ค่าการแพร่พันธุ์พื้นฐาน (R₀) และอัตราการป่วย (Attack Rates)

ค่าการแพร่พันธุ์พื้นฐาน หรือ R₀ คือจำนวนเฉลี่ยของการติดเชื้อทุติยภูมิที่เกิดจากผู้ป่วยติดเชื้อรายเดียวที่เข้าสู่ประชากรที่มีความอ่อนไหวต่อโรคทั้งหมด เมื่อพิจารณาร่วมกับอัตราการป่วย ซึ่งนับสัดส่วนของประชากรที่สัมผัสโรคแล้วติดเชื้อ ค่าเหล่านี้ช่วยให้นักระบาดวิทยามีมาตรวัดที่กระชับว่าไวรัสแพร่เชื้อได้ง่ายเพียงใด และการระบาดจะขยายตัวหรือลดลง

Definition

ค่าการแพร่พันธุ์พื้นฐาน (R₀) คือจำนวนผู้ป่วยทุติยภูมิที่คาดว่าจะเกิดขึ้นจากผู้ป่วยติดเชื้อทั่วไปหนึ่งรายในประชากรที่มีความอ่อนไหวต่อโรคทั้งหมด; อัตราการป่วยคือสัดส่วนของประชากรกลุ่มเสี่ยงที่กำหนดไว้ซึ่งเกิดการติดเชื้อในช่วงเวลาที่กำหนด

Scope

หัวข้อนี้ให้คำจำกัดความของ R₀ และค่าการแพร่พันธุ์ที่มีผล (Rt) ที่เกี่ยวข้อง อธิบายเงื่อนไขเกณฑ์ที่แยกการเติบโตจากการลดลง และแนะนำอัตราการป่วยและอัตราการป่วยทุติยภูมิเป็นมาตรวัดการแพร่กระจายแบบสะสม หัวข้อนี้จะพิจารณาแนวคิดเหล่านี้ในฐานะแนวคิดทางระบาดวิทยาเชิงปริมาณ กล่าวถึงการตีความและข้อจำกัด และไม่ได้กำหนดเกณฑ์สำหรับการดำเนินการในการระบาดใดๆ โดยเฉพาะ

Core questions

• R₀ วัดอะไร และเกณฑ์ที่ R₀ = 1 คืออะไร?
• ค่าการแพร่พันธุ์ที่มีผล (Rt) แตกต่างจาก R₀ อย่างไร?
• อะไรเป็นตัวกำหนดค่า R₀ สำหรับไวรัสและสภาพแวดล้อมที่กำหนด?
• อัตราการป่วยคืออะไร และอัตราการป่วยทุติยภูมิแตกต่างจากอัตราการป่วยอย่างไร?
• ทำไมค่า R₀ ที่รายงานสำหรับไวรัสชนิดเดียวกันจึงแตกต่างกันอย่างมาก?

Key concepts

• ค่าการแพร่พันธุ์พื้นฐาน (R0)
• ค่าการแพร่พันธุ์ที่มีผล (Rt)
• ทฤษฎีเกณฑ์ (R = 1)
• อัตราการป่วย
• อัตราการป่วยทุติยภูมิ
• อัตราการสัมผัส ความน่าจะเป็นของการแพร่เชื้อ และระยะเวลาการแพร่เชื้อ
• การขึ้นอยู่กับบริบทของ R0

Mechanisms

R₀ สามารถเข้าใจได้ว่าเป็นผลคูณของอัตราการสัมผัสระหว่างโฮสต์ ความน่าจะเป็นของการแพร่เชื้อต่อการสัมผัสหนึ่งครั้ง และระยะเวลาเฉลี่ยของการแพร่เชื้อ เมื่อ R₀ เกินหนึ่ง ผู้ป่วยแต่ละรายจะแพร่เชื้อให้ผู้อื่นมากกว่าหนึ่งราย และการติดเชื้อจะแพร่กระจาย; เมื่อ R₀ ต่ำกว่าหนึ่ง สายโซ่การแพร่เชื้อจะหมดไป เมื่อจำนวนผู้ที่อ่อนไหวต่อโรคลดลงจากการติดเชื้อหรือการฉีดวัคซีน ค่าการแพร่พันธุ์ที่มีผล (Rt) จะลดลงต่ำกว่า R₀ และการระบาดจะเปลี่ยนทิศทางเมื่อ Rt ข้ามหนึ่ง เนื่องจากอัตราการสัมผัสและความน่าจะเป็นของการแพร่เชื้อขึ้นอยู่กับพฤติกรรมและสภาพแวดล้อมของประชากร R₀ จึงไม่ใช่ค่าคงที่ทางชีวภาพที่ตายตัว แต่เป็นคุณสมบัติของไวรัสในบริบทเฉพาะ ซึ่งเป็นเหตุผลที่ประมาณการที่เผยแพร่แตกต่างกันไป อัตราการป่วยจะวัดผลลัพธ์สะสมของพลวัตเหล่านี้ในกลุ่มที่สัมผัสโรค และอัตราการป่วยทุติยภูมิจะแยกการแพร่เชื้อไปยังผู้สัมผัสของผู้ป่วยที่ทราบ เช่น ภายในครัวเรือน

Clinical relevance

ค่าการแพร่พันธุ์และอัตราการป่วยเป็นสถิติสรุปที่ใช้ในการสื่อสารภัยคุกคามที่เกิดจากไวรัส และใช้ในการประเมินผลกระทบของการแทรกแซงในระดับประชากร ข้อมูลเหล่านี้ถูกนำเสนอที่นี่เพื่ออธิบายวิธีการวัดและตีความความสามารถในการแพร่เชื้อ; ไม่ใช่กฎการตัดสินใจทางคลินิกและไม่ได้อธิบายความเสี่ยงหรือการจัดการส่วนบุคคล

Epidemiology

ประมาณการของ R₀ แตกต่างกันไปในแต่ละไวรัสและสภาพแวดล้อม และไวรัสชนิดเดียวกันสามารถแสดงค่าที่แตกต่างกันในประชากรที่แตกต่างกัน ซึ่งเป็นจุดที่เน้นย้ำในการทบทวนเชิงวิพากษ์เกี่ยวกับวิธีการประมาณและรายงาน R₀ วิธีการคำนวณค่าการแพร่พันธุ์ที่เปลี่ยนแปลงตามเวลาช่วยให้สามารถติดตาม Rt ได้ตลอดการระบาด และการศึกษาในครัวเรือนให้ข้อมูลอัตราการป่วยทุติยภูมิที่วัดปริมาณการแพร่เชื้อในกลุ่มผู้สัมผัสที่กำหนด เช่น ในการวิเคราะห์อภิมานของการแพร่เชื้อ SARS-CoV-2 ในครัวเรือน

History

แนวคิดเรื่องค่าการแพร่พันธุ์เติบโตมาจากการระบาดวิทยาทางคณิตศาสตร์ในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 และทฤษฎีเกณฑ์ของแบบจำลองการระบาด และได้รับการรวบรวมเป็นปริมาณการจัดระเบียบหลักในการสังเคราะห์ของ Anderson และ May ในปี 1991 วิธีการประมาณค่าการแพร่พันธุ์ที่เปลี่ยนแปลงตามเวลาในระหว่างการระบาดที่กำลังดำเนินอยู่ เช่น กรอบงานที่ Cori และเพื่อนร่วมงานนำเสนอในปี 2013 ได้ขยายแนวคิดนี้ให้เป็นเครื่องมือที่ใช้งานได้จริงแบบเรียลไทม์ ในขณะที่ความคิดเห็นในภายหลังเน้นย้ำถึงความระมัดระวังที่จำเป็นในการตีความค่า R₀

Debates

ค่า R₀ ที่รายงานสามารถเปรียบเทียบกันได้มากน้อยเพียงใด?

เนื่องจาก R₀ ขึ้นอยู่กับรูปแบบการสัมผัส โครงสร้างประชากร และวิธีการประมาณค่า รวมถึงไวรัสด้วย ค่าที่รายงานสำหรับเชื้อโรคชนิดเดียวกันจึงอาจแตกต่างกันอย่างมาก ผู้แสดงความคิดเห็นโต้แย้งว่า R₀ มักถูกมองว่าเป็นค่าคงที่ทางชีวภาพที่ตายตัว ทั้งที่จริงแล้วขึ้นอยู่กับบริบท

Key figures

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

Seminal works

• anderson-may-1991
• cori-2013

Frequently asked questions

หมายความว่าอย่างไรเมื่อ R₀ สูงกว่าหรือต่ำกว่า 1?

หาก R₀ มากกว่า 1 ผู้ป่วยแต่ละรายโดยเฉลี่ยจะแพร่เชื้อให้ผู้อื่นมากกว่าหนึ่งราย และการติดเชื้อสามารถแพร่กระจายไปทั่วประชากรที่อ่อนไหวต่อโรคได้; หากต่ำกว่า 1 สายโซ่การแพร่เชื้อจะหดตัวลงและการระบาดจะจางหายไป ค่าการแพร่พันธุ์ที่มีผล (Rt) ใช้เกณฑ์เดียวกันเมื่อภูมิคุ้มกันได้เกิดขึ้นแล้ว

ทำไมแหล่งข้อมูลจึงให้ค่า R₀ ที่แตกต่างกันสำหรับไวรัสชนิดเดียวกัน?

R₀ ไม่ได้ขึ้นอยู่กับไวรัสเท่านั้น แต่ยังขึ้นอยู่กับรูปแบบการสัมผัส โครงสร้างประชากร และวิธีการที่ใช้ในการประมาณค่า ดังนั้นจึงแตกต่างกันไปตามสภาพแวดล้อมและการศึกษา; ควรอ่านค่านี้เป็นข้อมูลสรุปที่ขึ้นอยู่กับบริบทมากกว่าเป็นตัวเลขคงที่เพียงค่าเดียว