Número Básico de Reprodução e Limiar

O número básico de reprodução, escrito R0, é o número médio de infecções secundárias que um indivíduo infeccioso típico gera em uma população totalmente suscetível. Sua característica definidora é um limiar em um: quando R0 excede um, um patógeno introduzido em uma população pode se espalhar, enquanto quando R0 está abaixo de um, as cadeias de transmissão tendem a desaparecer. Essa única quantidade organiza grande parte de como os epidemiologistas raciocinam sobre se e quão rápido uma doença se espalhará.

Definition

O número básico de reprodução (R0) é o número esperado de casos secundários produzidos por um único caso infeccioso introduzido em uma população inteiramente suscetível; uma epidemia só pode crescer quando R0 é maior que um.

Scope

Esta entrada abrange a definição de R0, o teorema do limiar que lhe confere seu significado, a distinção entre o número básico de reprodução e o número de reprodução efetivo que muda à medida que a suscetibilidade diminui, e a abordagem de próxima geração usada para calcular R0 em populações estruturadas. É um tópico metodológico e conceitual, não uma orientação clínica.

Core questions

• O que exatamente o R0 conta e sob quais suposições?
• Por que o valor um atua como um limiar epidêmico?
• Como o número de reprodução efetivo difere do R0 à medida que uma população ganha imunidade?
• Como o R0 é calculado quando os hospedeiros diferem em suas taxas de contato ou transmissão?

Key concepts

• Número básico de reprodução (R0)
• Número de reprodução efetivo (Rt)
• Limiar epidêmico (R = 1)
• Limiar de imunidade de rebanho
• Matriz de próxima geração
• Esgotamento de suscetíveis

Key theories

Teorema do limiar

Kermack e McKendrick mostraram que uma epidemia requer que a densidade de suscetíveis exceda um valor crítico, estabelecendo o princípio do limiar de que uma infecção introduzida cresce apenas quando cada caso mais do que se substitui.

Definição do operador de próxima geração

Diekmann e colegas definiram R0 como o autovalor dominante do operador de próxima geração, dando um significado preciso e computável ao número de reprodução em populações heterogêneas e estruturadas em compartimentos.

Mechanisms

R0 pode ser pensado como o produto da taxa de contato, da probabilidade de transmissão por contato e da duração da infecciosidade em uma população de outra forma totalmente suscetível. À medida que uma epidemia avança, os suscetíveis são esgotados e o número de reprodução realizado cai abaixo de R0; o número de reprodução efetivo acompanha isso, e a epidemia atinge o pico quando cruza um. Em populações onde os indivíduos diferem em contato ou transmissibilidade, R0 é obtido como o autovalor dominante de uma matriz de próxima geração que registra quantas infecções cada tipo produz em cada outro tipo. A relação de limiar também produz a fração de imunidade de rebanho, a parcela da população que deve ser imune para que a reprodução efetiva fique abaixo de um.

Clinical relevance

O número de reprodução enquadra como os analistas de saúde pública julgam se um surto está crescendo e quanta imunidade ou redução de contato seria necessária para detê-lo. É um conceito de referência que descreve a disseminação populacional e não é uma base para decisões individuais de diagnóstico ou tratamento.

Epidemiology

Os valores estimados de R0 diferem amplamente entre patógenos e contextos e dependem da estrutura de contato e dos métodos utilizados, portanto, os números publicados são melhor lidos como estimativas específicas do contexto, em vez de constantes universais. A estrutura foi aplicada desde análises clássicas de infecções infantis até avaliações de surtos emergentes.

History

A ideia do limiar data da teoria epidêmica de Kermack e McKendrick de 1927. O termo e a notação para o número básico de reprodução foram consolidados no final do século XX, com Anderson e May popularizando R0 na ecologia de doenças infecciosas e Diekmann e colegas fornecendo a rigorosa definição de próxima geração que o tornou computável em populações estruturadas.

Debates

R0 é um único número bem definido?

Como R0 depende da estrutura do modelo, da heterogeneidade do hospedeiro assumida e do método de cálculo, o mesmo surto pode produzir diferentes estimativas de R0; a definição de próxima geração reduz, mas não elimina essa ambiguidade, portanto, os valores relatados devem ser lidos com suas suposições.

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

Qual é a diferença entre R0 e o número de reprodução efetivo?

R0 assume que todos são suscetíveis, enquanto o número de reprodução efetivo reflete o nível atual de suscetibilidade e controle; o número efetivo cai abaixo de R0 à medida que a imunidade se desenvolve e as intervenções são implementadas.

Um R0 mais alto sempre significa uma doença mais perigosa?

Não necessariamente. R0 mede a transmissibilidade, não a gravidade; uma infecção altamente transmissível pode ser leve, enquanto uma menos transmissível pode causar resultados graves.