Dinámica de pandemias y epidemias

La dinámica epidémica y pandémica describe cómo las infecciones virales aumentan, alcanzan su punto máximo y disminuyen con el tiempo dentro y entre las poblaciones. Una epidemia es un aumento marcado de casos por encima de la línea de base esperada en una comunidad o región; una pandemia es una epidemia que se ha extendido por muchos países o continentes. La forma de un brote a lo largo del tiempo refleja la interacción de la transmisibilidad, la inmunidad acumulada y la estructura y el comportamiento de la población huésped.

Definition

La dinámica epidémica es el estudio de cómo el número de infecciones virales en una población cambia con el tiempo; una epidemia es un aumento de casos claramente por encima del nivel esperado en un área definida, y una pandemia es una epidemia que ocurre en una amplia área geográfica y afecta a una población excepcionalmente grande, típicamente abarcando múltiples países o continentes.

Scope

Este tema cubre los patrones temporales de los brotes virales: la curva epidémica y sus fases, las condiciones para la aparición y el crecimiento, el cambio impulsado por el agotamiento de los susceptibles y la distinción entre epidemias y pandemias. Introduce el modelado compartimental como el marco estándar para describir estas dinámicas y enmarca el material como epidemiología conceptual en lugar de como una guía para manejar cualquier brote específico.

Core questions

• ¿Qué distingue una epidemia de una pandemia?
• ¿Qué muestra una curva epidémica y cuáles son sus fases?
• ¿Qué condiciones permiten que un brote emerja y crezca?
• ¿Por qué las epidemias alcanzan su punto máximo y disminuyen incluso sin inmunidad completa?
• ¿Cómo representan los modelos compartimentales la dinámica epidémica?

Key concepts

• Epidemia versus pandemia
• Curva epidémica y sus fases
• Fase de crecimiento exponencial
• Agotamiento de susceptibles y cambio epidémico
• Modelos compartimentales (SIR/SEIR)
• Número de reproducción efectivo a lo largo del tiempo
• Emergencia y propagación geográfica

Mechanisms

Cuando un virus transmisible se introduce en una población susceptible y su número de reproducción efectivo excede de uno, los casos crecen, a menudo de forma aproximadamente exponencial al principio. A medida que la infección y la inmunidad agotan el grupo de susceptibles, el número de reproducción efectivo disminuye, el crecimiento se ralentiza, la epidemia alcanza su punto máximo y los casos disminuyen, produciendo la curva epidémica característica. Los modelos compartimentales, que dividen la población en clases de susceptibles, (expuestos,) infecciosos y recuperados, formalizan estas dinámicas y vinculan la forma de la curva con parámetros como la tasa de transmisión y el período infeccioso. La propagación geográfica depende de la conectividad entre poblaciones, por lo que un virus suficientemente transmisible introducido en un mundo móvil e interconectado puede pasar de una epidemia local a una pandemia. Las intervenciones y el cambio de comportamiento alteran el número de reproducción efectivo y, por lo tanto, remodelan la curva.

Clinical relevance

La comprensión de la dinámica epidémica y pandémica sustenta la vigilancia, la previsión y la evaluación de cómo las intervenciones podrían modificar la curva epidémica a nivel poblacional. Esta entrada describe la dinámica de los brotes como conceptos epidemiológicos y herramientas de modelado; no es una guía operativa para responder a ninguna epidemia en particular y no aborda la atención individual.

Epidemiology

Los estudios de modelado de la fase temprana de la pandemia de COVID-19 ilustraron cómo los parámetros de transmisión podían utilizarse para la predicción a corto plazo y la previsión de la propagación, mientras que cohortes detalladas de rastreo de contactos caracterizaron cómo la transmisión y la enfermedad se desarrollaron entre los casos y sus contactos. Los modelos compartimentales extendidos para capturar los efectos de la intervención mostraron cómo las medidas a nivel de toda la población podían alterar la trayectoria de una epidemia.

History

La descripción matemática de la dinámica epidémica se remonta a los modelos compartimentales de principios del siglo XX y al teorema de umbral asociado, y fue sintetizada dentro del marco dinámico poblacional más amplio de Anderson y May en 1991. Las pandemias sucesivas, incluidas las pandemias de influenza y la pandemia de COVID-19, impulsaron el rápido desarrollo y la aplicación en tiempo real de herramientas de modelado y pronóstico.

Key figures

• Roy Anderson
• Robert May
• Gabriel Leung
• Joseph Wu

Seminal works

• anderson-may-1991
• wu-2020

Frequently asked questions

¿Cuál es la diferencia entre una epidemia y una pandemia?

Una epidemia es un aumento de casos claramente por encima del nivel esperado dentro de una comunidad o región, mientras que una pandemia es una epidemia que se ha extendido por una amplia área geográfica, típicamente múltiples países o continentes, afectando a una población muy grande. La distinción es de extensión geográfica más que de un mecanismo subyacente diferente.

¿Por qué una epidemia alcanza su punto máximo y disminuye antes de que todos se infecten?

A medida que la infección y la recuperación eliminan a los individuos susceptibles, el número de reproducción efectivo disminuye; una vez que cae por debajo de uno, la epidemia cambia y disminuye, lo que puede ocurrir mucho antes de que toda la población se haya infectado, especialmente cuando el cambio de comportamiento o las intervenciones reducen aún más la transmisión.