การผันแปรตามฤดูกาล

พื้นที่เสี่ยงตามฤดูกาลสำหรับไข้หวัดใหญ่: พฤศจิกายน–เมษายน (สีน้ำเงิน), เมษายน–พฤศจิกายน (แดง) และตลอดปี (สีเหลือง)

ไข้หวัดใหญ่มีความชุกสูงสุดในฤดูหนาว และเนื่องจากซีกโลกเหนือและซีกโลกใต้ตรงกับฤดูหนาวต่างเวลากัน ปีหนึ่งจึงมีฤดูไข้หวัดใหญ่สองฤดู เป็นเหตุให้องค์การอนามัยโลก (ซึ่งมีศูนย์ไข้หวัดใหญ่แห่งชาติสนับสนุน) ออกคำแนะนำสำหรับสูตรวัคซีนสองคำแนะนำแยกกันทุกปี คือให้ซีกโลกเหนือและซีกโลกใต้[119]

ปริศนาที่มีมานานมีอยู่ว่าเหตุใดการระบาดของไข้หวัดใหญ่จึงเกิดตามฤดูกาลไม่ใช่เกิดเท่ากันตลอดปี มีคำอธิบายทีเป็นไปได้อย่างหนึ่งว่าบุคคลอยู่ในอาคารมากขึ้นระหว่างฤดูหนาว จึงอยู่ใกล้ชิดกับผู้อื่นบ่อยครั้งขึ้น และส่งเสริมการแพร่เชื้อจากบุคคลสู่บุคคล การท่องเที่ยวที่เพิ่มขึ้นเนื่องจากฤดูวันหยุดฤดูหนาวในซีกโลกเหนือก็อาจมีบทบาท[167] อีกปัจจัยหนึ่งได้แก่อุณหภูมิเย็นนำไปสู่อากาศแห้ง ซึ่งอาจทำให้อนุภาคเมือกเสียน้ำ อนุภาคแห้งเบากว่าและสามารถอยู่ในอากาศได้เป็นเวลานานขึ้น ไวรัสยังอยู่รอดนานกว่าบนพื้นผิวที่อุณหภูมิเย็นกว่าและการแพร่เชื้อด้วยละอองฝอยของไวรัสเกิดสูงสุดในสิ่งแวดล้อมเย็น (ต่ำกว่า 5 °ซ) ซึ่งมีความชื้นสัมพัทธ์ต่ำ[168] ความชื้นในอากาศต่ำกว่าในฤดูหนาวดูเป็นสาเหตุหลักของการแพร่เชื้อของไข้หวัดใหญ่ตามฤดูกาลในเขตอบอุ่น[169][170]

การเปลี่ยนแปลงอัตราการติดเชื้อตามฤดูกาลยังพบในเขตร้อนด้วย และในบางประเทศมีอัตราการติดเชื้อสูงสุดระหว่างฤดูฝนเป็นหลัก[171] การเปลี่ยนแปลงตามฤดูกาลในอัตราการสัมผัสจากภาคเรียน ซึ่งเป็นปัจจัยหลักในโรควัยเด็กอย่างอื่น เช่น โรคหัดและโรคไอกรน อาจมีบทบาทในโรคไข้หวัดใหญ่เช่นกัน ผลตามฤดูกาลเล็กน้อยเหล่านี้เมื่อรวมกันแล้วอาจมีการเสริมจากการพ้องแบบพลวัตกับวัฏจักรโรคจากภายใน[172] เอช5เอ็น1 ก็แสดงความผันแปรตามฤดูกาลทั้งในมนุษย์และสัตว์ปีก[173]

สมมติฐานอีกอย่างหนึ่งเพื่ออธิบายความผันแปรตามฤดูกาลในการติดเชื้อไข้หวัดใหญ่คือผลของระดับวิตามินดีที่มีต่อภูมิคุ้มกันต่อไวรัส[174] โรเจอร์ เอ็ดการ์ โฮป-ซิมป์สันเป็นผู้เสนอความคิดนี้ครั้งแรกในปี 1965[175] เขาเสนอว่าสาเหตุของการระบาดทั่วของไข้หวัดใหญ่ระหว่างฤดูหนาวอาจเชื่อมโยงกับการขึ้นลงตามฤดูกาลของวิตามินดี ซึ่งมีการผลิตในผิวหนังภายใต้อิทธิพลของการแผ่รังสียูวี ซึ่งสามารถอธิบายว่าเหตุใดไข้หวัดใหญ่เกิดในฤดูหนาวเป็นหลัก และระหว่างฤดูฝนในเขตร้อน เมื่อบุคคลอยู่ในอาคาร ไม่ได้รับแสงอาทิตย์และทำให้ระดับวิตามินดีลดลง

การระบาดและการแพร่กระจายของโรคระบาดทั่ว

ด้วยเหตุว่าไข้หวัดใหญ่เกิดจากไวรัสหลายชนิดและหลายสายพันธุ์ ในปีหนึ่ง ๆ บางสายพันธุ์จึงอาจตายไป ส่วนบางสายพันธุ์อาจก่อให้เกิดการระบาด และบางสายพันธุ์ยังสามารถก่อให้เกิดการระบาดทั่ว ตรงแบบ ในฤดูกาลไข้หวัดใหญ่สองฤดูกาลตามปกติในหนึ่งปี มีผู้ป่วยรุนแรงระหว่าง 3 ถึง 5 ล้านคน และมีผู้เสียชีวิตประมาณ 500,000 คนทั่วโลก[176] ซึ่งบางบทนิยามเป็นการระบาดของไข้หวัดใหญ่ประจำปี[177] แม้อุบัติการณ์ของไข้หวัดใหญ่สามารถผันแปรได้มากระหว่างปี แต่มีผู้เสียชีวิตประมาณ 36,000 คนและการรับเข้าโรงพยาบาลกว่า 200,000 ครั้งที่สัมพันธ์โดยตรงกับไข้หวัดใหญ่ทุกปีในสหรัฐ[178][179] วิธีการหนึ่งในการคำนวณอัตราตายของไข้หวัดใหญ่ได้ผลว่ามีผู้เสียชีวิตเฉลี่ยต่อปี 41,400 คนในสหรัฐระหว่างปี 1979 ถึง 2001[180] การคำนวณอีกวิธีหนึ่งที่ศูนย์ควบคุมและป้องกันโรค (CDC) ใช้ในปี 2010 รายงานพิสัยตั้งแต่ประมาณ 3,300 คนถึง 49,000 คนต่อปี[181]

เกิดการระบาดทั่วประมาณสามครั้งต่อศตวรรษ ซึ่งติดต่อประชากรของโลกเป็นจำนวนมาก และฆ่ามนุษย์หลายสิบล้านคน การศึกษาหนึ่งประมาณว่าถ้าไข้หวัดใหญ่สายพันธุ์ที่มีศักยภาพก่อโรคคล้ายกับไข้หวัดใหญ่ 1918 ปรากฏในปัจจุบัน จะทำให้มีผู้เสียชีวิตระหว่าง 50 ถึง 80 ล้านคน[182]

การเลื่อนหรือการรวมกันใหม่ของแอนติเจนสามารถส่งผลให้เกิดสายพันธุ์ใหม่และก่อโรคอย่างสูงของไข้หวัดใหญ่มนุษย์

ไวรัสไข้หวัดใหญ่ใหม่มีวิวัฒนาการอย่างต่อเนื่องโดยการกลายพันธุ์หรือการเข้าชุดยีนใหม่ (reassortment)[48] การกลายพันธุ์สามารถทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในแอนติเจนฮีแม็กกลูตินินและนิวรามินิเดสบนผิวของไวรัส สิ่งนี้เรียกการเบี่ยงเบนแอนติเจน (antigenic drift) ซึ่งสร้างสายพันธุ์ที่มีความหลากหลายเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ อย่างช้า ๆ จนสายพันธุหนึ่งวิวัฒนาการจนติดเชื้อบุคคลที่มีภูมิคุ้มกันต่อสายพันธุ์ที่มีอยู่เดิม สายพันธุ์ใหม่นี้จะแทนที่สายพันธุ์เก่าเมื่อสายพันธุ์นั้นกวาดผ่านประชากรมนุษย์ ซึ่งมักก่อให้เกิดการระบาด[183] อย่างไรก็ดี เนื่องจากสายพันธุ์ที่ผลิตจากการเลื่อนจะยังคล้ายกับสายพันธุ์เก่ากว่าอย่างสมเหตุผล บางคนจึงมีภูมิคุ้มกันต่อสายพันธุ์นั้น ในทางตรงข้าม เมื่อไวรัสไข้หวัดใหญ่มีการรวมกันใหม่ จะได้แอนติเจนใหม่ทั้งหมด ตัวอย่างเช่นเมื่อมีการรวมกันใหม่ระหว่างสายพันธุ์นกและสายพันธุ์มนุษย์ สิ่งนี้เรียก การเลื่อนแอนติเจน (antigenic shift) หากไวรัสไข้หวัดใหญ่มนุษย์ผลิตแอนติเจนใหม่ทั้งหมด ทุกคนจะไวรับ และไข้หวัดใหญ่สายพันธุ์ใหม่จะแพร่กระจายอย่างควบคุมไม่ได้ ก่อให้เกิดการระบาดทั่ว[184] ในทางตรงข้ามกับแบบจำลองการระบาดทั่วที่อาศัยการเบี่ยงเบนและการเลื่อนแอนติเจน มีการเสนออีกแนวทางหนึ่งซึ่งการระบาดทั่วเป็นคาบนั้นเกิดจากอันตรกิริยาระหว่างสายพันธุ์ไวรัสบางชุดที่ประชากรมนุษย์ที่มีการเปลี่ยนแปลงชุดภูมิคุ้มกันต่อไวรัสสายพันธุ์ต่าง ๆ อย่างต่อเนื่อง[185]

เวลาชั่วรุ่นสำหรับไข้หวัดใหญ่ (เวลาตั้งแต่การติดเชื้อสองครั้ง)สั้นมาก (2 วัน) จึงอธิบายว่าเหตุใดการระบาดของไข้หวัดใหญ่จึงเริ่มต้นและสิ้นสุดในเวลาสั้น ๆ ไม่กี่เดือน[186]

จากมุมมองของสาธารณสุข การระบาดของไข้หวัดใหญ่แพร่กระจายอย่างรวดเร็วและควบคุมยากมาก สายพันธุ์ไวรัสไข้หวัดใหญ่ส่วนใหญ่ไม่ได้ติดเชื้อมาก และปัจเจกบุคคลที่ติดเชื้อจะแพร่เชื้อให้แก่ปัจเจกบุคคลอีกหนึ่งถึงสองคนเท่านั้น (จำนวนการสืบพันธุ์พื้นฐานสำหรับไข้หวัดใหญ่อยู่ที่ประมาณ 1.4) อย่างไรก็ดี เวลาชั่วรุ่นสำหรับไข้หวัดใหญ่สั้นมาก หรือเวลาตั้งแต่บุคคลติดเชื้อจนถึงเมื่อเขาแพร่เชื้อให้แก่บุคคลถัดไป กินเวลาเพียง 2 วัน เวลาชั่วรุ่นที่สั้นนี้หมายความว่าการระบาดของไข้หวัดใหญ่ปกติสูงสุดที่เวลา 2 เดือนและหมดไปหลัง 3 เดือน จึงต้องรีบตัดสินใจแทรกแซงในการระบาดของไข้หวัดใหญ่ตั้งแต่ต้น และฉะนั้นการตัดสินใจจึงมักตั้งอยู่บนข้อมูลที่ไม่สมบูรณ์ อีกปัญหาหนึ่งคือปัจเจกบุคคลสามารถแพร่เชื้อได้ตั้งแต่ก่อนมีอาการ ซึ่งหมายความว่าการกักกันบุคคลหลังมีอาการป่วยไม่ใช่การแทรกแซงทางสาธารณสุขที่มีประสิทธิภาพ[186] สำหรับบุคคลทั่วไป การกระจายไวรัสมักสูงสุดในวันที่ 2 แต่อาการจะสูงสุดในวันที่ 3[19]