So sánh ước lượng số sinh sản cho cúm đại dịch từ dữ liệu thông báo ca bệnh hàng ngày

Journal of the Royal Society Interface - Tập 4 Số 12 - Trang 155-166 - 2007
Gerardo Chowell1, Hiroshi Nishiura2, Luís M. A. Bettencourt3
1Theoretical Division, MS B284, Los Alamos National Laboratory, Los Alamos, NM 87545, USA#TAB#
2Research Centre for Tropical Infectious Diseases, Nagasaki University Institute of Tropical Medicine1-12-4 Sakamoto, Nagasaki 852-8523, Japan
3Theoretical Division (MS B284), Los Alamos National LaboratoryLos Alamos, NM 87545, USA

Tóm tắt

Số sinh sản,, được định nghĩa là số trung bình các trường hợp thứ cấp được tạo ra bởi một ca mắc chính, là một đại lượng quan trọng để xác định cường độ các biện pháp can thiệp cần thiết để kiểm soát một dịch bệnh. Các ước lượng hiện tại về số sinh sản cho cúm mùa cho thấy sự biến động lớn và, đặc biệt, các giới hạn không chắc chắn cho cho chủng đại dịch từ năm 1918 đến 1919 chỉ được đưa ra trong một vài nghiên cứu gần đây và vẫn chưa được làm rõ hoàn toàn. Ở đây, chúng tôi ước lượng bằng cách sử dụng thông báo ca hàng ngày trong đợt dịch cúm mùa thu (cúm Tây Ban Nha) tại thành phố San Francisco, California, từ năm 1918 đến 1919. Để làm rõ ảnh hưởng từ việc áp dụng các phương pháp ước lượng khác nhau, bốn phương pháp khác nhau đã được sử dụng: ước lượng sử dụng tỷ lệ tăng trưởng hàm mũ đầu tiên (Phương pháp 1), một mô hình dễ dàng susceptible–exposed–infectious–recovered (SEIR) (Phương pháp 2), một mô hình SEIR phức tạp hơn tính đến các trường hợp không triệu chứng và nhập viện (Phương pháp 3), và một mô hình stochatic susceptible–infectious–removed (SIR) với ước lượng Bayesian (Phương pháp 4) xác định số sinh sản hiệu quả tại một thời điểm nhất định t. Ba phương pháp đầu tiên phù hợp với giai đoạn tăng trưởng hàm mũ ban đầu của dịch bệnh, điều này đã được xác định rõ ràng thông qua bài kiểm tra độ phù hợp. Hơn nữa, Phương pháp 3 cũng được phù hợp với toàn bộ đường cong dịch bệnh. Trong khi đó, các giá trị của thu được bằng cách sử dụng ba phương pháp đầu tiên dựa trên giai đoạn tăng trưởng ban đầu được ước lượng lần lượt là 2.98 (Khoảng tin cậy (CI) 95%: 2.73, 3.25), 2.38 (2.16, 2.60) và 2.20 (1.55, 2.84), còn phương pháp thứ ba với toàn bộ đường cong dịch bệnh mang lại giá trị 3.53 (3.45, 3.62). Giá trị lớn hơn này có thể là một sự ước lượng quá mức do độ phù hợp với giai đoạn hàm mũ ban đầu trở nên xấu hơn khi chúng tôi điều chỉnh mô hình cho toàn bộ đường cong dịch bệnh, và vì mô hình được thiết lập như một hệ thống tự trị mà không có các giả định thay đổi theo thời gian. Những ước lượng này đã cho thấy độ ổn định trước sự không chắc chắn của các tham số, nhưng ước lượng hàm mũ lý thuyết (Phương pháp 1) cho thấy sự không chắc chắn rộng. Phương pháp 4 đã cung cấp một số sinh sản hiệu quả tối đa có khả năng 2.10 (1.21, 2.95) sử dụng 17 ngày dịch bệnh đầu tiên, điều này nhất quán với các ước lượng thu được từ các phương pháp khác và một ước lượng là 2.36 (2.07, 2.65) cho toàn bộ đợt dịch mùa thu. Chúng tôi kết luận rằng số sinh sản cho cúm đại dịch (cúm Tây Ban Nha) ở cấp độ thành phố có thể được đánh giá một cách đáng tin cậy nằm trong phạm vi 2.0–3.0, một sự đồng thuận rộng với các ước lượng trước đó sử dụng dữ liệu khác nhau.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

Anderson R.M& May R.M. 1991 Infectious diseases of humans. Oxford UK:Oxford University Press.

10.1038/nature04824

10.1098/rsif.2006.0112

Bettencourt L. M. A. & Ribeiro R. M. Submitted. Detecting early human transmission of H5N1 avian influenza. Proc. Natl Acad. Sci. USA .

10.1103/PhysRevE.72.046110

10.1001/jama.1918.26020320008010a

10.1002/sim.1912

10.3201/eid1201.050593

10.1016/S0022-5193(03)00228-5

10.1016/j.jtbi.2005.11.026

10.1093/biostatistics/5.2.223

Crosby A.W, 2003, The Influenza of 1918, 2, 91

Department of Hygiene, Japanese Ministry of Interior., 1922, In: Influenza (Ryukousei Kanbou), 431

Diekmann O& Heesterbeek J. 2000 Mathematical epidemiology of infectious diseases: model building analysis and interpretation. New York NY:Wiley.

10.1073/pnas.0407293101

10.1214/ss/1177013815

10.1111/j.1365-3156.2006.01560.x

10.1038/nature04795

10.1002/sim.4780071107

10.3201/eid1209.041344

10.1038/nature04823

Glass K. Becker N. & Clements M. In press. Predicting case numbers during infectious disease outbreaks when some cases are undiagnosed. Stat. Med. (doi:10.1002/sim.2523).

10.1073/pnas.1830296100

10.1098/rspb.2002.2191

10.1098/rsif.2005.0042

10.1093/milmed/89.5.805

10.3201/eid1201.050396

10.1353/bhm.2002.0022

10.1136/bmj.4.5677.208

10.1001/jama.1977.03270390041023

10.1146/annurev.publhealth.25.102802.124353

10.1126/science.1086616

10.1098/rspb.2000.1572

10.1093/aje/kwi053

10.1093/oxfordjournals.aje.a113356

10.1093/ije/13.4.496

10.1126/science.1115717

10.1016/j.mehy.2004.09.029

10.1016/j.jtbi.2005.10.004

10.1038/nature03063

10.4269/ajtmh.2005.73.17

10.1136/jech.2005.042424

10.1128/JVI.71.10.7518-7525.1997

10.1016/S0025-5564(03)00044-0

10.1016/S0140-6736(03)13335-1

10.1126/science.1086478

10.1038/nature04230

The World Health Organization (WHO). Cumulative Number of Confirmed Human Cases of Avian Influenza A/(H5N1) Reported to WHO. http://www.who.int/csr/disease/avian_influenza/country/cases_table_2006_07_04/en/index.html [04 July 2006].

10.1056/NEJMoa044021

Vaughn W.T, 1921, Influenza: an epidemiological study, Am. J. Hyg

10.1093/aje/kwh255

10.1371/journal.pmed.0020174

Webster R.G, 1992, Evolution and ecology of influenza A viruses, Microbiol. Rev, 56, 152, 10.1128/MR.56.1.152-179.1992

Thông tin
Thông tin xuất bản

Journal of the Royal Society Interface

Tập 4 Số 12

155-166

Thông tin tác giả