R0: Hoe Wetenschappers Kwantificeren van de Intensiteit van een Uitbraak Als Coronavirus en Het Pandemisch Potentieel

Joseph Eisenberg

Professor en Voorzitter van de Epidemiologie

op 12 februari 2020

Klik Hier voor het Laatste nieuws over COVID-19 van Michigan gezondheidsexperts

Dit is een bijgewerkte versie van een artikel dat oorspronkelijk is gepubliceerd op Feb. 5, 2020 op het gesprek. Het voortplantingsnummer voor seizoensgriep werd gecorrigeerd op 27 Maart 2020.

als je de film “Contagion” uit 2011 hebt gezien, over een wereldwijde pandemie van een nieuw virus, dan heb je de term “R0″ gehoord.”

uitgesproken als “R naught,” dit is niet alleen jargon verzonnen in Hollywood. Het vertegenwoordigt een belangrijk concept in de epidemiologie en is een cruciaal onderdeel van de volksgezondheidsplanning tijdens een uitbraak, zoals de huidige coronapandemie die zich wereldwijd heeft verspreid sinds het voor het eerst werd geïdentificeerd in China.

wetenschappers gebruiken R0 – het voortplantingsgetal-om de intensiteit van een uitbraak van een besmettelijke ziekte te beschrijven. R0-schattingen zijn een belangrijk onderdeel geweest van het karakteriseren van pandemieën of grote bekendgemaakte uitbraken, waaronder de SARS-pandemie van 2003, de H1N1-grieppandemie van 2009 en de Ebola-epidemie van 2014 in West-Afrika. Het is iets wat epidemiologen proberen te achterhalen over SARS-CoV-2, het virus dat COVID-19 veroorzaakt.

hoeveel zal een ziekte zich verspreiden?

de formele definitie van R0 van een ziekte is het aantal gevallen dat een geïnfecteerde persoon gemiddeld zal veroorzaken tijdens zijn infectieperiode.

De term wordt op twee verschillende manieren gebruikt.

het basisgetal voor de voortplanting geeft het maximale epidemiepotentieel van een pathogeen weer. Het beschrijft wat er zou gebeuren als een besmettelijke persoon een volledig vatbare gemeenschap zou binnengaan, en daarom is een schatting gebaseerd op een geïdealiseerd scenario.

het effectieve reproductiegetal hangt af van de huidige gevoeligheid van de populatie. Deze mate van overdrachtspotentieel is waarschijnlijk lager dan het basis voortplantingsgetal, gebaseerd op factoren zoals de vraag of sommige van de mensen tegen de ziekte zijn gevaccineerd, of dat sommige mensen immuniteit hebben als gevolg van eerdere blootstelling aan de ziekteverwekker. Daarom verandert de effectieve R0 in de tijd en is een schatting gebaseerd op een meer realistische situatie binnen de bevolking.

Het is belangrijk om te beseffen dat zowel de basis als de effectieve R0 situatieafhankelijk zijn. Het wordt beïnvloed door de eigenschappen van de ziekteverwekker, zoals hoe besmettelijk het is. Het wordt beïnvloed door de gastheerpopulatie – bijvoorbeeld, hoe gevoelig mensen zijn als gevolg van voedingsstatus of andere ziekten die iemands immuunsysteem in gevaar kunnen brengen. Het wordt beïnvloed door het milieu, inclusief zaken als Demografie, sociaaleconomische en klimatologische factoren.

bijvoorbeeld, R0 voor mazelen varieert van 12 tot 18, afhankelijk van factoren zoals bevolkingsdichtheid en levensverwachting. Dit is een grote R0, vooral omdat het mazelenvirus zeer besmettelijk is.

aan de andere kant is het influenzavirus minder besmettelijk, met zijn R0 variërend van 0,9 tot 2,1. Influenza veroorzaakt daarom niet dezelfde explosieve uitbraken als mazelen, maar het blijft bestaan vanwege zijn vermogen om te muteren en het menselijke immuunsysteem te ontwijken.

wat maakt R0 nuttig voor de volksgezondheid?

demograaf Alfred Lotka stelde het reproductiegetal voor in de jaren 1920, als een maat voor de mate van reproductie in een bepaalde populatie. in de jaren 50 stelde epidemioloog George MacDonald voor om het transmissiepotentieel van malaria te beschrijven. Hij stelde voor dat, als R0 minder is dan 1, de ziekte zal uitsterven in een populatie, omdat gemiddeld een besmettelijke persoon zal overbrengen op minder dan een andere vatbare persoon. Aan de andere kant, als R0 groter is dan 1, zal de ziekte zich verspreiden.

hoeveel anderen zal elke zieke infecteren?

het reproductiegetal, kortweg R0, beschrijft hoeveel bijkomende gevallen van een ziekte elke geïnfecteerde persoon zal veroorzaken tijdens zijn infectieperiode. De getallen zijn een bereik, omdat ze afhankelijk zijn van een verscheidenheid van factoren die variëren van situatie tot situatie.

Disease	Reproduction number R0
Ebola, 2014	1.51 to 2.53
H1N1 Influenza, 2009	1.46 to 1.48
Seasonal Influenza	0.9 to 2.1
Measles	12 to 18
MERS	around 1
Polio	5 to 7
SARS	<1 to 2.75
pokken	5 t/m 7
SARS-CoV-2 (oorzaken covid-19)	1,5 tot 3,5

wanneer volksgezondheidsinstanties uitzoeken hoe ze moeten omgaan met een uitbraak proberen ze R0 terug te brengen tot minder dan 1. Dit is moeilijk voor ziekten zoals mazelen die een hoge R0 hebben. Het is vooral een uitdaging voor mazelen in dichtbevolkte regio ‘ s als India en China, waar R0 hoger is, in vergelijking met plaatsen waar mensen meer verspreid zijn.

voor de SARS-pandemie in 2003 schatten wetenschappers de oorspronkelijke R0 op ongeveer 2,75. Een maand of twee later daalde de effectieve R0 onder de 1, dankzij de enorme inspanning die ging naar interventiestrategieën, inclusief isolatie-en quarantaineactiviteiten.

de pandemie ging echter door. Terwijl gemiddeld, een besmettelijke persoon overgedragen aan minder dan één gevoelig individu, af en toe een persoon overgedragen aan tientallen of zelfs honderden andere gevallen. Dit fenomeen wordt superverspreiding genoemd. Officials gedocumenteerd Super spreader gebeurtenissen een aantal keer tijdens de SARS epidemie in Singapore, Hong Kong en Beijing.

R0 voor het coronavirus SARS-CoV-2

een aantal groepen heeft de R0 voor dit nieuwe coronavirus geschat. De Imperial College group heeft R0 geschat op ergens tussen 1,5 en 3,5. De meeste modelleringssimulaties die toekomstige cases projecteren gebruiken R0s in dat bereik.

deze verschillen zijn niet verwonderlijk; er is onzekerheid over veel van de factoren die bij het schatten van R0 worden betrokken, zoals bij het schatten van het aantal gevallen, vooral in het begin van een uitbraak.

Op basis van deze huidige schattingen zijn de prognoses van het toekomstige aantal gevallen van coronavirus beladen met hoge mate van onzekerheid en zullen ze waarschijnlijk enigszins onnauwkeurig zijn.

de moeilijkheden doen zich om een aantal redenen voor.

ten eerste zijn de basiseigenschappen van deze virale pathogeen – net als de infectieuze periode – nog onbekend.

ten tweede weten de onderzoekers niet hoeveel milde gevallen of infecties die niet leiden tot symptomen door surveillance zijn gemist, maar niettemin de ziekte verspreiden.

ten derde herstelt de meerderheid van de mensen die met dit nieuwe coronavirus te maken krijgen, en zijn ze dan waarschijnlijk immuun voor het opnieuw te krijgen. Het is onduidelijk hoe de veranderende gevoeligheid van de bevolking de toekomstige verspreiding van de infectie zal beïnvloeden. Als het virus zich verplaatst naar nieuwe regio ‘ s en gemeenschappen, ontmoet het mensen met verschillende gezondheidsomstandigheden die hun vatbaarheid voor ziekte beïnvloeden, evenals verschillende sociale structuren, die beide de overdraagbaarheid ervan beïnvloeden.

ten slotte, en waarschijnlijk de belangrijkste reden, kent niemand de toekomstige effecten van de huidige ziektebestrijdingsmaatregelen. Epidemiologen ‘ huidige schattingen van R0 niets zeggen over hoe maatregelen zoals reisbeperkingen, sociale afstand en zelf-quarantaine inspanningen zal invloed hebben op de verdere verspreiding van het virus.

• Lees meer verhalen van volksgezondheidsdeskundigen uit Michigan over het coronavirus.
• leer meer over Epidemiologie bij Michigan Public Health.