ניתוח מעמיק חושף תנודות צפון-דרום במקרים של COVID-19, חושף כיצד גלים אזוריים מעצבים את המגיפה ברחבי ארה"ב ומספק תובנות מפתח להתערבויות בריאותיות עתידיות.
לִלמוֹד: דפוסים מרחבי-זמניים מתנודדים של COVID-19 בארצות הברית. קרדיט תמונה: Cryptographer / Shutterstock.com
במחקר שפורסם לאחרונה בכתב העת דוחות מדעיים, חוקרים מנתחים תנודות מרחביות-זמניות שלא היו מזוהות בעבר במקרי מחלת נגיף הקורונה 2019 (COVID-19) ברחבי ארצות הברית.
מגמות COVID-19 בארה"ב
מאז ינואר 2020, תסמונת הנשימה החריפה החריפה נגיף קורונה 2 (SARS-CoV-2), שהוא הפתוגן הגורם ל-COVID-19, הדביקה כמעט 100 מיליון אנשים, יותר ממיליון מהם נכנעו למחלה בארה"ב Spatiotemporal. דפוסי העברה של SARS-CoV-2 נצפו מאז שהופיעו בארה"ב, כאשר מקרי COVID-19 עולים לעתים קרובות במהלך החורף ומשתנים בהתאם לאזורים שונים.
דרוש מחקר נוסף כדי להבהיר את המנגנונים המעורבים בדפוסים אלה, לשפר את ההבנה שלנו בדינמיקה של מחלות, לשפר את הדיוק של חיזוי עליות עתידיות ולייעל התערבויות בבריאות הציבור.
לגבי המחקר
שיעורי מקרים יומיים של COVID-19 נרכשו מהניו יורק טיימס עבור 48 מדינות היבשת. הנתונים התקבלו מתחילת המגיפה ועד ה-15 באוגוסט 2022, מה שהוביל לסך של 937 ימי תצפית שנכללו בניתוח. למרות שהנתונים היו זמינים מעבר לתאריך זה, דיוק ותדירות הדיווח פחתו, במיוחד בשלבים המאוחרים של המגיפה.
עבור ניתוחים ברמת המחוז, נכללו 3,108 מחוזות ביבשת ארה"ב, מה שהוביל ל-2.9 מיליון נקודות נתונים ו-150 מיליון מקרים מדווחים לפי יום ומחוז. יומן שיעורי המקרים עבור כל 100,000 אנשים שימש עבור כל הניתוחים בשל התפלגות הלוג-נורמלית שלו.
לפני נטילת היומן, הוחל ממוצע נע של 14 יום להחלקת מגמות. חלון של שבעה ימים לא נבחר לניתוח מכיוון שחלק מהמחוזות דיווחו על מקרי COVID-19 מדי שבוע.
נעשה שימוש באשכולות היררכית כדי להשוות את שיעורי המקרים היומיים של מדינה לפי מדינה, כאשר מקדמי המתאם של פירסון משמשים כמדד המרחק. השיטה של וורד מזערה את השונות בתוך אשכול במהלך אשכול. בהתבסס על מקדם המתאם של ספירמן, נעשה שימוש במפת חום של דירוגי מצבים על פני תאריכים כדי להמחיש שינויים במגמות המקרים ברמת המדינה לאורך זמן ולחשוף דפוסי דירוג תנודתיים.
לצורך ניתוח ברמת המחוז, נעשה שימוש בפירוק ערך יחיד (SVD) כדי לפרק את שיעורי המקרים של יומן ולזהות את הדפוסים המרחביים-זמניים המשמעותיים ביותר.
ממצאי המחקר
תנודה בולטת מצפון לדרום של שיעורי מקרי COVID-19 זוהתה באמצעות נתונים ברמת המדינה. ניתוח הצבירות ההיררכי חשף צבירים ברורים של מדינות, כאשר גבול בין מדינות צפוניות לדרום נצפה לאורך קו הרוחב 37°-38° צפון.
מטריצת מתאם דירוג מצבים חוצה תאריכים הראתה דפוס "לוח דמקה" מובנה, עם בלוקים של מתאמים גבוהים פנימיים שנמשכו כשלושה חודשים. בלוקים אלה הצביעו על מחזוריות חוזרת של דמיון בשיעור המקרים בין מדינות. המטריצה גם חשפה פסים אלכסוניים מקבילים, עם מתאמים חזקים שנצפו בדירוג המדינות שנה ושנתיים קודם לכן.
הופעתה של גרסת SARS-CoV-2 Omicron שיבשה באופן זמני את הדפוס הזה. עם זאת, מגמות אלו התחדשו בעקבות שיא המקרים של Omicron, שבהם נצפו תנודות עקביות בין האזורים הצפוניים והדרומיים של ארה"ב
ארבעת מצבי SVD הראשונים היוו למעלה מ-85% מהשונות בשיעורי המקרים בין המחוזות. מצב I, שתפס את המגמות המחזוריות הכוללות בשיעורי המקרים, הסביר 75% מהשונות. באופן השוואתי, מצב II הראה תנודה ברורה מצפון לדרום במזרח ארה"ב, עם שיעורי מקרה גבוהים המתחלפים בין צפון מזרח לדרום מזרח לאורך זמן.
מצב III הדגיש תנודות בצפון ארה"ב, במיוחד במהלך הסתיו והחורף, עם שיעורי מקרים גבוהים באזורים הצפון-מרכזיים והצפון-מזרחיים שנצפו במהלך הסתיו והאביב, בהתאמה. מצב IV, שהסביר פחות שונות, נמצא בקורלציה עם גלים ספציפיים באזורי צפון מזרח ומערב התיכון.
דפוסים מרחבי-זמניים אלה הוכיחו ששיעורי המקרים של COVID-19 עוקבים אחר דפוסים קבועים ומתנודדים על פני קווי רוחב, עם גלי מגיפה שנעו בין האזורים הצפוניים והדרומיים לאורך זמן. למרות שהתנודות הללו היו בולטות לפי קו הרוחב, נצפו גם עדויות מסוימות למבנה נוסף לפי קו אורך במידה פחותה.
מסקנות
מגיפת ה-COVID-19 יצרה מערך נתונים מרחבי-זמני חסר תקדים, עם כשלושה מיליון נקודות נתוני מקרה שנרשמו ב-3,108 מחוזות בארה"ב במשך 937 ימים. למרות ליקויים בדיווח, נתונים אלה סיפקו הזדמנות חשובה לניתוחים חישוביים מתקדמים.
חוקרים גילו מגמות תנודה שלא זוהו בעבר במגיפה על ידי ניתוח דפוסים חוזרים. ממצא משמעותי אחד היה תנודת COVID-19 במזרח ארה"ב (EUCO), שהיא דפוס צפון-דרום שבו שיעורי המקרים מתחלפים סביב קו הרוחב 37 מעלות צפון. תנודה זו היוותה רק 5.2% מסך השונות; עם זאת, זה הסביר הרבה מהשונות האזורית בצפון מזרח ובדרום מזרח.
