Reprodukční číslo
Základní reprodukční číslo (též index nakažlivosti, zkratka R0, anglicky basic reproduction number) je v epidemiologii číslo vyjadřující pro konkrétní infekční nemoc předpokládaný počet osob, které jedna nakažená osoba touto nemocí dále nakazí v populaci, kde všichni jedinci jsou k této nemoci náchylní (tj. nemají vytvořenou imunitu, ať už přirozenou nebo díky očkování).[1]Základní reprodukční číslo udává počáteční hodnotu nakažlivosti v dané populaci podle použitého modelu, a to před přijetím ochranných opatření. Je to odhad infekčnosti onemocnění.[2]
Index nakažlivosti R0 by neměl být zaměňován s efektivním reprodukčním číslem (zkratka Rt), které označuje nakažlivost infekce v populaci v daném čase (proto s indexem t) a používá se pro sledování vývoje epidemiologické situace v populaci. Pro Rt větší než 1 počet nově nakažených stoupá, čím je vyšší, tím se nákaza šíří rychleji. Pro Rt menší než 1 počet nově nakažených naopak klesá, můžeme očekávat vyhasnutí epidemie.
Charakteristika
Některé definice indexu nakažlivosti, například definice australského ministerstva zdravotnictví, dodávají absenci „jakéhokoli úmyslného zásahu do přenosu nemoci“.[3] Z definice vyplývá, že index nakažlivosti nelze modifikovat očkovacími kampaněmi. R0 je bezrozměrné číslo. Nejedná se tedy o míru s jednotkou času.[4][5]
Nemoc | Způsob přenosu | R0 |
---|---|---|
spalničky | vzduchem | 12–18[7] |
plané neštovice | vzduchem | 10–12 |
příušnice | kapénkami | 10–12 |
dětská obrna | fekáliemi, slinami | 5–7 |
zarděnky | kapénkami | 5–7 |
černý kašel | kapénkami | 5,5[8] |
pravé neštovice | kapénkami | 3,5–6[9] |
HIV/AIDS | tělesnými tekutinami | 2–5 |
SARS | kapénkami | 2–5[10] |
záškrt | slinami | 1,7–4,3[11] |
covid-19 | kapénkami | 1,4–3,9[12][13][14][15][16] |
chřipka (španělská chřipka, 1918–1920) | kapénkami | 1,4–2,8[17] |
ebola (epidemie v západní Africe, 2013–2016) | tělesnými tekutinami | 1,5–2,5[18] |
chřipka (mexická prasečí chřipka, 2009–2010) | kapénkami | 1,4–1,6[19] |
chřipka (sezónní epidemie) | kapénkami | 0,9–2,1[19] |
MERS | kapénkami | 0,3–0,8[20] |
Index nakažlivosti není pro patogen biologická konstanta, protože je ovlivňován dalšími faktory, jako vhodnost prostředí pro šíření patogenu a chování infikované populace. Hodnoty R0 jsou obvykle odhadovány z matematických modelů a bývají proto závislé na použitém modelu a hodnotách dalších použitých parametrů. Hodnoty uváděné v literatuře tedy mají smysl pouze v daném kontextu. Nedoporučuje se proto používat zastaralé hodnoty nebo srovnávat hodnoty založené na různých modelech.[21] Index R0 sám o sobě nedává odhad, jak rychle se infekce šíří v populaci.Reprodukční číslo má smysl pouze pro populační skupiny, v níž se epidemie reálně šíří. V situaci, kdy existují pouze lokální ohniska a ve zbytku populace či státu se onemocnění prakticky nevyskytuje, neposkytuje celkové R v podstatě žádnou validní informaci.[2]
Index nakažlivosti R0 se používá především při určování, zda se nově objevivší infekční onemocnění může rozšířit v populaci, a jaký podíl populace by měl být imunizován očkováním k eradikaci onemocnění. V běžně používaných modelech platí, že když je R0 > 1, infekce má potenciál začít se šířit v populaci. Obecně platí, že čím vyšší je hodnota R0, tím těžší je udržet potenciální epidemii pod kontrolou. U jednoduchých modelů platí, že podíl populace, která musí být účinně imunizována (tj. že nebude již dále náchylná k infekci), aby se zabránilo trvalému šíření infekce, musí být větší než 1 - 1 / R0.[22] Naopak, podíl populace, která zůstává náchylná k infekci v endemické rovnováze, je 1 / R0.
Index nakažlivosti je ovlivňován různými faktory, jako doba nakažlivosti nemocných, infekčnost organismu (množství organismem dále šířených patogenů) a počet náchylných lidí v populaci, se kterými jsou nakažení v kontaktu.
Metody odhadu
Během epidemie je obvykle znám počet pozitivně diagnostikovaných případů za čas . V počátcích epidemie je růst případů exponenciální, přičemž rychlost růstu je logaritmická:
Jelikož jde o exponenciální růst, může být interpretováno jako kumulativní počet pozitivně diagnostikovaných případů (včetně osob, které se úspěšně vyléčily) nebo jako aktuální počet diagnostikovaných pacientů; logaritmická míra růstu je stejná pro obě definice. Pro výpočet je následně nezbytné odhadnout dobu mezi vystavením se infekci a diagnózou a dobu mezi vystavením se infekci a okamžikem, kdy nakažená osoba začne infekci sama šířit dále.
V tomto modelu má infekce následující fáze:
- Expozice: jedinec je nakažený, nevykazuje symptomy, a není zatím nakažlivý (nepřenáší infekci). Doba expozice je .
- Latence: jedinec je nakažený, nevykazuje symptomy, ale je nakažlivý (přenáší infekci). Doba latence je . Během této doby nakazí průměrně dalších osob.
- Izolace po diagnóze: jedinec je stále nakažlivý, ale jsou přijata opatření (například umístěním nakažené osoby do izolace), aby se infekce dále nešířila.
V modelu SEIR lze vyjádřit následující rovnicí:[23]
Tato metoda odhadu byla aplikována na covid-19 a SARS.[24] Jedná se o řešení diferenciální rovnice:
je počet jedinců v období expozice a počet jedinců v období latence. je logaritmická míra růstu zmíněná výše.
Odkazy
Reference
V tomto článku byl použit překlad textu z článku Basic reproduction number na anglické Wikipedii.
Související články
- Incidence (počet nových případů)
- Úmrtnost (Mortalita)
- Prevalence — počet osob, které v daném časovém bodu nebo období trpí určitým onemocněním
- Smrtnost (Letalita) — podíl zemřelých ze skupiny osob, která trpí určitým onemocněním. Liší se tedy od mortality, která je vztažena k celkové populaci.
Externí odkazy
- Obrázky, zvuky či videa k tématu základní reprodukční číslo na Wikimedia Commons