عدد التكاثر الأساسي (R₀) ومعدلات الهجوم

عدد التكاثر الأساسي، ويُكتب R₀، هو متوسط عدد الإصابات الثانوية الناتجة عن حالة مُعدية واحدة تُدخل إلى مجتمع قابل للإصابة بالكامل. ويُقدم هذا العدد، جنبًا إلى جنب مع معدلات الهجوم، التي تحسب نسبة السكان المعرضين الذين يصابون بالعدوى، مقاييس موجزة لعلماء الأوبئة حول مدى قابلية الفيروس للانتقال وما إذا كان التفشي سينمو أم يتلاشى.

Definition

عدد التكاثر الأساسي (R₀) هو العدد المتوقع للحالات الثانوية الناتجة عن فرد مُعدٍ نموذجي واحد في مجتمع قابل للإصابة بالكامل؛ ومعدل الهجوم هو نسبة السكان المعرضين للخطر والمحددين الذين يصابون بالعدوى خلال فترة زمنية محددة.

Scope

يُعرّف هذا الموضوع R₀ وعدد التكاثر الفعال المرتبط به (Rt)، ويشرح شرط العتبة الذي يفصل النمو عن الانحدار، ويُقدم معدلات الهجوم ومعدلات الهجوم الثانوية كمقاييس تراكمية للانتشار. ويتعامل مع هذه المفاهيم كمفاهيم وبائية كمية، ويتناول تفسيرها وقيودها، ولا يقدم عتبات لاتخاذ إجراءات في أي تفشٍ محدد.

Core questions

• ماذا يقيس R₀، وما هي العتبة عند R₀ = 1؟
• كيف يختلف عدد التكاثر الفعال (Rt) عن R₀؟
• ما الذي يحدد قيمة R₀ لفيروس معين وإعداد معين؟
• ما هو معدل الهجوم، وكيف يختلف معدل الهجوم الثانوي عنه؟
• لماذا يمكن أن تختلف قيم R₀ المبلغ عنها لنفس الفيروس على نطاق واسع؟

Key concepts

• عدد التكاثر الأساسي (R0)
• عدد التكاثر الفعال (Rt)
• نظرية العتبة (R = 1)
• معدل الهجوم
• معدل الهجوم الثانوي
• معدل الاتصال، احتمالية الانتقال، ومدة العدوى
• اعتماد R0 على السياق

Mechanisms

يمكن فهم R₀ على أنه نتاج معدل الاتصال بين المضيفين، واحتمالية الانتقال لكل اتصال، ومتوسط مدة العدوى. عندما يتجاوز R₀ الواحد، فإن كل حالة تحل محل نفسها وتنتشر العدوى؛ وعندما يكون أقل من الواحد، تتلاشى سلاسل الانتقال. ومع استنفاد الأفراد القابلين للإصابة بالعدوى أو التطعيم، ينخفض عدد التكاثر الفعال Rt إلى ما دون R₀، وينقلب الوباء بمجرد تجاوز Rt للواحد. نظرًا لأن معدلات الاتصال واحتمالات الانتقال تعتمد على سلوك السكان والبيئة، فإن R₀ ليس ثابتًا بيولوجيًا ثابتًا ولكنه خاصية للفيروس في سياق معين، وهذا هو السبب في اختلاف التقديرات المنشورة. يقيس معدل الهجوم النتيجة التراكمية لهذه الديناميكيات في مجموعة معرضة، ويعزل معدل الهجوم الثانوي الانتقال إلى المخالطين للحالات المعروفة، على سبيل المثال داخل الأسر.

Clinical relevance

أرقام التكاثر ومعدلات الهجوم هي الإحصائيات الموجزة التي يتم من خلالها توصيل التهديد الذي يشكله الفيروس، والتي يتم من خلالها قياس تأثير التدخلات على مستوى السكان. يتم تقديمها هنا لشرح كيفية تحديد كمية قابلية الانتقال وتفسيرها؛ وهي ليست قواعد قرار سريرية ولا تصف المخاطر الفردية أو الإدارة.

Epidemiology

تختلف تقديرات R₀ باختلاف الفيروسات والإعدادات، ويمكن أن يُظهر الفيروس نفسه قيمًا مختلفة في مجموعات سكانية مختلفة، وهي نقطة تم التأكيد عليها في المراجعات النقدية لكيفية تقدير R₀ والإبلاغ عنه. تسمح طرق عدد التكاثر المتغيرة بمرور الوقت بتتبع Rt خلال الوباء، وتوفر الدراسات المنزلية معدلات هجوم ثانوية تحدد كمية الانتقال في مجموعة اتصال محددة، كما هو الحال في التحليل التلوي لانتقال SARS-CoV-2 داخل الأسر.

History

نشأ مفهوم عدد التكاثر من علم الأوبئة الرياضي في أوائل القرن العشرين ونظرية العتبة لنماذج الأوبئة، وتم ترسيخه ككمية تنظيمية مركزية في توليفة أندرسون وماي عام 1991. وقد وسعت طرق تقدير عدد التكاثر المتغير بمرور الوقت خلال الأوبئة الجارية، مثل الإطار الذي قدمه كوري وزملاؤه في عام 2013، المفهوم إلى أداة عملية في الوقت الفعلي، بينما أكدت التعليقات اللاحقة على العناية اللازمة في تفسير قيم R₀.

Debates

ما مدى قابلية مقارنة قيم R₀ المبلغ عنها؟

نظرًا لأن R₀ يعتمد على أنماط الاتصال، وهيكل السكان، وطريقة التقدير بالإضافة إلى الفيروس، فإن القيم المبلغ عنها لنفس المُمْرِض يمكن أن تختلف بشكل كبير؛ يجادل المعلقون بأن R₀ غالبًا ما يُعامل كثابت بيولوجي ثابت بينما هو في الواقع يعتمد على السياق.

Key figures

• Roy Anderson
• Robert May
• Anne Cori
• Christophe Fraser

Seminal works

• anderson-may-1991
• cori-2013

Frequently asked questions

ماذا يعني عندما يكون R₀ أعلى أو أقل من 1؟

إذا كان R₀ أكبر من 1، فإن كل حالة تنتج في المتوسط أكثر من حالة إضافية واحدة ويمكن أن تنتشر العدوى عبر مجتمع قابل للإصابة؛ وإذا كان أقل من 1، فإن سلاسل الانتقال تتقلص ويتلاشى التفشي. ينطبق عدد التكاثر الفعال Rt على نفس العتبة بمجرد بناء المناعة.

لماذا تعطي المصادر قيم R₀ مختلفة لنفس الفيروس؟

لا يعتمد R₀ على الفيروس فحسب، بل يعتمد أيضًا على أنماط الاتصال، وهيكل السكان، والطريقة المستخدمة لتقديره، لذلك فهو يختلف باختلاف الإعداد والدراسة؛ من الأفضل قراءته كملخص يعتمد على السياق بدلاً من كونه رقمًا ثابتًا واحدًا.