Pandemics and the development of scientific methods in the history of epidemiology.

The Covid-19 pandemic has made me see the history of epidemiology differently . Pandemics are such impressive events that they can exert urgent pressure to identify new modes of research and new methodologies to replace methods that have failed in the past. Some examples seem to corroborate this idea.

The plague

There is no doubt that one of the most important events in the history of science occurred in the 17th century when population thinking was discovered. All human and social sciences such as sociology, demography, Darwinian biology, political economy, statistics and epidemiology, have their origin in the discovery that dictates that events in populations can be predictable and have a probability of occurrence. Then the occurrence of events in populations can be quantified, can be compared between populations and can be the source of scientific knowledge. This true revolution in scientific thought is a consequence of changes in society that occurred due to plague pandemics.

Since the great pandemic of the 14th century, outbreaks of plague in Europe caused great confusion in cities and increasingly threatened existing powers. It was the case of the monarchical society of England. In the event of an outbreak of plague in London, the nobles, the wealthy, and the army left the city, where only the poor remained. The situation became chaotic in London. It was quickly clear that there was a certain chronological regularity in the outbreaks. They started with a small but growing number of deaths in some parishes before spreading throughout the city. In the 16th century the city of London began to collect data on the number and location of pest deaths . The system was improved in the 17th century and extended to all causes of death, making it possible -by the end of the century- to organize orderly outings from London in the event of an outbreak of plague, preventing chaos. These data were printed and placed on the walls of the city. They were called the “Bills of mortality”, death posters. In this process, a temporal series of mortality data was established in London over decades.

Back then only large merchants knew how to analyse quantitative data. One of them, John Graunt, analysed the death charts of a 50-year period. He observed what was known about the plague: deaths fluctuated cyclically even if they did so irregularly. But he also discovered something that no one had ever seen or suspected before: deaths from some diseases, such as what we now call tuberculosis, occurred with great regularity. Every year there were more or less 2,000 deaths from tuberculosis. The number of deaths from that disease was predictable from year to year . It is not a simple phenomenon to explain. On the individual level, death is a random, unpredictable event, and individual observations were all that doctors had had until then. They could not suspect that populations had different characteristics from the individuals that made them up.

Then, the surveillance system for outbreaks of plague allowed the constitution of a temporal series of quantitative data for the first time in the history of humanity. And these data were the essential condition for the discovery of populational thinking, which is constitutive of all human and social sciences.

Cholera

Cholera became an endemic disease in certain parts of Asia, but in the 19th century the means of transportation allowed sick people to travel from, for example, Bombay, India, to Marseille, France, or from Rotterdam, Holland, to New York or Cartagena, Colombia. Then, the cholera pandemics began. The third pandemic (1841-1859) reached Europe and from there it went to Central and South America. Cholera was terrifying because it killed 50% of cases in a few hours, due to diarrhoea and vomiting. In emerging public health, people thought that a form of foul-smelling air pollution, made up of miasmas, caused this disease. Those who were susceptible died, the others did not, but no one could predict who was susceptible.

Cholera was of such priority to 19th century scientists that they all came together in a society to study and combat it and called it the London Epidemiological Society. One of its members, John Snow, had become convinced that cholera was caused by some tiny living organisms that were transmitted by water, food, or dirty sheets. Snow performed a now-famous study -but different study from the cholera outbreak investigation around the Broad Street water pump-: Snow compared the cholera mortality of residents of the same London parishes but who bought their water from different companies, one that pumped dirty water from the Thames in central London, and other that pumped clean water from the Thames as well, but outside London . This was the first population-based comparative study of this dimension, there was an enormous methodological impact in the history of epidemiology, and it was a consequence of cholera pandemics.

The Spanish Flu of 1918

Until 1918, public health professionals were state employees or health officials, who, in the United States, belonged to the Navy. In April 1918, Wade Hampton Frost was an officer of the US Public Health Service when surgeon general Rupert Blue charged him with responsibility for the Influenza Pandemic Task Force. Frost conducted a massive house-to-house survey of 18 locations in the US and established the prevalence of infection in the population in the fall of 1918. At one time, the Johns Hopkins University School of Hygiene and Public Health admitted its first students on October 1st, 1918. William Henry Welch, the founder of the School, hired Frost as director of the first department of epidemiology in history in September 1919. Frost once again became the first "professor of epidemiology" in the United States. I know of no evidence of the connection between the flu pandemic and the academicization of epidemiology, and more generally, of public health. Furthermore, Frost is remembered today first and foremost for his work on tuberculosis and not for his studies of the flu pandemic. But both Welch and Frost had been very active in the federal response to the flu pandemic, and by the years 1919-1920 all of Frost's publications were about the flu. In retrospect, then, we can consider that the frightful pandemic of 1918 stimulated the emergence of an academic and parallel extension to the public service dedicated to public health and epidemiology. Almost all subsequent methodological developments in epidemiology were made in public health schools and in academic epidemiology .

Discussion

The examples of the plague, cholera, and influenza of 1918 seem to indicate that these pandemics stimulated the development of new methods in epidemiology. Tuberculosis and HIV / AIDS cases indicate the same phenomenon . Despite the above, it can be argued that pandemics and methodological developments actually have different histories that perhaps only seem to be associated in time.

For example, the memory of methodological developments makes us associate them retrospectively with contemporary pandemics. In favour of the causal connection between pandemics and methodological developments is the absence of counterexamples of minor epidemics that would have stimulated larger methodological developments of equal magnitude to those I described for pandemics. It is conceivable that the critical conditions of a pandemic stimulate a new look at the old methods that failed to prevent disaster. Above all, a common feature of pandemics is the immediate, extraordinary, surrounding and inevitable presence of the death of family members, neighbours and friends. This situation did not occur in epidemics such as smallpox in the 18th century, or in infectious diseases of the 19th century such as diphtheria or measles , or with cancer and cardiovascular diseases of the 20th century. They were true epidemics that caused many deaths and suffering, but they did not stop the movement of society and did not make people urgently reflect on the limits and dead ends of existing methods.

My thesis has yet to be validated by the Covid-19 pandemic. Perhaps we are witnessing a change. Never in the past have we collectively considered what an epidemic curve is, what group immunity is, and how we can act together to modify the progression of infection. But all of us also realized that modest workers became heroes who faced higher mortal risks so that others continued eating and were treated in the health services. Perhaps we emerged from this crisis with greater awareness of the fact that health inequalities are population-based and not individual phenomena. If population thinking became common, it would have enormous consequences for the society that we will build when this painful experience is over.

Note: to broaden the vision on the history of pandemics see the following link https://www.youtube.com/watch?v=G_Z9w1u5yIU&feature=emb_logo; Una mirada a las pandemias del pasado: el cólera y la gripe de 1918, con Alfredo Morabia

La pandemia Covid-19 me ha hecho ver la historia de la epidemiología de manera diferente . Las pandemias son eventos tan impresionantes que pueden ejercer una presión urgente para identificar nuevos modos de investigación y nuevas metodologías para reemplazar los métodos que han fracasado en el pasado. Algunos ejemplos parecen corroborar esta idea.

La plaga

No hay duda de que uno de los acontecimientos más importantes en la historia de la ciencia ocurrió en el siglo XVII, cuando se descubrió el pensamiento poblacional. Todas las ciencias humanas y sociales como la sociología, la demografía, la biología darwiniana, la economía política, las estadísticas y la epidemiología, tienen su origen en el descubrimiento que dicta que los acontecimientos en las poblaciones pueden ser predecibles y tener una probabilidad de ocurrencia. Entonces la ocurrencia de eventos en poblaciones se puede cuantificar, se puede comparar entre las poblaciones y puede ser la fuente de conocimiento científico. Esta verdadera revolución en el pensamiento científico es una consecuencia de los cambios en la sociedad que ocurrieron debido a las pandemias de peste.

Desde la gran pandemia del siglo XIV, los brotes de peste en Europa causaron gran confusión en las ciudades y amenazaron cada vez más a las potencias existentes. Fue el caso de la sociedad monárquica de Inglaterra. En caso de un brote de peste en Londres, los nobles, los ricos y el ejército abandonaban la ciudad, donde sólo quedaban los pobres. La situación se volvió caótica en Londres. Rápidamente quedó claro que había cierta regularidad cronológica en los brotes. Comenzaron con un pequeño pero creciente número de muertes en algunas parroquias antes de extenderse por toda la ciudad. En el siglo XVI la ciudad de Londres comenzó a recopilar datos sobre el número y la ubicación de las muertes por plagas El sistema fue mejorado en el siglo XVII y se extendió a todas las causas de muerte, lo que permite, a finales de siglo, organizar salidas ordenadas desde Londres en caso de un brote de peste, evitando el caos. Estos datos fueron impresos y colocados en las murallas de la ciudad. Se llamaban las "Bills of mortality", carteles de la muerte. En este proceso, se estableció una serie temporal de datos de mortalidad en Londres a lo largo de décadas.

En aquel entonces, sólo los grandes comerciantes sabían analizar datos cuantitativos. Uno de ellos, John Graunt, analizó las cartas de muerte de un período de 50 años. Observó lo que se sabía de la plaga: las muertes fluctuaban cíclicamente aunque lo hicieran de manera irregular. Pero también descubrió algo que nadie había visto o sospechado antes: las muertes por algunas enfermedades, como lo que ahora llamamos tuberculosis, ocurrieron con gran regularidad. Cada año ocurrían más o menos 2,000 muertes por tuberculosis. El número de muertes por esa enfermedad era predecible de un año a otro . No es un fenómeno simple de explicar. A nivel individual, la muerte es un evento aleatorio e impredecible, y las observaciones individuales eran todo lo que los médicos habían tenido hasta entonces. No podían sospechar que las poblaciones tenían características diferentes de los individuos que las formaban.

Entonces, el sistema de vigilancia de los brotes de peste permitió la constitución de una serie temporal de datos cuantitativos por primera vez en la historia de la humanidad. Y estos datos fueron la condición esencial para el descubrimiento del pensamiento poblacional, que es constitutivo de todas las ciencias humanas y sociales.

Cólera

El cólera se convirtió en una enfermedad endémica en ciertas partes de Asia, pero en el siglo XIX el medio de transporte permitió a los enfermos viajar desde, por ejemplo, Bombay, India, a Marsella, Francia, o desde Rotterdam, Holanda, a Nueva York o Cartagena, Colombia. Entonces, comenzaron las pandemias de cólera. La tercera pandemia (1841-1859) llegó a Europa y desde allí se fue a América Central y del Sur. El cólera fue aterrador porque mató al 50% de los casos en pocas horas, debido a la diarrea y los vómitos. En la salud pública emergente, la gente pensaba que una forma de contaminación del aire que huele mal, compuesta por miasmas, causaba esta enfermedad. Los que eran susceptibles murieron, los otros no, pero nadie podía predecir quién era susceptible.

El cólera era tan prioritario para los científicos del siglo XIX que todos se unieron en una sociedad para estudiarlo y combatirlo, lo llamaron la Sociedad Epidemiológica de Londres. Uno de sus miembros, John Snow, se había convencido de que el cólera era causado por algunos organismos vivos diminutos que se transmitían por agua, alimentos o sábanas sucias. Snow realizó un estudio ahora famoso -pero diferente estudio de la investigación del brote de cólera en torno a la bomba de agua de Broad Street-: Snow comparó la mortalidad por cólera de los residentes de las mismas parroquias de Londres pero que compraron su agua de diferentes empresas, una que bombeó agua sucia del Támesis en el centro de Londres, y otra que bombeó agua limpia, también desde el Támesis , pero fuera de Londres. Este fue el primer estudio comparativo basado en la población de esta dimensión, hubo un enorme impacto metodológico en la historia de la epidemiología y fue una consecuencia de las pandemias de cólera.

La gripe española de 1918

Hasta 1918, los profesionales de la salud pública eran empleados estatales o funcionarios de salud que, en los Estados Unidos, pertenecían a la Marina. En abril de 1918, Wade Hampton Frost fue un oficial del Servicio de Salud Pública de los Estados Unidos cuando el cirujano general Rupert Blue lo acusó de responsabilidad por el Grupo de Trabajo contra la Pandemia de Gripe. Frost llevó a cabo un estudio masivo casa por casa de 18 lugares en los Estados Unidos y estableció la prevalencia de infección en la población en el otoño de 1918. En el mismo tiempo, la Escuela de Higiene y Salud Pública de la Universidad Johns Hopkins admitió a sus primeros estudiantes el 1 de octubre de 1918. William Henry Welch, el fundador de la Escuela, contrató a Frost como director del primer departamento de epidemiología en historia en septiembre de 1919. Frost se convirtió una vez más en el primer "profesor de epidemiología" en los Estados Unidos. No conozco ninguna evidencia de la conexión entre la pandemia de gripe y la academicización de la epidemiología, y más en general, de la salud pública. Además, Frost es recordado hoy, ante todo, por su trabajo sobre la tuberculosis y no por sus estudios de la pandemia de gripe. Pero tanto Welch como Frost habían sido muy activos en la respuesta federal a la pandemia de gripe, y para los años 1919-1920 todas las publicaciones de Frost eran sobre la gripe. En retrospectiva, podemos considerar que la espantosa pandemia de 1918 estimuló el surgimiento de una extensión académica y paralela al servicio público dedicado a la salud pública y la epidemiología. Casi todos los avances metodológicos posteriores en epidemiología se realizaron en las escuelas de salud pública y en la epidemiología académica .

Discusión

Los ejemplos de la peste, el cólera y la gripe de 1918 parecen indicar que estas pandemias estimularon el desarrollo de nuevos métodos en la epidemiología. Los casos de tuberculosis y VIH/SIDA indican el mismo fenómeno . A pesar de lo anterior, se puede argumentar que las pandemias y los desarrollos metodológicos en realidad tienen historias diferentes que tal vez sólo parecen estar asociadas con el tiempo.

Por ejemplo, la memoria de los desarrollos metodológicos nos hace asociarlos retrospectivamente con pandemias contemporáneas. A favor de la relación causal entre las pandemias y los desarrollos metodológicos está la ausencia de contraejemplos de epidemias menores que habrían estimulado desarrollos metodológicos más grandes de igual magnitud a los que describí para las pandemias. Es concebible que las condiciones críticas de una pandemia estimulen una nueva mirada a los viejos métodos que no lograron prevenir el desastre. Sobre todo, una característica común de las pandemias es la presencia inmediata, extraordinaria, circundante e inevitable de la muerte de familiares, vecinos y amigos. Esta situación no se produjo en epidemias como la viruela en el siglo XVIII, ni en enfermedades infecciosas del siglo XIX como la difteria o el sarampión , ni con el cáncer y las enfermedades cardiovasculares del siglo XX. Eran verdaderas epidemias que causaron muchas muertes y sufrimientos, pero no detuvieron el movimiento de la sociedad y no hicieron que la gente reflexionara urgentemente sobre los límites y los callejones sin salida de los métodos existentes.

Mi tesis aún no ha sido validada por la pandemia de Covid-19. Tal vez estamos asistiendo a un cambio. Nunca en el pasado hemos considerado colectivamente qué es una curva epidémica, qué es la inmunidad grupal y cómo podemos actuar juntos para modificar la progresión de la infección. Pero todos también nos dimos cuenta de que los trabajadores modestos se convirtieron en héroes que enfrentaban mayores riesgos mortales para que otros siguieran comiendo y fueran tratados en los servicios de salud. Tal vez salimos de esta crisis con mayor conciencia del hecho de que las desigualdades sanitarias se basan en la población y no en fenómenos individuales. Si el pensamiento de la población se hiciera común, tendría enormes consecuencias para la sociedad que construiremos cuando esta dolorosa experiencia haya terminado.

Nota: Para ampliar la visión sobre la historia de las pandemias ver: https://www.youtube.com/watch?v=G_Z9w1u5yIU&feature=emb_logo; Una mirada a las pandemias del pasado: el cólera y la gripe de 1918, con Alfredo Morabia