Dinâmica da Transmissão e Número de Reprodução
A dinâmica da transmissão é o estudo de como um agente infeccioso se espalha por uma população ao longo do tempo, e o número de reprodução é a sua medida sumária central: o número médio de casos secundários que um indivíduo infeccioso gera. Juntos, eles explicam por que algumas introduções de um patógeno desaparecem enquanto outras se transformam em epidemias, e fornecem o arcabouço quantitativo por trás da epidemiologia de doenças infecciosas e do controle de surtos.
Definition
A dinâmica da transmissão descreve o processo em nível populacional pelo qual um agente infeccioso se move de hospedeiros infectados para hospedeiros suscetíveis, caracterizado pelo número de reprodução, pela estrutura de contato e mistura, e pelos intervalos de tempo que separam infecções sucessivas.
Scope
Esta área orienta o leitor para as quantidades centrais da propagação epidêmica: os números de reprodução básico e efetivo e seu comportamento limiar, as rotas pelas quais os agentes passam entre hospedeiros, os modelos de transmissão compartimentais (como o SEIR), a estrutura de contato e mistura que molda quem infecta quem, e as medidas de tempo (intervalo serial, tempo de geração) que ligam a transmissão aos dados de casos observados. Trata-os como conceitos de referência em epidemiologia, não como instruções clínicas.
Sub-topics
Core questions
- Quantas infecções secundárias um caso produz, e isso excede o limiar epidêmico?
- Por quais rotas o agente passa entre os hospedeiros, e como cada rota molda a propagação?
- Como os modelos compartimentais representam o fluxo de indivíduos de estados suscetíveis para infectados e recuperados?
- Como as taxas de contato e os padrões de mistura determinam quem está em risco de infecção?
- Como o tempo das infecções (intervalo serial, tempo de geração) é usado para estimar a transmissibilidade?
Key concepts
- Número de reprodução básico (R0)
- Número de reprodução efetivo (Rt)
- Limiar epidêmico
- Rotas de transmissão
- Modelos compartimentais
- Taxa de contato e mistura
- Intervalo serial e tempo de geração
Key theories
- Teoria epidêmica de ação de massa
- A formulação compartimental de Kermack e McKendrick mostrou que existe um limiar epidêmico: a propagação ocorre apenas quando a densidade de suscetíveis é alta o suficiente para que cada caso se substitua, dando origem ao conceito de limiar que subjaz ao número de reprodução.
- Teoria do número de reprodução de próxima geração
- Diekmann e colegas definiram rigorosamente a razão de reprodução básica R0 como o autovalor dominante de um operador de próxima geração, permitindo que R0 seja calculado consistentemente mesmo em populações heterogêneas com múltiplos tipos de hospedeiros.
Mechanisms
Uma epidemia é impulsionada por cadeias de transmissão: cada hospedeiro infeccioso contata hospedeiros suscetíveis a uma certa taxa, transmite com alguma probabilidade por contato e permanece infeccioso por alguma duração. O número de reprodução resume este produto, e seu valor em relação a um determina se as cadeias de transmissão crescem ou desaparecem. Modelos compartimentais formalizam o fluxo de indivíduos entre estados suscetíveis, (expostos,) infecciosos e recuperados, enquanto a estrutura de contato e mistura determina o padrão realizado de quem infecta quem e as medidas de tempo conectam o processo de infecção não observado às contagens de casos que os registros de vigilância.
Clinical relevance
A compreensão da dinâmica da transmissão sustenta como os sistemas de saúde pública interpretam surtos, estabelecem limiares para intervenção e avaliam se as medidas de controle estão funcionando. Estes são conceitos de referência que descrevem a propagação em nível populacional e a geração de evidências epidemiológicas; não são uma base para decisões individuais de diagnóstico ou tratamento.
Epidemiology
Números de reprodução e modelos de transmissão têm sido aplicados a muitos patógenos, desde análises históricas de sarampo e influenza até a avaliação em tempo real de surtos emergentes como a SARS, onde as estimativas da dinâmica de transmissão informaram a avaliação das medidas de controle. O número de reprodução varia por patógeno, população e ambiente, portanto as estimativas são contextuais em vez de constantes fixas.
History
O estudo matemático da propagação epidêmica foi solidamente estabelecido por Kermack e McKendrick em 1927, cujo teorema do limiar mostrou por que as epidemias começam, atingem o pico e terminam. Ao longo do final do século XX, Anderson e May sintetizaram o campo para ecologistas e epidemiologistas, e Diekmann e colegas deram ao número de reprodução uma definição rigorosa de próxima geração. No início do século XXI, essas ferramentas eram rotineiras na análise de surtos, como na epidemia de SARS de 2003.
Key figures
- William Ogilvy Kermack
- Anderson Gray McKendrick
- Roy Anderson
- Robert May
- Odo Diekmann
- Hans Heesterbeek
Related topics
Seminal works
- kermack-mckendrick-1927
- diekmann-1990
- anderson-may-1991
Frequently asked questions
- O que o número de reprodução indica?
- Ele fornece o número médio de infecções secundárias produzidas por um caso. Quando está acima de um, as infecções tendem a crescer para uma epidemia; quando está abaixo de um, as cadeias de transmissão tendem a desaparecer.
- O número de reprodução é uma propriedade fixa de um patógeno?
- Não. Ele depende do patógeno juntamente com os padrões de contato da população, imunidade e quaisquer medidas de controle, de modo que o mesmo agente pode ter diferentes números de reprodução em diferentes ambientes e ao longo do tempo.