อัตราการสัมผัสและรูปแบบการผสมผสาน

การแพร่เชื้อต้องอาศัยการสัมผัสระหว่างผู้ติดเชื้อและผู้ที่อ่อนแอต่อการติดเชื้อ ดังนั้น อัตราที่ผู้คนมีการสัมผัสที่อาจก่อให้เกิดการติดเชื้อ และรูปแบบของการผสมผสานว่าใครผสมกับใคร จึงเป็นปัจจัยสำคัญที่กำหนดว่าโรคจะแพร่กระจายอย่างไร ผู้คนไม่ได้ผสมผสานกันแบบสุ่ม: การสัมผัสมีโครงสร้างที่ชัดเจนตามอายุ สถานที่ และพฤติกรรม และการจับโครงสร้างนี้ ซึ่งมักจะอยู่ในรูปของเมทริกซ์การสัมผัสหรือเมทริกซ์การผสมผสาน เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับแบบจำลองการแพร่เชื้อที่สมจริง

Definition

อัตราการสัมผัสคือจำนวนเฉลี่ยของการสัมผัสที่อาจก่อให้เกิดการติดเชื้อที่แต่ละบุคคลทำต่อหน่วยเวลา และรูปแบบการผสมผสานอธิบายว่าการสัมผัสเหล่านั้นกระจายไปทั่วกลุ่มต่างๆ อย่างไร (เช่น ตามอายุหรือสถานที่) ซึ่งมักจะสรุปในเมทริกซ์การสัมผัสหรือเมทริกซ์การผสมผสาน

Scope

บทความนี้ครอบคลุมแนวคิดของอัตราการสัมผัส ความแตกต่างระหว่างการผสมผสานแบบสุ่มและการผสมผสานแบบมีโครงสร้าง (แบบเลือกคู่) การใช้เมทริกซ์การสัมผัสและเมทริกซ์ 'ใครได้รับเชื้อจากใคร' ในแบบจำลองการแพร่เชื้อ และวิธีที่การสำรวจการสัมผัสเชิงประจักษ์ให้ข้อมูลเกี่ยวกับรูปแบบเหล่านี้ นี่เป็นหัวข้ออ้างอิงและระเบียบวิธีวิจัย ไม่ใช่คำแนะนำทางคลินิก

Core questions

• บุคคลมีการสัมผัสที่สามารถแพร่เชื้อได้บ่อยแค่ไหน?
• ผู้คนผสมผสานกันแบบสุ่ม หรือเลือกที่จะผสมผสานกับผู้อื่นที่คล้ายคลึงกับตนเอง?
• รูปแบบการผสมผสานถูกเข้ารหัสในแบบจำลองการแพร่เชื้ออย่างไร?
• การสำรวจการสัมผัสเชิงประจักษ์วัดรูปแบบเหล่านี้ได้อย่างไร?

Key concepts

• อัตราการสัมผัส
• การผสมผสานแบบเอกพันธ์ (แบบสุ่ม)
• การผสมผสานแบบเลือกคู่
• เมทริกซ์การสัมผัส
• เมทริกซ์ใครได้รับเชื้อจากใคร (WAIFW)
• รูปแบบการสัมผัสที่มีโครงสร้างตามอายุ
• การสำรวจการสัมผัส (ข้อมูลการสัมผัสทางสังคม)

Key theories

การผสมผสานที่แตกต่างกันและเมทริกซ์รุ่นถัดไป

เมื่ออัตราการสัมผัสแตกต่างกันไปในแต่ละกลุ่ม จำนวนการแพร่พันธุ์จะได้รับจากเมทริกซ์รุ่นถัดไปที่เข้ารหัสอัตราที่แต่ละกลุ่มติดเชื้อกลุ่มอื่นทั้งหมด ซึ่งเป็นการทำให้เป็นทางการว่าโครงสร้างการผสมผสาน ไม่ใช่แค่อัตราการสัมผัสเฉลี่ยเท่านั้น ที่ควบคุมการแพร่กระจาย

Mechanisms

ในแบบจำลองที่ง่ายที่สุด ทุกคนผสมผสานกันแบบสุ่ม ดังนั้นอัตราการสัมผัสเฉลี่ยเพียงค่าเดียวก็เพียงพอแล้ว ในความเป็นจริง การสัมผัสเป็นแบบเลือกคู่ โดยกระจุกตัวอยู่ในกลุ่มอายุและสถานที่ต่างๆ เช่น ครัวเรือน โรงเรียน และที่ทำงาน ดังนั้นแบบจำลองการแพร่เชื้อจึงแสดงการผสมผสานด้วยเมทริกซ์ที่ให้อัตราการสัมผัสระหว่างแต่ละคู่ของกลุ่ม เมื่อรวมกับความน่าจะเป็นของการแพร่เชื้อต่อการสัมผัสและระยะเวลาของการติดเชื้อ เมทริกซ์นี้จะให้เมทริกซ์รุ่นถัดไป (next-generation matrix) ซึ่งค่าลักษณะเฉพาะที่เด่น (dominant eigenvalue) คือจำนวนการแพร่พันธุ์ การสำรวจการสัมผัสขนาดใหญ่ที่ใช้บันทึกประจำวันให้ข้อมูลเชิงประจักษ์สำหรับเมทริกซ์เหล่านี้ ซึ่งเผยให้เห็นรูปแบบการผสมผสานการสัมผัสใกล้ชิดที่มีโครงสร้างตามอายุอย่างชัดเจน

Clinical relevance

โครงสร้างการสัมผัสและการผสมผสานเป็นพื้นฐานที่นักวิเคราะห์ใช้ในการพิจารณาว่ากลุ่มใดเป็นตัวขับเคลื่อนการแพร่เชื้อ และการเปลี่ยนแปลงในการสัมผัสจะเปลี่ยนแปลงการแพร่กระจายในประชากรได้อย่างไร บทความนี้อธิบายการผสมผสานว่าเป็นปัจจัยอ้างอิงของการแพร่เชื้อ และไม่ใช่พื้นฐานสำหรับการตัดสินใจทางคลินิกของแต่ละบุคคล

Epidemiology

การสำรวจเชิงประจักษ์แสดงให้เห็นว่ารูปแบบการสัมผัสมีโครงสร้างตามอายุอย่างมากและแตกต่างกันไปตามสถานที่และประชากร ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมเมทริกซ์การผสมผสานจึงมักจะเฉพาะเจาะจงตามภูมิภาคและอายุ รูปแบบการผสมผสานที่เกิดขึ้นจริงมีอิทธิพลอย่างมากต่อกลุ่มที่ได้รับแรงของการติดเชื้อมากที่สุด

History

แบบจำลองการแพร่เชื้อในยุคแรกๆ สมมติว่ามีการผสมผสานแบบเอกพันธ์ (homogeneous mixing) แต่ผลงานในช่วงปลายศตวรรษที่ 20 ได้นำเสนอเมทริกซ์การผสมผสานแบบมีโครงสร้างเพื่อจับความไม่เป็นเนื้อเดียวกันตามอายุและกลุ่ม จากนั้นการสำรวจการสัมผัส POLYMOD หลายประเทศในปี 2008 ได้ให้ข้อมูลการผสมผสานเชิงประจักษ์ขนาดใหญ่ ซึ่งกลายเป็นข้อมูลป้อนเข้ามาตรฐานสำหรับแบบจำลองการแพร่เชื้อที่มีโครงสร้างตามอายุ

Key figures

• Joël Mossong
• Niel Hens
• Roy Anderson
• Robert May
• Odo Diekmann

Seminal works

• mossong-2008
• diekmann-1990
• anderson-may-1991

Frequently asked questions

เมทริกซ์การสัมผัสคืออะไร?

เป็นตารางที่แสดงจำนวนเฉลี่ยของการสัมผัสระหว่างสมาชิกของกลุ่มต่างๆ ซึ่งมักจะเป็นกลุ่มอายุ ใช้ในแบบจำลองการแพร่เชื้อเพื่อแสดงว่าประชากรผสมผสานกันอย่างไร แทนที่จะสมมติว่าทุกคนสัมผัสกับทุกคนเท่าๆ กัน

ทำไมการผสมผสานแบบเลือกคู่จึงมีความสำคัญ?

เนื่องจากผู้คนมักจะติดต่อกับผู้อื่นที่คล้ายคลึงกับตนเอง (เช่น อายุเดียวกัน) การแพร่เชื้อจึงสามารถกระจุกตัวอยู่ในกลุ่ม ซึ่งส่งผลต่อว่าใครมีความเสี่ยงมากที่สุดและควรตั้งเป้าหมายการแทรกแซงอย่างไร