Die bevölkerungsreichsten Bezirke in New York City, Queens und Brooklyn, dienten wahrscheinlich im Frühjahr 2020 als Hauptknotenpunkt der Ausbreitung von COVID-19, so eine neue Studie.
Unter der Leitung von Forschern der NYU Grossman School of Medicine analysierte die neue Untersuchung über 800 genetische Proben des Coronavirus, um den Weg des Virus zu verfolgen, als es während der tödlichen ersten Welle der Pandemie durch New York City reiste. Es identifizierte Queens und in geringerem Maße Brooklyn als wahrscheinlichen Ursprungsort der meisten untersuchten Fälle, wobei mehr Fälle innerhalb ihrer Grenzen zirkulierten und sich von diesen Teilen der Stadt nach Manhattan und in die Außenbezirke ausbreiteten als in die andere Richtung.
"Unsere Ergebnisse scheinen die Rolle von Queens als frühes Epizentrum der Coronavirus-Übertragung im restlichen Großraum New York zu bestätigen", sagt Ralf Duerr, MD, PhD, Co-Senior-Autor der Studie. „Jetzt, da wir verstehen, wie sich Virusausbrüche zwischen Stadtteilen ausbreiten können, können wir zukünftige Ansteckungen besser planen und Tests in den am stärksten gefährdeten Gebieten priorisieren.“
Duerr, ein wissenschaftlicher Assistenzprofessor in der Abteilung für Pathologie der NYU Langone He alth, stellt fest, dass, wenn eine Krankheit, die ähnlich wie das Coronavirus übertragen wird, New York erneut heimsucht, sie wahrscheinlich denselben grundlegenden Weg durch die Region nehmen könnte.
Obwohl weitere Untersuchungen erforderlich sind, um die zugrunde liegenden Gründe für die Ausbreitung zu identifizieren, vermuten die Forscher der Studie, dass das Pendeln wahrscheinlich eine Schlüsselrolle gespielt hat. Duerr stellt fest, dass 35 Prozent der Arbeiter in Queens und Brooklyn täglich mit dem Auto, der U-Bahn und dem Bus nach Manhattan fahren. Darüber hinaus sind die beiden Hauptflughäfen der Stadt, LaGuardia und J. F. K., befinden sich in Queens. Dass schwarze und hispanische Amerikaner, die von der Pandemie besonders hart getroffen wurden, überproportional öffentliche Verkehrsmittel nutzen und in diesen beiden Bezirken leben, könnte ein weiterer möglicher Faktor gewesen sein, sagt Duerr.
Frühere Studien zeigten, dass das Coronavirus Ende Februar 2020 erstmals in New York Wurzeln schlug, wobei mehr als hundert verschiedene Ausbruchsquellen in Infektionsketten ausbrachen und nicht von einem einzigen „Patienten Null“. Die Dynamik der Virusausbreitung innerhalb und zwischen einzelnen Bezirken blieb jedoch unklar.
Die neue Studie, die am 20. Mai in der Zeitschrift PLOS Pathogens veröffentlicht wurde, wurde entwickelt, um die Ausbreitung des Coronavirus in den fünf New Yorker Stadtbezirken und auf Long Island während der ersten Welle der Pandemie genau zu verfolgen, so Duerr.
Bei der Gensequenzierung vergleichen Forscher kleine Ausschnitte des genetischen Codes, um Mutationen zu identifizieren, die nur in einem bestimmten Stamm des Virus gefunden werden. Diese „Flags“, sagen Forscher, können dann verwendet werden, um zu kartieren, wann und wo sich die Stämme im Laufe der Zeit ausgebreitet haben, ähnlich wie bei Tests, die verwendet werden, um die Abstammung bei Menschen zu verfolgen. Experten haben diese Technik zuvor verwendet, um unter anderem Ausbrüche von Influenza, Methicillin-resistentem Staphylococcus aureus (MRSA) und Ebola zu verfolgen.
Für die neue Untersuchung analysierten die Forscher virale genetische Informationen aus Hunderten von Nasenabstrichen. Proben wurden von Männern und Frauen entnommen, die von März bis Mai 2020 in New York City und Long Island positiv auf COVID-19 getestet worden waren. Unter Verwendung der verschiedenen Mutations-Flags, des Datums, an dem die Proben entnommen wurden, und der Postleitzahlen der Patienten, die Studienforscher erstellten Computersimulationen, die den Weg des Virus durch die Region nachzeichneten. Die Forschung wurde im Genome Technology Center der NYU Langone durchgeführt.
Sie fanden heraus, dass acht von zehn Simulationen auf Queens als Hauptknotenpunkt der Virusverbreitung in der ersten Infektionswelle hindeuteten. In der Zwischenzeit identifizierten die anderen beiden Simulationen Brooklyn bzw. die Bronx als Epizentrum der Pandemie, was nach Ansicht der Studienautoren darauf hindeutet, dass diese beiden Bezirke eine wichtige, wenn auch kleinere Rolle bei der Virusübertragung in der ganzen Stadt spielten.
Frühere Forschungen stützten sich auf Krankenhausaufenth altsdaten, um abzuleiten, wie sich der Ausbruch ausbreitete. Die neuen Ergebnisse, sagen die Studienautoren, liefern eine direktere Karte der Ausbreitung der Infektionen.
"Diese Gensequenzierungs- und Computermodellierungstechniken können von jeder Gemeinschaft verwendet werden, die nachverfolgen möchte, wie sich ein Virus ausbreiten könnte, wenn Massentests und Kontaktverfolgung nur begrenzt verfügbar sind", sagt Adriana Heguy, PhD, Mitautorin der Studie.
Heguy, Professor in der Abteilung für Pathologie an der NYU Langone, ermutigt andere Beamte des öffentlichen Gesundheitswesens in den USA und im Ausland, diese Methoden zu verwenden, um auch zu kartieren, wie sich die Pandemie in ihren Städten ausbreitet.
Sie sagt, dass das Forschungsteam als nächstes plant, die in der Untersuchung verwendeten Methoden anzuwenden, um die Ausbreitung des Coronavirus während der zweiten Welle der Pandemie in New York City zu untersuchen.
Die Finanzierung der Studie wurde durch die Stipendien U01 Al152151 und R01 AI122953 der National Institutes of He alth bereitgestellt. Zusätzliche Forschungsunterstützung kam vom Fonds National de la Recherche Scientifique, der Forschungsstiftung Flandern, und den Internen Fonds der KU Leuven in Belgien. Weitere Unterstützung leistete der South African Medical Research Council.
Zusätzlich zu Duerr und Heguy gehörten zu den weiteren Forschern der NYU Langone Matthew Maurano, PhD; Sitharam Ramaswami, PhD; Paul Zappile, MS; und Christian Marier, BSc. Andere Mitprüfer der Studie waren Simon Dellicour, PhD; Samuel Hong, BA; Bram Vrancken, PhD; Guy Baele, PhD; und Mandev Gill, PhD, an der Universität Leuven in Belgien; Antoine Chaillon, MD, PhD, an der University of California San Diego; und Gordon Harkins, PhD, an der University of the Western Cape in Südafrika.
