پویایی انتقال و عدد پایه تولید مثل

پویایی انتقال چگونگی گسترش یک انگل در جمعیت میزبان‌ها و، برای انگل‌های منتقل‌شونده توسط ناقل، در ناقل‌ها را نیز توصیف می‌کند. عدد پایه تولید مثل، که با R0 نشان داده می‌شود، این مفهوم را در یک کمیت واحد خلاصه می‌کند: میانگین تعداد عفونت‌های ثانویه تولید شده توسط یک عفونت که وارد جمعیتی کاملاً مستعد می‌شود. اینکه آیا R0 از یک فراتر رود، تعیین می‌کند که آیا یک انگل می‌تواند مستقر شده و پایدار بماند یا خیر.

Definition

عدد پایه تولید مثل (R0) تعداد مورد انتظار عفونت‌های ثانویه تولید شده توسط یک عفونت منفرد در جمعیتی است که در غیر این صورت کاملاً مستعد است؛ پویایی انتقال فرآیندهای در سطح جمعیت است که از طریق آن عفونت در طول زمان گسترش می‌یابد، پایدار می‌ماند یا کاهش می‌یابد.

Scope

این موضوع به معنای R0 و عدد تولید مثل مؤثر مرتبط با آن، شرط آستانه‌ای که پایداری را از محو شدن جدا می‌کند، و اجزای حشره‌شناسی که R0 را برای انگل‌های منتقل‌شونده توسط ناقل از طریق ظرفیت ناقلی می‌سازند، می‌پردازد. این موضوع به چگونگی تخمین این کمیت‌ها و آنچه که برای اهداف کنترل دلالت دارند، می‌پردازد؛ این یک ماده مرجع مفهومی است تا راهنمای مدل‌سازی عملیاتی.

Core questions

• R0 چه چیزی را اندازه‌گیری می‌کند و چرا مقدار یک به عنوان یک آستانه عمل می‌کند؟
• چگونه جمعیت‌های میزبان و ناقل با هم عدد تولید مثل یک انگل منتقل‌شونده توسط ناقل را تعیین می‌کنند؟
• R0 چگونه تخمین زده می‌شود و چرا تخمین‌ها نامطمئن هستند؟
• انتقال تا چه حد باید کاهش یابد تا یک انگل محو شود؟

Key concepts

• عدد پایه تولید مثل (R0)
• عدد تولید مثل مؤثر
• آستانه انتقال
• ظرفیت ناقلی
• اثر گله‌ای کاهش انتقال
• پویایی مستعد-آلوده
• نرخ تلقیح حشره‌شناسی

Key theories

نظریه آستانه (R0)

یک انگل زمانی افزایش می‌یابد که R0 از یک فراتر رود و زمانی کاهش می‌یابد که کمتر از یک باشد؛ هدف حیاتی کنترل کاهش عدد تولید مثل مؤثر به زیر این آستانه است تا هر عفونت، به طور متوسط، نتواند خود را جایگزین کند.

ظرفیت ناقلی

برای انگل‌های منتقل‌شونده توسط ناقل، نرخی که عفونت‌های جدید ایجاد می‌شوند از تراکم ناقل در هر میزبان، نرخ گزش، احتمال بقای ناقل در طول دوره کمون انگل، و مدت زمان آن دوره ساخته می‌شود، که حشره‌شناسی را مستقیماً به R0 مرتبط می‌کند.

Mechanisms

در یک عفونت با انتقال مستقیم، R0 به نرخ تماس بین میزبان‌ها، احتمال انتقال در هر تماس، و مدت زمان عفونت‌زایی بستگی دارد. برای انگل‌های منتقل‌شونده توسط ناقل، زنجیره از طریق ناقل می‌گذرد: یک میزبان آلوده ناقل‌ها را آلوده می‌کند، ناقل‌های زنده مانده باید به اندازه کافی عمر کنند تا انگل رشد کند، و سپس آن ناقل‌ها میزبان‌های جدید را آلوده می‌کنند. فرمولاسیون راس-مک‌دونالد این مراحل را در ظرفیت ناقلی و R0 ترکیب می‌کند، به طوری که تراکم ناقل، فرکانس گزش، و طول عمر ناقل به اهرم‌های انتقال تبدیل می‌شوند. از آنجا که R0 برای انگل‌های منتقل‌شونده توسط ناقل به مربع نرخ گزش و به شدت به بقای ناقل بستگی دارد، تغییرات حشره‌شناسی متوسط می‌تواند تغییرات بزرگی در انتقال ایجاد کند. با کاهش یا محافظت از افراد مستعد، عدد تولید مثل مؤثر به زیر R0 کاهش می‌یابد و انتقال کند می‌شود.

Clinical relevance

اعداد تولید مثل توضیح می‌دهند که چرا برخی بیماری‌های انگلی به طور سرسختانه بومی باقی می‌مانند در حالی که برخی دیگر را می‌توان به سمت حذف سوق داد، و چرا شدت انتقال، نه فقط وجود یک انگل، بار بالینی را در یک جمعیت شکل می‌دهد. این یک چارچوب توضیحی برای تفسیر انتقال است؛ مبنایی برای تصمیمات تشخیصی یا درمانی فردی نیست.

Epidemiology

اعداد تولید مثل تخمین زده شده برای انتقال شدید مالاریا می‌تواند بسیار بالا باشد، که یکی از دلایلی است که حذف مالاریا در بخش‌هایی از آفریقا بسیار دشوار بوده است؛ همین چارچوب توضیح می‌دهد که چرا محیط‌هایی با انتقال کمتر اهداف قابل کنترل‌تری برای قطع انتقال هستند. تخمین‌ها با روش و محیط به طور گسترده‌ای متفاوت است، بنابراین مقادیر گزارش شده بهتر است به عنوان شاخص‌های مرتبه بزرگی خوانده شوند.

History

رونالد راس استدلال آستانه‌ای را برای مالاریا در اوایل قرن بیستم معرفی کرد، و جورج مک‌دونالد اجزای حشره‌شناسی انتقال را در دهه 1950 رسمی کرد. اندرسون و می نظریه عدد تولید مثل را در سراسر بیماری‌های عفونی در اواخر دهه 1970 تعمیم دادند، و بررسی دیتز در سال 1993 روش‌های تخمین R0 را تثبیت کرد، که سنتز بعدی راس-مک‌دونالد آن را به مدل‌سازی مدرن بیماری‌های منتقل‌شونده توسط ناقل وارد کرد.

Debates

R0 برای مالاریا چقدر قابل اعتماد قابل تخمین است؟

اعداد تولید مثل برای مالاریا به فرضیات مربوط به بقای ناقل، گزش، و عفونت‌های چندگانه حساس هستند، و روش‌های مختلف مقادیر بسیار متفاوتی را به دست می‌دهند، بنابراین معنا و قابلیت مقایسه تخمین‌های گزارش شده همچنان مورد بحث است.

Key figures

• Ronald Ross
• George Macdonald
• Roy Anderson
• Robert May
• Klaus Dietz

Seminal works

• anderson-may-1979
• anderson-may-1991
• smith-2012-ross-macdonald

Frequently asked questions

اگر R0 بزرگتر از یک باشد به چه معناست؟

هر عفونت به طور متوسط بیش از یک عفونت جدید در یک جمعیت مستعد تولید می‌کند، بنابراین انگل می‌تواند گسترش یابد و مستقر شود؛ اگر R0 کمتر از یک باشد، عفونت‌ها نمی‌توانند خود را جایگزین کنند و انتقال از بین می‌رود.

چرا R0 برای مالاریا در برخی مناطق بسیار بالا است؟

در جایی که ناقل‌ها فراوان هستند، به طور مکرر گزش می‌کنند، و به اندازه کافی عمر می‌کنند تا انتقال دهند، اجزای حشره‌شناسی ظرفیت ناقلی با هم ضرب می‌شوند تا اعداد تولید مثل بسیار بزرگی تولید کنند، به همین دلیل محیط‌های با انتقال شدید سخت‌ترین مکان‌ها برای حذف هستند.