Dinamika Penularan dan Angka Reproduksi Dasar

Dinamika penularan menggambarkan bagaimana parasit menyebar melalui populasi inang, dan, untuk parasit yang ditularkan oleh vektor, juga melalui vektor. Angka reproduksi dasar, ditulis R0, merangkum hal ini dalam satu kuantitas: rata-rata jumlah infeksi sekunder yang dihasilkan oleh satu infeksi yang diperkenalkan ke dalam populasi yang sepenuhnya rentan. Apakah R0 melebihi satu menentukan apakah parasit dapat terbentuk dan bertahan.

Definition

Angka reproduksi dasar (R0) adalah perkiraan jumlah infeksi sekunder yang dihasilkan oleh satu infeksi dalam populasi yang sepenuhnya rentan; dinamika penularan adalah proses tingkat populasi di mana infeksi menyebar, bertahan, atau menurun seiring waktu.

Scope

Topik ini mencakup makna R0 dan angka reproduksi efektif terkait, kondisi ambang batas yang memisahkan persistensi dari kepunahan, dan komponen entomologi yang membangun R0 untuk parasit yang ditularkan oleh vektor melalui kapasitas vektorial. Ini membahas bagaimana kuantitas ini diperkirakan dan apa implikasinya untuk target pengendalian; ini adalah materi referensi konseptual daripada panduan pemodelan operasional.

Core questions

• Apa yang diukur R0 dan mengapa nilai satu bertindak sebagai ambang batas?
• Bagaimana populasi inang dan vektor bersama-sama menentukan angka reproduksi parasit yang ditularkan oleh vektor?
• Bagaimana R0 diperkirakan, dan mengapa perkiraan tidak pasti?
• Seberapa jauh penularan harus dikurangi agar parasit menghilang?

Key concepts

• Angka reproduksi dasar (R0)
• Angka reproduksi efektif
• Ambang batas penularan
• Kapasitas vektorial
• Efek kawanan dari pengurangan penularan
• Dinamika rentan-terinfeksi
• Laju inokulasi entomologi

Key theories

Teori ambang batas (R0)

Parasit meningkat ketika R0 melebihi satu dan menurun ketika di bawah satu; tujuan kritis pengendalian adalah mengurangi angka reproduksi efektif di bawah ambang batas ini sehingga setiap infeksi gagal, rata-rata, untuk menggantikan dirinya sendiri.

Kapasitas vektorial

Untuk parasit yang ditularkan oleh vektor, laju munculnya infeksi baru dibangun dari kepadatan vektor per inang, laju gigitan, probabilitas kelangsungan hidup vektor melalui periode inkubasi parasit, dan durasi periode tersebut, menghubungkan entomologi secara langsung ke R0.

Mechanisms

Dalam infeksi yang ditularkan secara langsung, R0 bergantung pada tingkat kontak antar inang, probabilitas penularan per kontak, dan durasi infektivitas. Untuk parasit yang ditularkan oleh vektor, rantai berjalan melalui vektor: inang yang terinfeksi menginfeksi vektor, vektor yang bertahan hidup harus hidup cukup lama agar parasit berkembang, dan vektor tersebut kemudian menginfeksi inang baru. Formulasi Ross-Macdonald menggabungkan langkah-langkah ini ke dalam kapasitas vektorial dan R0, sehingga kepadatan vektor, frekuensi gigitan, dan umur panjang vektor menjadi pengungkit penularan. Karena R0 untuk parasit yang ditularkan oleh vektor bergantung pada kuadrat laju gigitan dan sangat bergantung pada kelangsungan hidup vektor, perubahan entomologi yang sederhana dapat menghasilkan perubahan besar dalam penularan. Ketika individu rentan berkurang atau terlindungi, angka reproduksi efektif turun di bawah R0, dan penularan melambat.

Clinical relevance

Angka reproduksi menjelaskan mengapa beberapa penyakit parasit tetap endemik secara persisten sementara yang lain dapat didorong menuju eliminasi, dan mengapa intensitas penularan, bukan hanya keberadaan parasit, membentuk beban klinis dalam suatu populasi. Ini adalah kerangka kerja penjelasan untuk menafsirkan penularan; ini bukan dasar untuk keputusan diagnostik atau pengobatan individu.

Epidemiology

Angka reproduksi yang diperkirakan untuk penularan malaria yang intens dapat sangat tinggi, yang merupakan salah satu alasan malaria sangat sulit dieliminasi di beberapa bagian Afrika; kerangka kerja yang sama menjelaskan mengapa pengaturan dengan penularan yang lebih rendah lebih mudah ditangani untuk interupsi. Perkiraan sangat bervariasi dengan metode dan pengaturan, sehingga nilai yang dilaporkan sebaiknya dibaca sebagai indikator orde besaran.

History

Ronald Ross memperkenalkan penalaran ambang batas untuk malaria pada awal abad kedua puluh, dan George Macdonald memformalkan komponen entomologi penularan pada tahun 1950-an. Anderson dan May menggeneralisasi teori angka reproduksi di seluruh penyakit menular pada akhir 1970-an, dan tinjauan Dietz tahun 1993 mengkonsolidasikan metode untuk memperkirakan R0, yang kemudian disintesis oleh Ross-Macdonald ke dalam pemodelan penyakit yang ditularkan oleh vektor modern.

Debates

Seberapa andal R0 dapat diperkirakan untuk malaria?

Angka reproduksi untuk malaria sensitif terhadap asumsi tentang kelangsungan hidup vektor, gigitan, dan superinfeksi, dan metode yang berbeda menghasilkan nilai yang sangat berbeda, sehingga makna dan perbandingan perkiraan yang dilaporkan tetap diperdebatkan.

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

Apa artinya jika R0 lebih besar dari satu?

Setiap infeksi menghasilkan rata-rata lebih dari satu infeksi baru dalam populasi yang rentan, sehingga parasit dapat menyebar dan terbentuk; jika R0 di bawah satu, infeksi gagal menggantikan dirinya sendiri dan penularan mati.

Mengapa R0 sangat tinggi untuk malaria di beberapa daerah?

Di mana vektor melimpah, sering menggigit, dan hidup cukup lama untuk menularkan, komponen entomologi kapasitas vektorial berlipat ganda untuk menghasilkan angka reproduksi yang sangat besar, itulah sebabnya pengaturan penularan yang intens adalah yang paling sulit dieliminasi.