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

感染症がどのように集団内に広がるかを理解するために、科学者たちはシンプルかつ強力な概念に依拠しています。それは、「人々はランダムに混ざり合っているわけではない」という考えです。教室にいる子供は、オフィスにいる銀行員とは異なる人々と交流し、その交流の頻度も異なります。これをマッピングするために、研究者たちは「接触行列（コンタクト・マトリックス）」を使用します。これは、ある年齢層の人々が別の年齢層の人々と一日に何回出会うかをカウントするグリッド（格子状の表）です。これらのグリッドは、ウイルスが都市の中でどのように移動するか、あるいはワクチン接種キャンペーンがどの程度効果的であるかを予測するコンピュータモデルのエンジンとなります。数十年にわたり、科学者たちは、幼い子供たちがしばしば感染に対して最も脆弱であり、かつ最も感染を広める可能性が高いことを知ってきましたが、これらモデルに投入される5歳未満の子供に関するデータは、これまで推測に基づいたものでした。米国のでは、正式な就学は通常5歳から始まりますが、幼児や乳児が具体的に誰と時間を過ごしているのかを保護者に直接尋ねる包括的な調査は行われてきませんでした。このデータが欠如していたため、モデルは国勢調査の情報に頼らざるを得ず、そこでは保育という広大で非公式な世界が見落とされていました。その結果、社会の最も若いメンバーを通じて病気がどのように動くのかという理解において、盲点が生じていたのです。

研究チームは、米国における保育体制に関する大規模かつ全国的な代表調査を用いることで、この空白を埋めるべく立ち上がりました。彼らは推測する代わりに、幼児の保護者が子供がどこでケアを受けているか、週に何日通っているか、そして他に何人の子供がいるかを正確に回答する「早期幼児教育プログラム参加調査（Early Childhood Program Participation Survey）」の詳細なデータを使用しました。この実世界の出席データと、一つの部屋に許可される子供の数に関する連邦政府のガイドラインを組み合わせることで、チームは、乳児から4歳までの日常的な相互作用に関する、より正確で新しい全体像を構築しました。彼らは、既存の人間の接触マップには大きなパズルのピースが欠けていることを発見しました。従来のモデルでは、1歳児は一日に他の子供との有意義な接触が1回未満であると推定されていました。しかし、新しいデータによло、これらの子供たちは実際にはより頻繁に仲間と交流しており、子供が成長するにつれて、一日の接触数は大幅に増加することが明らかになりました。保育施設に通う4歳児の場合、他の子供との推定される一日の接触数は3.5回に達し、これは従来のモデルがこの年齢層に対して示唆していた数値よりも、実に5倍近く高い数値でした。

研究者たちは、これらの新しい、より高い数値が、麻疹（はしか）のアウトブレイク（集団発生）のコンピュータ・シミュレーションに組み込まれた場合に何が起こるかをテストしました。麻疹は極めて感染力の強い病気であり、チームは10万人規模の人口における様々なワクチン接種シナリオの下で、それがどのように広がるかをシミュレートしました。従来の、より低い接触推定値を用いた場合、モデルはアウトブレイクはより小さく、発生頻度も低いと予測しました。しかし、保育環境に見られる激しい混合（ミキシング）を含んだ新しいデータに切り替えると、結果は劇的に変化しました。シミュレーションの結果、アウトブレイクが発生する可能性ははるかに高まり、発生した場合には、より大規模になり、より多くの幼い子供たちを感染させることが示されました。これは、最も若い子供たちの間でのワクチン接種率が低いシナリオにおいて、特に顕著でした。この研究は、保育施設や家庭でのケアにおいて、子供たちが互いに触れ合い、遊び、同じ空気を吸う頻度を過小評価することで、従来のモデルが、これらの子供たちが社会全体にもたらすリスクや、病気が蔓延する速度を過小評価してきた可能性があることを示唆しています。

また、この研究は、米国における保育の風景がいかに多様であるかも浮き彫りにしました。研究者によると、5歳未満の子供の64パーセントが、親以外の誰かから何らかの形で定期的なケアを受けています。このケアには主に3つの形態があります。自宅で親族が子供を見守る場合、自宅で親族以外が子供を見守る場合、そして正規の保育施設（センター）です。ケアの形態は子供の成長とともに変化します。乳児は自宅で親族に世話をされることが最も多いですが、3歳や4歳になる頃には、大多数が正規のセンターに通っています。これらのセンターは、グループの規模や大人の人数に関する特定の規則に従って運営されており、研究者たちはこれを利用して、一人の子供が具体的にどれほど多くの他の子供と出会うかを算出しました。彼らは、正規のセンターでは、子供たちは主に同年代の子供たちと混ざり合い、密接な接触のクラスター（塊）を作り出すことを発見しました。対照的に、家庭型のケアでは、年齢構成がよりランダムになる傾向がありますが、そこに存在する子供の総数は少なくなります。これらの具体的な構造を考慮に入れることで、チームは、統計的な平均値（保育園の送迎待ちの列の存在を無視したもの）ではなく、子供の一日の現実を反映した接触行列を作成することができたのです。

この研究の意義は、麻疹だけに留まりません。研究者たちは、インフルエンザ、RSウイルス、ロタウイルスなど、密接な接触を通じて広がるあらゆる疾患が、これまで過小評価されてきた同様の伝播パターンを辿る可能性が高いと主張しています。この研究は、すべての人間接触の測定問題を解決したと主張しているわけでも、新しい数値が完璧であると示唆しているわけでもありません。データは、保護者が子供のケアについて報告する調査から得られたものであり、研究者は、直接観察していないセンター内での子供のグループ化について、いくつかの仮定を置く必要がありました。しかし、発見の方向性は明確です。従来の接触マップは、主要な領域を見落としていたのです。保育に関する欠落していたデータを加えることで、研究者たちは、幼い子供たちが私たちが考えていたよりもはるかに互いに深くつながっていることを示しました。これは、公衆衛生上の戦略がこれらの環境により注意を払う必要があることを示唆しています。なぜなら、それらは単に子供たちが病気になる場所であるだけでなく、集団全体の感染拡大を駆動する主要なエンジンとなる可能性があるからです。この研究は、コミュニティを守るためには、まずその最小のメンバーの日常生活を理解しなければならないことを思い出させてくれます。そして、その過程において、アウトブレイクを阻止するための鍵が、子供たちが学び、遊ぶために送られるまさにその場所にあるのかもしれないということを教えてくれるのです。