Базовое репродуктивное число (R₀) и показатели поражения

Базовое репродуктивное число, обозначаемое как R₀, — это среднее количество вторичных инфекций, производимых одним инфицированным человеком, попавшим в полностью восприимчивую популяцию. Вместе с показателями поражения (attack rates), которые отражают долю подвергшейся воздействию популяции, которая становится инфицированной, оно дает эпидемиологам компактные меры того, насколько вирус трансмиссивен и будет ли вспышка расти или угасать.

Definition

Базовое репродуктивное число (R₀) — это ожидаемое количество вторичных случаев, генерируемых одним типичным инфицированным индивидуумом в полностью восприимчивой популяции; показатель поражения — это доля определенной популяции риска, у которой развивается инфекция в течение заданного периода.

Scope

Эта тема определяет R₀ и связанное с ним эффективное репродуктивное число (Rt), объясняет пороговое условие, разделяющее рост и спад, а также вводит показатели поражения и вторичные показатели поражения как кумулятивные меры распространения. Она рассматривает их как количественные эпидемиологические концепции, затрагивает их интерпретацию и ограничения, и не предоставляет пороговых значений для действий в какой-либо конкретной вспышке.

Core questions

• Что измеряет R₀, и каков пороговый уровень при R₀ = 1?
• Чем эффективное репродуктивное число (Rt) отличается от R₀?
• Что определяет значение R₀ для данного вируса и условий?
• Что такое показатель поражения, и чем вторичный показатель поражения отличается от него?
• Почему сообщаемые значения R₀ для одного и того же вируса могут так сильно различаться?

Key concepts

• Базовое репродуктивное число (R0)
• Эффективное репродуктивное число (Rt)
• Пороговая теорема (R = 1)
• Показатель поражения
• Вторичный показатель поражения
• Частота контактов, вероятность передачи и продолжительность инфекционности
• Зависимость R0 от контекста

Mechanisms

R₀ можно понимать как произведение частоты контактов между хозяевами, вероятности передачи при контакте и средней продолжительности инфекционности. Когда R₀ превышает единицу, каждый случай более чем воспроизводит себя, и инфекция распространяется; когда оно ниже единицы, цепи передачи затухают. По мере истощения восприимчивых индивидуумов из-за инфекции или вакцинации эффективное репродуктивное число Rt падает ниже R₀, и эпидемия идет на спад, как только Rt пересекает единицу. Поскольку частота контактов и вероятности передачи зависят от поведения населения и условий, R₀ не является фиксированной биологической константой, а свойством вируса в конкретном контексте, поэтому опубликованные оценки варьируются. Показатель поражения измеряет кумулятивный результат этой динамики в подвергшейся воздействию группе, а вторичный показатель поражения изолирует передачу контактам известных случаев, например, внутри домохозяйств.

Clinical relevance

Репродуктивные числа и показатели поражения — это сводные статистические данные, с помощью которых сообщается об угрозе, исходящей от вируса, и оценивается влияние вмешательств на популяционном уровне. Они представлены здесь для объяснения того, как количественно оценивается и интерпретируется трансмиссивность; они не являются правилами клинического решения и не описывают индивидуальный риск или лечение.

Epidemiology

Оценки R₀ варьируются в зависимости от вирусов и условий, и один и тот же вирус может показывать разные значения в разных популяциях, что подчеркивается в критических обзорах того, как R₀ оценивается и сообщается. Методы репродуктивного числа, изменяющегося во времени, позволяют отслеживать Rt на протяжении эпидемии, а исследования домохозяйств предоставляют вторичные показатели поражения, которые количественно оценивают передачу в определенной контактной группе, как, например, в метаанализе передачи SARS-CoV-2 в домохозяйствах.

History

Концепция репродуктивного числа выросла из математической эпидемиологии начала двадцатого века и пороговой теоремы эпидемических моделей, и была консолидирована как центральная организующая величина в синтезе Андерсона и Мэя 1991 года. Методы оценки репродуктивного числа, изменяющегося во времени, во время текущих эпидемий, такие как рамки, предложенные Кори и коллегами в 2013 году, расширили концепцию до практического инструмента реального времени, в то время как более поздние комментарии подчеркивали осторожность, необходимую при интерпретации значений R₀.

Debates

Насколько сопоставимы сообщаемые значения R₀?

Поскольку R₀ зависит от характера контактов, структуры популяции и метода оценки, а также от вируса, значения, сообщаемые для одного и того же патогена, могут существенно различаться; комментаторы утверждают, что R₀ часто рассматривается как фиксированная биологическая константа, хотя на самом деле оно зависит от контекста.

Key figures

• Roy Anderson
• Robert May
• Anne Cori
• Christophe Fraser

Seminal works

• anderson-may-1991
• cori-2013

Frequently asked questions

Что означает, когда R₀ выше или ниже 1?

Если R₀ больше 1, каждый случай в среднем производит более одного последующего случая, и инфекция может распространяться в восприимчивой популяции; если оно ниже 1, цепи передачи сокращаются, и вспышка затухает. Эффективное репродуктивное число Rt применяет тот же порог после формирования иммунитета.

Почему источники дают разные значения R₀ для одного и того же вируса?

R₀ зависит не только от вируса, но и от характера контактов, структуры популяции и метода, используемого для его оценки, поэтому оно варьируется в зависимости от условий и исследования; его лучше рассматривать как контекстно-зависимую сводку, а не как одно фиксированное число.