عدد التكاثر الأساسي والعتبة

عدد التكاثر الأساسي، ويُكتب R0، هو متوسط عدد الإصابات الثانوية التي يولدها فرد معدٍ نموذجي واحد في مجتمع معرض للإصابة بالكامل. السمة المميزة له هي عتبة عند الواحد: عندما يتجاوز R0 الواحد، يمكن لمسبّب المرض الذي يدخل إلى مجتمع أن ينتشر، بينما عندما يكون R0 أقل من الواحد، تميل سلاسل الانتقال إلى التلاشي. هذه الكمية الواحدة تنظم الكثير من كيفية تفكير علماء الأوبئة حول ما إذا كان المرض سينتشر ومدى سرعة انتشاره.

Definition

عدد التكاثر الأساسي (R0) هو العدد المتوقع للحالات الثانوية الناتجة عن حالة إصابة واحدة تدخل إلى مجتمع معرض للإصابة بالكامل؛ يمكن للوباء أن ينمو فقط عندما يكون R0 أكبر من واحد.

Scope

يتناول هذا المدخل تعريف R0، ونظرية العتبة التي تمنحه معناه، والتمييز بين عدد التكاثر الأساسي وعدد التكاثر الفعال الذي يتغير مع انخفاض قابلية الإصابة، ونهج الجيل التالي المستخدم لحساب R0 في المجتمعات المهيكلة. إنه موضوع منهجي ومفاهيمي، وليس إرشادات سريرية.

Core questions

• ماذا يحسب R0 بالضبط، وتحت أي افتراضات؟
• لماذا تعمل القيمة واحد كعتبة وبائية؟
• كيف يختلف عدد التكاثر الفعال عن R0 مع اكتساب السكان للمناعة؟
• كيف يتم حساب R0 عندما يختلف المضيفون في معدلات الاتصال أو الانتقال لديهم؟

Key concepts

• عدد التكاثر الأساسي (R0)
• عدد التكاثر الفعال (Rt)
• عتبة الوباء (R = 1)
• عتبة مناعة القطيع
• مصفوفة الجيل التالي
• استنزاف المعرضين للإصابة

Key theories

نظرية العتبة

أظهر كيرماك ومكيندريك أن الوباء يتطلب أن تتجاوز كثافة المعرضين للإصابة قيمة حرجة، مما يؤسس لمبدأ العتبة الذي ينص على أن العدوى التي تدخل لا تنمو إلا عندما تحل كل حالة محل نفسها بأكثر من مرة.

تعريف عامل الجيل التالي

عرّف دايكمان وزملاؤه R0 على أنه القيمة الذاتية المهيمنة لعامل الجيل التالي، مما يعطي معنى دقيقًا وقابلاً للحساب لعدد التكاثر في المجتمعات غير المتجانسة والمقسمة إلى فئات.

Mechanisms

يمكن اعتبار R0 نتاج معدل الاتصال، واحتمالية الانتقال لكل اتصال، ومدة العدوى في مجتمع معرض للإصابة بالكامل. مع تقدم الوباء، ينخفض عدد الأفراد المعرضين للإصابة وينخفض عدد التكاثر المحقق إلى ما دون R0؛ يتتبع عدد التكاثر الفعال هذا، ويبلغ الوباء ذروته عندما يتجاوز الواحد. في المجتمعات التي يختلف فيها الأفراد في الاتصال أو قابلية الانتقال، يتم الحصول على R0 كقيمة ذاتية مهيمنة لمصفوفة الجيل التالي التي تسجل عدد الإصابات التي ينتجها كل نوع في كل نوع آخر. كما تنتج علاقة العتبة أيضًا نسبة مناعة القطيع، وهي حصة السكان التي يجب أن تكون محصنة لخفض التكاثر الفعال إلى ما دون الواحد.

Clinical relevance

يحدد عدد التكاثر كيفية تقييم محللي الصحة العامة لما إذا كان تفشي المرض يتزايد ومقدار المناعة أو تقليل الاتصال اللازم لوقفه. إنه مفهوم مرجعي يصف انتشار السكان وليس أساسًا لقرارات التشخيص أو العلاج الفردية.

Epidemiology

تختلف قيم R0 المقدرة على نطاق واسع عبر مسببات الأمراض والإعدادات وتعتمد على هيكل الاتصال والأساليب المستخدمة، لذا فإن الأرقام المنشورة تُقرأ على أفضل وجه على أنها تقديرات خاصة بالإعداد وليست ثوابت عالمية. وقد طُبق هذا الإطار من التحليلات الكلاسيكية لعدوى الأطفال إلى تقييمات التفشي الناشئة.

History

تعود فكرة العتبة إلى نظرية الأوبئة لكيرماك ومكيندريك عام 1927. وقد تم توحيد المصطلح والترميز لعدد التكاثر الأساسي في أواخر القرن العشرين، حيث قام أندرسون وماي بتعميم R0 في بيئة الأمراض المعدية، وقدم دايكمان وزملاؤه التعريف الدقيق للجيل التالي الذي جعله قابلاً للحساب في المجتمعات المهيكلة.

Debates

هل R0 رقم واحد محدد جيدًا؟

نظرًا لأن R0 يعتمد على هيكل النموذج، وتغاير المضيف المفترض، وطريقة الحساب، يمكن أن ينتج عن نفس التفشي تقديرات مختلفة لـ R0؛ يقلل تعريف الجيل التالي من هذا الغموض ولكنه لا يزيله، لذا يجب قراءة القيم المبلغ عنها مع افتراضاتها.

Key figures

• William Ogilvy Kermack
• Anderson Gray McKendrick
• Odo Diekmann
• Hans Heesterbeek
• Roy Anderson
• Robert May

Seminal works

• kermack-mckendrick-1927
• diekmann-1990
• anderson-may-1991

Frequently asked questions

ما الفرق بين R0 وعدد التكاثر الفعال؟

يفترض R0 أن الجميع معرضون للإصابة، بينما يعكس عدد التكاثر الفعال المستوى الحالي من قابلية الإصابة والتحكم؛ ينخفض العدد الفعال إلى ما دون R0 مع بناء المناعة وتفعيل التدخلات.

هل يعني ارتفاع R0 دائمًا مرضًا أكثر خطورة؟

ليس بالضرورة. يقيس R0 قابلية الانتقال، وليس الشدة؛ قد تكون العدوى شديدة الانتقال خفيفة، بينما قد تسبب العدوى الأقل انتقالًا نتائج وخيمة.