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ジカウイルスRNA陽性献血者の進化するウイルスおよび血清学的段階と、2016年プエルトリコのジカ流行時の感染発生率の推定：観察的コホート研究
Evolving viral and serological stages of Zika virus RNA-positive blood donors and estimation of incidence of infection during the 2016 Puerto Rican Zika epidemic: an observational cohort study.
PMID: 32673594 DOI: 10.1016/S1473-3099(19)30706-6.
抄録
背景:
プエルトリコでは、ジカウイルスの流行が顕在化していることから、2016年4月3日から核酸増幅検査（NAAT）によるジカウイルスRNAの献血スクリーニングを開始した。我々は、陽性の献血者を追跡して、ジカウイルス感染の初期段階におけるウイルスマーカーおよび血清学的マーカーの動態を評価し、発生期のプエルトリコ人集団における感染発生率の推定値を更新した。
BACKGROUND: Puerto Rico began screening blood donations for Zika virus RNA with nucleic acid amplification tests (NAATs) on April 3, 2016, because of an emerging Zika virus outbreak. We followed up positive donors to assess the dynamics of viral and serological markers during the early stages of Zika virus infection and update the estimate of infection incidence in the Puerto Rican population during the outbreak.
方法:
プエルトリコのボランティア献血者からの献血は、cobas Zika NAATを用いてジカウイルスRNAの存在をスクリーニングした。陽性の献血者はさらに検査を行い、感染の確認、ウイルス負荷の推定、およびジカウイルス特異的IgM抗体の同定を行った。陽性の献血を受けた患者は、フォローアップ訪問に招待された。感染が確認された献血者（指標検体またはフォローアップ検体の追加検査でジカウイルスRNAまたはIgMが検出されたと定義）は、模擬ミニプールでのジカウイルスRNA検出率、ウイルス負荷、ジカウイルスIgMの状態に基づいて感染段階を評価された。3段階のプロセスを用いて、少なくとも1回のフォローアップ訪問を伴う血清転換前に同定された個体からヒト血漿中のジカウイルスのNAAT反応性の平均持続時間を推定し、2016年のジカウイルス感染症の発生率推定値を更新した。
METHODS: Blood donations from volunteer donors in Puerto Rico were screened for the presence of Zika virus RNA using the cobas Zika NAAT. Positive donations were further tested to confirm infection, estimate viral load, and identify Zika virus-specific IgM antibodies. Individuals with positive blood donations were invited to attend follow-up visits. Donations with confirmed infection (defined as detection of Zika virus RNA or IgM on additional testing of index or follow-up samples) were assessed for stage of infection according to Zika virus RNA detectability in simulated minipools, viral load, and Zika virus IgM status. A three-step process was used to estimate the mean duration of NAAT reactivity of Zika virus in human plasma from individuals identified pre-seroconversion with at least one follow up visit and to update the 2016 incidence estimate of Zika virus infection.
結果:
2016年4月3日から12月31日までの間に、53112人の献血者がジカウイルスのスクリーニングを受け、そのうち351人が陽性、339人が感染が確認され、319人が病期分類が可能であった。IgM陽性の指標献血（n=110）と比較して、IgM陰性の指標献血（n=209）は、平均ウイルス負荷が高く（1-1×10vs 8-3×10国際単位/mL）、模擬ミニプールで検出される可能性が高かった（93％[n=194] vs 26％[n=29]）。感染が確認された献体のうち、個人献体のNAATでのみウイルスRNAが検出され（つまり、模擬ミニプールでは検出されなかった）、IgM陽性であった割合は、流行の進展に伴い増加した。追跡調査に含まれた140人のドナーにおけるNAAT検出可能期間の推定平均は11-70日であった（95％CI 10-06-14-36）。この検出期間を、観察されたNAAT陽性が確認された提供者の割合に適用すると、2016年に3638773人の集団で768101人が感染したと推定されるジカウイルスの季節的発症率は21-1％（95％CI 18-1-24-1）であった。
FINDINGS: Between April 3 and Dec 31, 2016, 53 112 blood donations were screened for Zika virus, of which 351 tested positive, 339 had confirmed infections, and 319 could be staged. Compared with IgM-positive index donations (n=110), IgM-negative index donations (n=209) had higher mean viral loads (1·1 × 10vs 8·3 × 10 international units per mL) and were more likely to be detected in simulated minipools (93% [n=194] vs 26% [n=29]). The proportions of donations with confirmed infections that had viral RNA detected only in individual-donation NAATs (ie, not in simulated minipools) and were IgM positive increased as the epidemic evolved. The estimated mean duration of NAAT detectability in the 140 donors included in the follow-up study was 11·70 days (95% CI 10·06-14·36). Applying this detection period to the observed proportion of donations that were confirmed NAAT positive yielded a Zika virus seasonal incidence estimate of 21·1% (95% CI 18·1-24·1); 768 101 infections in a population of 3 638 773 in 2016.
インタープリテーション:
初期のジカウイルス感染の特徴を明らかにすることは、献血の感染性やスクリーニング方法の有用性がウイルス負荷や血清学的な感染段階と相関している可能性が高いため、血液の安全性に影響を与える。我々の知見は診断検査、公衆衛生監視、疫学にも意味を持ち、2016年の流行時にはプエルトリコの人口の約21％が感染していたと推定している。
INTERPRETATION: Characterisation of early Zika virus infection has implications for blood safety because infectivity of blood donations and utility of screening methods likely correlate with viral load and serological stage of infection. Our findings also have implications for diagnostic testing, public health surveillance, and epidemiology, and we estimate that around 21% of the Puerto Rican population was infected during the 2016 outbreak.
資金調達:
バイオメディカル先端研究開発局、国立心臓・肺・血液研究所。
FUNDING: Biomedical Advanced Research and Development Authority, National Heart, Lung, and Blood Institute.
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