BAGAIMANA DEMAM SKARLATINA KEHILANGAN CENGKERAMANNYA DI LONDON

Demam skarlatina adalah salah satu infeksi anak yang paling ditakuti pada abad ke-19. Antara sekitar 1820 dan 1880, epidemi hebat melanda Eropa dan Amerika Utara. Pada pertengahan abad itu, penyakit ini menewaskan sekitar 10.000 orang per tahun di Inggris dan Wales, kebanyakan anak kecil — terkadang hanya dalam beberapa hari, dari sakit tenggorokan, ke ruam merah yang khas, hingga kematian.

Penyebabnya adalah bakteri Streptococcus pyogenes (streptokokus grup A). Hubungan ini ditemukan pada 1924 oleh George dan Gladys Dick. Dan penyakit ini bisa diderita lebih dari sekali: satu kali infeksi tidak menjamin kekebalan.

Teka-tekinya

Di London, kematian akibat demam skarlatina turun lebih dari sepuluh kali lipat beberapa dekade sebelum antibiotik — sulfonamida hadir pada 1935 dan penisilin pada 1945. Pada saat yang sama, ritme epidemi berubah. Dapatkah sebuah model matematika menjelaskan perubahan ini melalui pergeseran lambat beberapa parameter?

Seabad catatan mingguan

Kevin Zhao dan David Earn dari Universitas McMaster di Kanada menggunakan laporan mingguan Panitera Jenderal (Registrar General) London:

• kematian mingguan akibat demam skarlatina, 1842–1939, dan kasus yang dilaporkan, 1901–1939;
• kelahiran mingguan, kematian karena semua sebab, dan sensus sepuluh tahunan — penduduk London tumbuh dari sekitar 2,25 menjadi 8,6 juta jiwa selama periode itu.

Mereka tidak menyertakan catatan paroki yang lebih tua, yang bermula sejak 1696: di sana demam skarlatina sering tertukar dengan campak, dan sistemnya runtuh setelah 1830. Mereka berhenti pada September 1939, ketika 1,5 juta warga London, banyak di antaranya anak-anak, dievakuasi pada awal perang. Jumlah kasus untuk 1901–1939 ditranskripsi dari pindaian arsip dengan bantuan perangkat AI (ChatGPT dan OpenAI Codex), dan sebagian sampelnya diperiksa secara manual.

Apa yang ditunjukkan catatan itu

• Epidemi setiap tahun, memuncak pada musim gugur.
• Di atasnya, ada siklus multitahunan yang memanjang: dari sekitar 4 tahun menjadi sekitar 8 tahun antara 1880 dan 1920.
• Pada tahun-tahun yang sama, kematian turun dari sekitar 2.300 menjadi sekitar 80 per tahun.

Modelnya

Tim mencocokkan model SIR klasik (Rentan – Terinfeksi – Pulih) pada data kematian dan kasus sekaligus. Penularan naik dan turun mengikuti musim — lebih tinggi ketika sekolah dibuka. Mereka membiarkan tiga hal berubah seiring waktu: rata-rata penularan, kekuatan ayunan musiman, dan proporsi kasus yang berakibat fatal, yang menurun seiring waktu, sejalan dengan hipotesis historis bahwa galur yang lebih ringan mengambil alih sekitar tahun 1890-an. Metode kedua yang independen memberikan hasil yang hampir sama.

Mereka kemudian menelaah siklus epidemi mana yang diprediksi model pada setiap periode — termasuk goyangan lambat yang terus dihidupkan oleh kelahiran dan kematian acak — dan membandingkannya dengan siklus yang teramati.

Hasilnya

• Hampir semua perubahan ritme epidemi dijelaskan oleh dua parameter: angka reproduksi (berapa orang yang ditulari oleh satu kasus) dan kekuatan ayunan musiman.
• Siklus panjang, dari sekitar 3,5 tahun pada 1842 menjadi 7–8 tahun sekitar 1920, cocok dengan goyangan lambat yang diprediksi model, yang hampir sepenuhnya bergantung pada angka reproduksi. Ketika angka itu turun, siklusnya memanjang. Penurunan itu terutama berasal dari berkurangnya secara bertahap kemudahan penyakit ini menyebar.
• Perubahan ini mencerminkan pergeseran angka kelahiran yang teramati bersama dengan perubahan penularan yang disimpulkan, yang mungkin sebagian berasal dari evolusi bakteri itu sendiri.
• Untuk campak, perubahan angka kelahiran sudah cukup untuk menjelaskan semuanya. Untuk demam skarlatina, tidak.

Apa yang masih belum terjelaskan

Siklus sekitar 5 tahun sebelum 1857, siklus sekitar 3 tahun antara 1887 dan 1897, dan mungkin siklus lainnya, masih belum terjelaskan. Model ini juga menyederhanakan: model mengandaikan kekebalan seumur hidup (tidak berlaku untuk demam skarlatina), mengabaikan perlindungan yang diperoleh bayi dari ibunya, dan mengandaikan hanya satu kali pergantian galur.

Membaca epidemi dalam arsip lama

Studi ini memperluas jenis analisis semacam ini — yang sudah berhasil untuk campak di New York — ke penyakit bakteri dan ke catatan kematian, dengan memperkirakan hal-hal yang tak pernah diamati secara langsung, seperti tingkat kematian kasus dan penularan. Perangkat yang sama dapat diterapkan pada catatan historis penyakit menular lainnya.