Chỉ số lây nhiễm cơ bản (R₀) và Tỷ lệ tấn công

Chỉ số lây nhiễm cơ bản, viết tắt là R₀, là số ca nhiễm thứ cấp trung bình được tạo ra bởi một ca nhiễm duy nhất được đưa vào một quần thể hoàn toàn nhạy cảm. Cùng với tỷ lệ tấn công, đo lường tỷ lệ phần trăm của một quần thể phơi nhiễm bị nhiễm bệnh, nó cung cấp cho các nhà dịch tễ học các thước đo cô đọng về khả năng lây truyền của vi rút và liệu một đợt bùng phát sẽ phát triển hay suy yếu.

Definition

Chỉ số lây nhiễm cơ bản (R₀) là số ca thứ cấp dự kiến được tạo ra bởi một cá thể nhiễm bệnh điển hình trong một quần thể hoàn toàn nhạy cảm; tỷ lệ tấn công là tỷ lệ phần trăm của một quần thể có nguy cơ được xác định phát triển nhiễm trùng trong một khoảng thời gian cụ thể.

Scope

Chủ đề này định nghĩa R₀ và chỉ số lây nhiễm hiệu quả (Rt) có liên quan, giải thích điều kiện ngưỡng phân tách sự tăng trưởng khỏi sự suy giảm, và giới thiệu tỷ lệ tấn công và tỷ lệ tấn công thứ cấp như các thước đo tích lũy của sự lây lan. Nó coi đây là các khái niệm dịch tễ học định lượng, đề cập đến cách giải thích và những hạn chế của chúng, và không cung cấp các ngưỡng hành động trong bất kỳ đợt bùng phát cụ thể nào.

Core questions

• R₀ đo lường điều gì, và ngưỡng tại R₀ = 1 là gì?
• Chỉ số lây nhiễm hiệu quả (Rt) khác với R₀ như thế nào?
• Điều gì xác định giá trị của R₀ đối với một loại vi rút và môi trường nhất định?
• Tỷ lệ tấn công là gì, và tỷ lệ tấn công thứ cấp khác với nó như thế nào?
• Tại sao các giá trị R₀ được báo cáo cho cùng một loại vi rút lại có thể khác nhau nhiều như vậy?

Key concepts

• Chỉ số lây nhiễm cơ bản (R0)
• Chỉ số lây nhiễm hiệu quả (Rt)
• Định lý ngưỡng (R = 1)
• Tỷ lệ tấn công
• Tỷ lệ tấn công thứ cấp
• Tỷ lệ tiếp xúc, xác suất lây truyền và thời gian lây nhiễm
• Sự phụ thuộc vào bối cảnh của R0

Mechanisms

R₀ có thể được hiểu là tích của tốc độ tiếp xúc giữa các vật chủ, xác suất lây truyền trên mỗi lần tiếp xúc và thời gian lây nhiễm trung bình. Khi R₀ vượt quá một, mỗi ca bệnh tự thay thế nhiều hơn và nhiễm trùng lây lan; khi nó dưới một, chuỗi lây truyền sẽ chết. Khi những người nhạy cảm bị suy giảm do nhiễm trùng hoặc tiêm chủng, chỉ số lây nhiễm hiệu quả Rt giảm xuống dưới R₀, và dịch bệnh sẽ đảo chiều khi Rt vượt qua một. Bởi vì tỷ lệ tiếp xúc và xác suất lây truyền phụ thuộc vào hành vi và môi trường của quần thể, R₀ không phải là một hằng số sinh học cố định mà là một đặc tính của vi rút trong một bối cảnh cụ thể, đó là lý do tại sao các ước tính được công bố khác nhau. Tỷ lệ tấn công đo lường kết quả tích lũy của các động lực này trong một nhóm phơi nhiễm, và tỷ lệ tấn công thứ cấp phân lập sự lây truyền sang những người tiếp xúc với các ca bệnh đã biết, ví dụ trong các hộ gia đình.

Clinical relevance

Các chỉ số lây nhiễm và tỷ lệ tấn công là các thống kê tóm tắt mà qua đó mối đe dọa do vi rút gây ra được truyền đạt và qua đó tác động của các biện pháp can thiệp được đánh giá ở cấp độ quần thể. Chúng được trình bày ở đây để giải thích cách định lượng và diễn giải khả năng lây truyền; chúng không phải là các quy tắc quyết định lâm sàng và không mô tả rủi ro hoặc quản lý cá nhân.

Epidemiology

Các ước tính về R₀ khác nhau giữa các loại vi rút và môi trường, và cùng một loại vi rút có thể cho thấy các giá trị khác nhau trong các quần thể khác nhau, một điểm được nhấn mạnh trong các đánh giá quan trọng về cách R₀ được ước tính và báo cáo. Các phương pháp chỉ số lây nhiễm thay đổi theo thời gian cho phép theo dõi Rt trong suốt một dịch bệnh, và các nghiên cứu hộ gia đình cung cấp tỷ lệ tấn công thứ cấp định lượng sự lây truyền trong một nhóm tiếp xúc được xác định, như trong phân tích tổng hợp về lây truyền SARS-CoV-2 trong hộ gia đình.

History

Khái niệm chỉ số lây nhiễm phát triển từ dịch tễ học toán học đầu thế kỷ XX và định lý ngưỡng của các mô hình dịch bệnh, và nó được củng cố như một đại lượng tổ chức trung tâm trong tổng hợp năm 1991 của Anderson và May. Các phương pháp ước tính chỉ số lây nhiễm thay đổi theo thời gian trong các dịch bệnh đang diễn ra, chẳng hạn như khuôn khổ được giới thiệu bởi Cori và các đồng nghiệp vào năm 2013, đã mở rộng khái niệm thành một công cụ thực tế theo thời gian thực, trong khi các bình luận sau này nhấn mạnh sự cẩn trọng cần thiết trong việc diễn giải các giá trị R₀.

Debates

Các giá trị R₀ được báo cáo có thể so sánh được đến mức nào?

Bởi vì R₀ phụ thuộc vào các mô hình tiếp xúc, cấu trúc quần thể và phương pháp ước tính cũng như vào vi rút, các giá trị được báo cáo cho cùng một mầm bệnh có thể khác nhau đáng kể; các nhà bình luận cho rằng R₀ thường được coi là một hằng số sinh học cố định trong khi thực tế nó phụ thuộc vào bối cảnh.

Key figures

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

Seminal works

• anderson-may-1991
• cori-2013

Frequently asked questions

Điều đó có nghĩa là gì khi R₀ lớn hơn hoặc nhỏ hơn 1?

Nếu R₀ lớn hơn 1, mỗi ca bệnh trung bình tạo ra nhiều hơn một ca bệnh nữa và nhiễm trùng có thể lây lan trong một quần thể nhạy cảm; nếu nó dưới 1, chuỗi lây truyền sẽ thu hẹp và đợt bùng phát sẽ suy yếu. Chỉ số lây nhiễm hiệu quả Rt áp dụng cùng một ngưỡng khi khả năng miễn dịch đã được hình thành.

Tại sao các nguồn khác nhau lại đưa ra các giá trị R₀ khác nhau cho cùng một loại vi rút?

R₀ không chỉ phụ thuộc vào vi rút mà còn vào các mô hình tiếp xúc, cấu trúc quần thể và phương pháp được sử dụng để ước tính nó, vì vậy nó thay đổi theo môi trường và nghiên cứu; tốt nhất nên đọc nó như một bản tóm tắt phụ thuộc vào bối cảnh hơn là một con số cố định duy nhất.