Quantifying infection-relevant contact patterns among young children in childcare settings in the United States.

Um zu verstehen, wie sich Infektionskrankheiten in einer Bevölkerung ausbreiten, verlassen sich Wissenschaftler auf eine einfache, aber kraftvolle Idee: Menschen vermischen sich nicht zufällig. Ein Kind in einem Klassenzimmer interagiert mit anderen Menschen als ein Bankangestellter in einem Büro, und diese Interaktionen finden mit unterschiedlicher Häufigkeit statt. Um dies abzubilden, verwenden Forscher „Kontaktmatrizen“, die im Wesentlichen Gitter sind, welche zählen, wie oft Menschen einer bestimmten Altersgruppe Menschen einer anderen Altersgruppe pro Tag begegnen. Diese Gitter sind der Motor hinter Computermodellen, die vorhersagen, wie ein Virus durch eine Stadt ziehen könnte oder wie effektiv eine Impfkampagne sein könnte. Seit Jahrzehnten wissen Wissenschaftler, dass junge Kinder oft am anfälligsten für Infektionen sind und am wahrscheinlichsten diese weitergeben, doch die Daten, die diese Modelle für Kinder unter fünf Jahren speisen, waren bisher ein Ratespiel. In den Vereinigten Staaten, wo die formale Schulbildung typischerweise im Alter von fünf Jahren beginnt, gab es keine umfassende Erhebung, die Eltern genau fragte, mit wem ihre Kleinkinder und Säuglinge ihre Zeit verbringen. Ohne diese Daten mussten sich Modelle auf Zensusinformationen verlassen, die die riesige, informelle Welt der Kinderbetreuung auslassen, was eine Wissenslücke in unserem Verständnis darüber hinterließ, wie sich Krankheiten durch die jüngsten Mitglieder unserer Gesellschaft bewegen.

Ein Forschungsteam setzte sich zum Ziel, diese Lücke zu schließen, indem es sich einer umfassenden, national repräsentativen Umfrage zu Kinderbetreuungsarrangements in den Vereinigten Staaten zuwandte. Anstatt zu raten, nutzten sie detaillierte Daten aus dem „Early Childhood Program Participation Survey“, das die Erziehungsberechtigten junger Kinder genau fragt, wohin ihre Kinder zur Betreuung gehen, an wie vielen Tagen pro Woche und wie viele andere Kinder anwesend sind. Durch die Kombination dieser realen Anwesenheitsdaten mit den bundesstaatlichen Richtlinien darüber, wie viele Kinder in einem einzelnen Raum erlaubt sind, baute das Team ein neues, genaueres Bild der täglichen Interaktionen für Kinder vom Säuglingsalter bis zum Alter von vier Jahren auf. Sie fanden heraus, dass die bestehenden Karten der menschlichen Kontakte ein großes fehlendes Puzzleteil enthielten. In den alten Modellen wurde geschätzt, dass ein Einjähriger weniger als einen bedeutsamen Kontakt mit einem anderen Kind pro Tag hat. Die neuen Daten zeigten, dass dieselben Kinder tatsächlich viel häufiger mit Gleichaltrigen interagieren, wobei die Zahl der täglichen Kontakte mit zunehmendem Alter der Kinder signifikant ansteigt. Für einen Vierjährigen in einer Kindertagesstätte stieg die geschätzte Zahl der täglichen Kontakte mit anderen Kindern auf 3,5 – ein Wert, der fast fünfmal höher ist als das, was bisherige Modelle für diese Altersgruppe suggeriert hatten.

Die Forscher testeten daraufhin, was passiert, wenn man diese neuen, höheren Zahlen in eine Computersimulation eines Masernausbruchs einfügt. Masern sind eine extrem ansteckende Krankheit, und das Team simulierte, wie sie sich in einer Bevölkerung von 100.000 Menschen unter verschiedenen Impfszenarien ausbreiten würden. Wenn sie die alten, niedrigeren Kontaktschätzungen verwendeten, sagten die Modelle voraus, dass Ausbrüche kleiner und seltener wären. Als sie jedoch die neuen Daten verwendeten, die das intensive Miteinander in Kindertagesstätten berücksichtigten, änderten sich die Ergebnisse dramatisch. Die Simulationen zeigten, dass Ausbrüche viel wahrscheinlicher zu sich ereignen würden, und wenn sie auftraten, wurden sie größer und infizierten mehr junge Kinder. Dies galt insbesondere für Szenarien, in denen die Impfraten unter den jüngsten Kindern niedriger waren. Die Studie legt nahe, dass die bisherigen Modelle, indem sie unterschätzten, wie oft junge Kinder sich berühren, spielen und dieselbe Luft atmen wie einander in Krippen- und Heimbetreuungssettings, das Risiko unterschätzten, das diese Kinder der breiteren Gemeinschaft bereiten, sowie die Geschwindigkeit, mit der eine Krankheit in der Bevölkerung Fuß fassen kann.

Die Studie hob auch hervor, wie vielfältig die Landschaft der Kinderbetreuung in den Vereinigten Staaten ist. Die Forscher fanden heraus, dass 64 Prozent der Kinder unter fünf Jahren eine Form der regelmäßigen Betreuung durch jemand anderen als die Eltern erhalten. Diese Betreuung kommt in drei Hauptformen vor: eine Verwandte, die das Kind zu Hause betreut, eine nicht verwandte Person, die das Kind zu Hause betreut, oder eine formale Einrichtung. Die Art der Betreuung ändert sich, während das Kind wächst. Säuglinge werden am häufigsten von Verwandten zu Hause betreut, aber bis ein Kind das Alter von drei oder vier Jahren erreicht, befinden sich die meisten in formalen Einrichtungen. Diese Einrichtungen arbeiten mit spezifischen Regeln über Gruppengrößen und die Anzahl der anwesenden Erwachsenen, welche die Forscher nutzten, um genau zu berechnen, wie viele andere Kinder ein Kind wahrscheinlich treffen würde. Sie fanden heraus, dass sich Kinder in einer formalen Einrichtung primär mit anderen ihres eigenen Alters vermischen, was enge Kontaktcluster erzeugt. Im Gegensatz dazu beinhaltet die häusliche Betreuung oft eine eher zufällige Mischung verschiedener Altersgruppen, jedoch mit weniger insgesamt anwesenden Kindern. Durch die Berücksichtigung dieser spezifischen Strukturen war das Team in der Lage, eine Kontaktmatrix zu erstellen, die die Realität des Tages eines Kindes widerspiegelt, anstatt eines statistischen Durchschnitts, der die Existenz der Abholkette der Kindertagesstätte ignoriert.

Die Auswirkungen dieser Arbeit erstrecken sich über die Masern hinaus. Die Forscher argumentieren, dass jede Krankheit, die durch engen Kontakt übertragen wird – wie etwa die Grippe, das Respiratorische Syncytial-Virus oder das Rotavirus –, höchstwahrscheinlich ähnliche Übertragungsmuster aufweist, die zuvor unterschätzt wurden. Die Studie behauptet nicht, das Problem der Messung aller menschlichen Kontakte gelöst zu haben, noch legt sie nahe, dass die neuen Zahlen perfekt sind. Die Daten stammen aus einer Umfrage, bei der Eltern über die Betreuung ihrer Kinder berichten, und die Forscher mussten einige Annahmen darüber treffen, wie Kinder in den Einrichtungen gruppiert werden, in denen sie keine direkte Beobachtung hatten. Dennoch ist die Richtung der Erkenntnis klar: Die alten Kontaktkarten fehlte ein großes Territorium. Indem sie die fehlenden Daten zur Kinderbetreuung hinzufügten, zeigten die Forscher, dass junge Kinder viel stärker miteinander vernetzt sind, als wir dachten. Dies deutet darauf hin, dass die Strategien der öffentlichen Gesundheit diesen Settings mehr Aufmerksamkeit schenken müssen, da sie nicht nur Orte sind, an denen Kinder krank werden, sondern potenziell die primären Motoren, die die Ausbreitung von Infektionen durch die gesamte Bevölkerung vorantreiben. Die Arbeit dient als Erinnerung daran, dass wir, um eine Gemeinschaft zu schützen, zuerst die täglichen Leben ihrer kleinsten Mitglieder verstehen müssen, und dass wir dabei feststellen könnten, dass der Schlüssel zur Eindämmung eines Ausbruchs genau in den Orten liegt, an die wir unsere Kinder zum Lernen und Spielen schicken.