بیماری Coronavirus 2019 (COVID-19) در کشورهایی که به استوا نزدیکتر هستند ، شیوع کمتری دارد ، جایی که گرما و رطوبت بیشتر است. دانشمندان مخالف چگونگی تفسیر این مشاهدات هستند زیرا رابطه بین Covid-19 و شرایط آب و هوایی ممکن است توسط عوامل بسیاری اشتباه گرفته شود. ما لگاریتم موارد تأیید شده COVID-19 را در هر میلیون نفر در یک کشور در برابر فاصله کشور از استوا ، کنترل می کنیم ، کنترل عوامل مخدوش کلیدی: سفر هوایی ، غلظت وسیله نقلیه ، شهرنشینی ، شدت آزمایش COVID-19 ، میزان استفاده از تلفن همراه ، درآمد ، درآمد ، درآمدنسبت وابستگی به سن قدیمی و هزینه های بهداشتی. افزایش یک درجه در عرض جغرافیایی مطلق با افزایش 4. 3 ٪ در موارد در هر میلیون نفر از ساکنان از 9 ژانویه 2021 همراه است (ارزش P<0.001). Our results imply that a country, which is located 1000 km closer to the equator, could expect 33% fewer cases per million inhabitants. Since the change in Earth’s angle towards the sun between equinox and solstice is about 23.5°, one could expect a difference in cases per million inhabitants of 64% between two hypothetical countries whose climates differ to a similar extent as two adjacent seasons. According to our results, countries are expected to see a decline in new COVID-19 cases during summer and a resurgence during winter. However, our results do not imply that the disease will vanish during summer or will not affect countries close to the equator. Rather, the higher temperatures and more intense UV radiation in summer are likely to support public health measures to contain SARS-CoV-2.

با توجه به گسترش سریع سندرم حاد تنفسی حاد Coronavirus 2 (SARS-COV-2) در زمستان 2020/2021 در نیمکره شمالی ، بسیاری از ساکنان و سیاستگذاران در کشورهای مربوطه امیدوارند که وقتی هوا گرمتر می شود و نور آفتاب تر به زمین می رسد تسکین می یابد. سطح بهار و تابستان. در واقع ، بسیاری از عفونت های دستگاه تنفسی حاد ویروسی ، مانند آنفولانزا A و B ، رینو ویروس ، ویروس سینکیتیال تنفسی ، آدنوویروس ، متاپنوموویروس و کرونوویروس ، وابسته به آب و هوا هستند و چنین الگوهای فصلی را به اشتراک می گذارند. برخی از ویروس ها ممکن است در محیط های کم درجه حرارت ، کم مصرف و پرتودرمانی کم مصرف 2،3 از ثبات بهتری برخوردار باشند. علاوه بر این ، مردم تمایل دارند در زمستان بیشتر در مکان های سرپوشیده جمع شوند ، که می تواند شیوع بیماری ها را تسهیل کند. سطح ویتامین D در انسان تمایل به کاهش در زمستان دارد ، که ممکن است پاسخ ایمنی را تضعیف کند. بنابراین ، ارتباط بین شرایط آب و هوایی و گسترش SARS-COV-2 قابل قبول به نظر می رسد.

با این حال ، در زمینه بیماری Coronavirus 2019 (COVID-19) ، بیماری ناشی از SARS-COV-2 ، هنوز شواهد کمی در حمایت از این فرضیه 4 وجود دارد. در 9 مارس 2020 ، سازمان بهداشت جهانی (WHO) اظهار داشت: "از شواهد تاکنون ، ویروس Covid-19 را می توان در همه زمینه ها از جمله مناطقی با هوای گرم و مرطوب منتقل کرد" 5. در 7 آوریل 2020 ، آکادمی های ملی علوم ، مهندسی و پزشکی ایالات متحده نتیجه گرفتند که "اگرچه مطالعات تجربی رابطه ای بین درجه حرارت بالاتر و سطح رطوبت نشان می دهد ، و کاهش بقای SARS-COV-2 در آزمایشگاه ، موارد دیگری نیز وجود دارد. عوامل علاوه بر دمای محیطی ، رطوبت و بقای ویروس در خارج از میزبان که تأثیر و تعیین میزان انتقال در بین انسانها در "دنیای واقعی" ... با مطالعات تاریخ طبیعی ، شرایط مرتبط است و منعکس کننده دنیای واقعی است ، اما وجود دارد. به طور معمول کنترل کمی از شرایط محیطی و عوامل مخدوش زیادی وجود دارد "4.

بین ماه مه و نوامبر 2020 ، انجمن تنفسی اروپا چندین مقاله را منتشر کرد که در مورد این فرضیه بحث می کند که دما و گسترش Covid-19 به طور معکوس مرتبط است. با استفاده از داده های 224 شهر در چین ، یک مقاله منتشر شده در ماه مه هیچ انجمن 6 را پیدا نکرد. در آگوست سال 2020 ، تجزیه و تحلیل دیگر با استفاده از داده های چین حاکی از رابطه غیرخطی به حدی است که دما و COVID-19 زیر 7 همراه نیستند ، اما این که یک ارتباط منفی ضعیف بالاتر از آن آستانه 7 وجود دارد. با این وجود یک مطالعه دیگر که در ماه نوامبر منتشر شد ، ارتباط منفی معنی داری بین دما و گسترش COVID-19 با استفاده از داده های جهانی 8 نشان داد. در حالی که ، به طور کلی ، شواهد مختلط است و بحث هنوز هم ادامه دارد ، مطالعات آزمایشگاهی نشان داد که SARS-COV-2 بسیار مستعد گرما و اشعه اشعه ماوراء بنفش است 9،10،11،12،13،14.

برای افزودن شواهدی از دیدگاه متفاوت ، ما از داده های جهانی برای بررسی رابطه بین شرایط آب و هوایی و گسترش COVID-19 کنترل می کنیم تا چندین عامل مهم مخدوش را کنترل کنیم. برای این منظور ، ما شیوع COVID-19 (لگاریتمی دگرگون شده) را در سطح کشور در برابر عرض جغرافیایی یک کشور قرار می دهیم. عرض جغرافیایی هر آب و هوایی را ضبط می کند ، زیرا عرض های مختلف روی زمین مقادیر مختلفی از نور خورشید را دریافت می کند. هرچه دورتر از استوا یک کشور واقع شده باشد ، زاویه پرتوهای خورشید که به آن می رسد ، پایین تر است ، اشعه ماوراء بنفش کمتری دریافت می کند و دمای آن پایین تر است. علاوه بر این ، عرض جغرافیایی نیز بر رطوبت تأثیر می گذارد ، زیرا تبخیر آب وابسته به دمای 15 است.

برای کنترل مخدوشان کلیدی در سطح کشور ، تجزیه و تحلیل ما شامل (1) داده های مربوط به سفر هوایی 16 (برای گرفتن یک روش احتمالی انتقال SARS-COV-2 در سراسر کشورها بلکه از دوری از مکانی است که ممکن است باعث افزایش این مکان شود. نیاز به سفر هوایی) ؛(2) غلظت وسیله نقلیه 17 و شهرنشینی 16 (برای گرفتن تفاوت در پتانسیل انتقال SARS-COV-2 در یک کشور 18)..(4) استفاده از تلفن همراه 16 (برای کنترل سرعت تغییر اطلاعات در مورد رفتار برای پیشگیری از COVID-19 در یک کشور 18،23). و (5) هزینه های بهداشتی (برای گرفتن اختلاف در تعهد کشورها به سلامت جمعیت). نسبت وابستگی به سن قدیمی (برای ضبط تفاوت های متقابل کشور در ساختار سنی و ترکیبات خانواده ، که می تواند بر گسترش SARS-COV-2 تأثیر بگذارد) و درآمد 16 (برای کنترل تفاوت در توسعه اقتصادی و در دسترس بودن منابع کلیحاوی گسترش SARS-COV-2 24،25،26).

نتایج

شکل 1 و جدول 1 نتایج ما را نشان می دهد. به طور کلی ، هر کشور دورتر از استوا واقع شده است ، موارد بیشتری که کشور نسبت به تعداد ساکنان دارد. این رابطه در شکل پراکندگی در شکل 1 و در برآورد ضریب عرض جغرافیایی (که نمایانگر نیمه اقیانات ، یعنی درصد تغییرات در تعداد موارد COVID-19 در هر میلیون برای تغییرات یک درجه در عرض جغرافیایی است) قابل مشاهده است. مشخصات رگرسیون مختلف نشان داده شده در جدول 1. در رگرسیون حداقل مربعات معمولی (OLS) ، که در آن ما همه عوامل مخدوش کننده بالقوه را کنترل می کنیم ، افزایش فاصله از استوا توسط یک درجه از عرض جغرافیایی با افزایش شیوع همراه استCovid-19 در حدود 4. 3 ٪ (جدول 1 ، مدل 4). این نتیجه بسیار قابل توجه است و دلالت بر این دارد که کشوری که 1000 کیلومتر نزدیک به استوا واقع شده است می تواند 33 ٪ موارد کمتر در هر میلیون نفر را انتظار داشته باشد ، چیزهای دیگر برابر است (با توجه به اینکه یک درجه عرض جغرافیایی به طور متوسط به فاصله 111 کیلومتر ترجمه می شود). از آنجا که تغییر در زاویه زمین به سمت خورشید بین اعتدال و حلال در حدود 23. 5 درجه است ، می توان انتظار داشت که در هر میلیون نفر از ساکنان 64 ٪ بین دو کشور فرضی تفاوت داشته باشد که آب و هوای آنها با دو فصل مجاور متفاوت است.

پراکندگی لگاریتم طبیعی موارد COVID-19 در هر میلیون نفر در برابر عرض جغرافیایی مطلق در درجه برای نمونه کامل کشورها (R2 = 0. 40).

جدول 1 نتایج حاصل از رگرسیون حداقل مربعات معمولی از لگاریتم موارد COVID-19 در هر میلیون نفر در یک کشور در متغیرهای عرض جغرافیایی و کنترل کشور است.

بحث

نتایج ما مطابق با این فرضیه است که گرما و نور خورشید گسترش SARS-COV-2 و شیوع COVID-19 را کاهش می دهد ، که همچنین توسط بیشتر مطالعات قبلی با بررسی همان فرضیه با داده ها و رویکردهای مختلف 8،9 پیشنهاد شده است.، 10،27،28. با این حال ، نتایج ما دلالت بر این ندارد که این بیماری در طول تابستان از بین می رود. در عوض ، دمای بالاتر و اشعه ماوراء بنفش شدیدتر در تابستان احتمالاً از اقدامات بهداشت عمومی برای حاوی SARS-COV-2 29،30 پشتیبانی می کند. چه کسی هشدار می دهد که ویروس در همه اقلیم ها گسترش می یابد ، هنوز باید جدی گرفته شود. در زمان تجدید نظر در این نسخه در ژانویه سال 2021 ، بسیاری از کشورها در نیمکره شمالی در حال افزایش در موارد Covid-19 هستند که می تواند با گسترش آسانتر Covid-19 در زمستان توضیح داده شود.

تجزیه و تحلیل ما محدودیت های مختلفی دارد. اول ، در حالی که نتایج ما با این فرضیه سازگار است که دمای بالاتر و تابش اشعه ماوراء بنفش شدیدتر انتقال SARS-COV-2 را کاهش می دهد ، مکانیسم های دقیق برای چنین اثری نامشخص است و در واقع ممکن است نه تنها بیولوژیکی بلکه عوامل رفتاری باشد. به عنوان مثال ، اگر درجه حرارت بالاتر باشد ، افراد ممکن است در مکان های شلوغ داخلی کمتر جمع شوند - رفتاری که باعث کاهش انتقال می شود. بنابراین ، تحقیقات آینده باید با هدف کشف چگونگی تأثیر انتقال SARS-COV-2 توسط تغییرات در (1) عوامل آب و هوایی مانند گرما و رطوبت ، (2) عوامل جغرافیایی مانند ارتفاع و شدت نور خورشید ، (3) عوامل مرتبط با آنبه رفتارهای انسانی مانند تعامل اجتماعی و آلودگی ناشی از فعالیت اقتصادی محلی در سطح تفکیک شده تر ، و (4) پتانسیل متفاوت سیستم ایمنی بدن انسان برای مقابله با بیماری ها در تابستان بر خلاف زمستان. دوم ، حتی اگر ما همه کشورها را در سراسر جهان گنجانده ایم که داده های این تجزیه و تحلیل در دسترس بوده است ، مجموعه داده های نهایی ما فقط 117 نفر از کشورهای جهان را شامل می شود ، عمدتاً به دلایل در دسترس بودن داده ها و برای برخی از کشورها هنوز از 100 COVID-19 پیشی گرفته اندآستانه موردسوم ، در حالی که ما تلاش کردیم تا با استفاده از مجموعه داده های اخیراً گردآوری شده و به روز شده 19،20 ، شدت آزمایش دیفرانسیل را کنترل کنیم ، داده های مربوط به شدت آزمایش می تواند از گزارش تعصبات و پوشش ناقص رویکردهای آزمایش رنج ببرد. تا آنجا که شدت آزمایش تابعی از درآمد یک کشور است ، تجزیه و تحلیل ما کنترل درآمد (جدول 1 ، مدل 4) باید چنین تعصب را کاهش دهد. این واقعیت که ستون (4) در جدول 1 حاوی یک برآورد پارامتر از عرض جغرافیایی است که فقط کمی پایین تر از ستون (3) و هنوز هم بسیار مهم است ، در این زمینه اطمینان بخش است. علاوه بر این ، عواملی مانند زیرساخت های بهداشتی ، پیشینه اقتصادی اقتصادی و در دسترس بودن منابع بهداشتی کافی نیز ممکن است بر گسترش COVID-19 تأثیر بگذارد. با این حال ، این اختلافات حداقل می تواند با کنترل-همانطور که انجام داده ایم-برای غلظت وسیله نقلیه ، شهرنشینی ، استفاده از تلفن همراه ، درآمد ، نسبت وابستگی به سن قدیمی ، هزینه های بهداشتی و شدت آزمایش ضبط شود. چهارم ، ما هنوز نمی توانیم ارزیابی کنیم که آیا نسخه های جهش یافته SARS-COV-2 ، مانند نسخه هایی که در پاییز 2020 در آفریقای جنوبی یا انگلیس ظاهر شده اند ، الگوهای فصلی مشابه عفونت را نشان می دهند. سرانجام،

مسافت تا استوا همان اثرات آب و هوایی را دارد که به شمال و جنوب می رود فقط در حالی که ما در حدود Equinox هستیم یا وقتی یک سال کامل در همه گیر گذشت (به گونه ای که تغییرات فصلی در سطح جهان به طور متوسط از بین رفته است زیرا هر دو نیمکره در هر چهار فصل طی شده اندهمه گیر). بنابراین ، تاریخ مجموعه داده های ما (که ما در طول تجدید نظر نهایی این نسخه در ژانویه 2021 به روز کردیم) برای تجزیه و تحلیل ما نسبتاً مناسب است ، زیرا در این مقطع زمانی همه گیر Covid-19 تقریباً 1 سال در حال گسترش بود31،32. علاوه بر این ، اندازه اثر ما تخمین می زنیم با گذشت زمان نسبتاً پایدار ماند. در تجزیه و تحلیل های قبلی از داده ها در مارس و آوریل 2020 33 ، که نزدیک به اعتدال است ، ما همچنین بین عرض جغرافیایی و تعداد موارد ارتباط مثبت معنی داری مشاهده کردیم. از آن زمان ، تخمین های نیمه مقدس کمی افزایش یافته است ، که می تواند به دلیل کیفیت بهتر داده ها و تعداد بیشتری از مشاهدات در مجموعه داده های به روز شده ما باشد.

درمجموع ، ما نشان می دهیم که افزایش عرض جغرافیایی مطلق 1 درجه با افزایش 4. 3 ٪ در موارد COVID-19 در هر میلیون نفر همراه است. افزایش درجه حرارت و قرار گرفتن در معرض نور خورشید در طول تابستان ممکن است تأثیر سیاست های بهداشت عمومی و اقدامات برای کنترل گسترش SARS-COV-2 را تقویت کند. برعکس ، ممکن است تهدید به تجدید حیات اپیدمی در زمستان افزایش یابد. با این حال ، نتایج ما نشان نمی دهد که این بیماری در تابستان از بین می رود ، و همچنین کشورهایی که در نزدیکی استوا قرار دارند ، بدون اقدامات مؤثر در بهداشت عمومی ، این بیماری را شامل می شوند.

مواد و روش ها