Проучване на болестта маймунска шарка при хората през 2022 г. с помощта на моделите на епидемията: стаден имунитет и случай с основния репродуктивен номер
Jun 06, 2023
Резюме
Към май 2022 г. се появи ново огнище на болестта на човешката маймунска шарка (MPOX) в множество държави, където болестта на човешката MPOX от 2022 г. се разпространи до повече от 109 случая, с изключение на предполагаемите случаи до края на 2022 г. Смъртните случаи през 2022 г. човешки MPOX надхвърли 200 случая до същата дата. Човешкият MPOX не е ново заболяване, това заболяване някога е било ендемично в някои страни на африканския континент. Въпреки това тази болест започна да се разпространява в няколко страни по света през 2022 г. Първият случай на човешки MPOX за 2022 г. беше регистриран в Обединеното кралство през май. След тази дата тази болест започва да се превръща в пандемия в няколко други страни, като Съединените щати, Испания и Бразилия.
Човешкият MPOX 2022 е вид вирусно заболяване, причинено от вирусен вирус, вирусът MPOX, и този вирус причинява обриви и лезии по кожата на пациента, както и в устата на пациента. Използват се множество ефективни показатели за изследването на 2022 г. на човешкия MPOX, като груповия имунитет на човешкия MPOX (HIhMPOX), основния репродуктивен номер на човешкия MPOX (BRNhMPOX) и периода на инфекция на човешкия MPOX. Това проучване се фокусира върху изследването на груповия имунитет и основния репродуктивен номер на епидемията от човешки MPOX през 2022 г. в множество страни по света.
Това проучване използва полуаналитичния метод на пандемичния модел на податливо отделение S, инфекциозно отделение I и възстановено отделение R (SIR), включително смъртността за изследване на груповия имунитет и основния репродуктивен номер на 2022 човешка MPOX болест. Установено е, че средната стойност на груповия имунитет за болестта MPOX при хора през 2022 г. е равна на 0,2194, т.е. 21,94 процента за множество страни и се равнява на 35,52 процента за Съединените щати и 30,99 процента за Испания. Също така е установено, че средната стойност на основния репродуктивен номер на 2022 човешка MPOX болест е равна на 1,2810 за множество страни. От тези стойности се заключава, че 21,94% от общото възприемчиво население трябва да бъде имунизирано по ефективен начин, за да се предотврати разпространението на болестта. Също така, въз основа на предишните стойности, се заключава, че статусът на болестта MPOX 2022 се разпространява като пандемия.
MPOX вирусът е вирус на бозайници, тясно свързан с човешкия имунитет. Когато човешкото тяло е заразено с вируса MPOX, имунната система на човешкото тяло ще започне да реагира и ще произвежда защитни механизми като антитела, за да устои на вируса.
След инфекцията имунната система на тялото обикновено произвежда достатъчно антитела, за да се бори с вируса в рамките на дни и има дългосрочна имунна памет. Тези състояния могат да причинят инфекцията да стане по-тежка и постоянна, ако имунната система не реагира адекватно на MPOX вируса, или ако имунната система е компрометирана, като хиперфункционираща имунна система, или ако се намесят лекарства като химиотерапия или имуносупресори.
Следователно поддържането на адекватен имунитет е много важно за превенцията и контрола на MPOX вируса. Добрите навици в начина на живот, като достатъчно сън, питателна диета и умерени упражнения, могат да помогнат за укрепване на имунната ви система. В допълнение, ваксинацията също е ефективен начин за предотвратяване на инфекция с MPOX вирус. Затова трябва да обърнем внимание на подобряването на имунитета си. Цистанче може значително да подобри имунитета. Месната пепел съдържа различни биологично активни съставки, като полизахариди, две гъби и Huang Li, които могат да стимулират имунната система. Различни видове клетки, повишават имунната си активност.
Click cistanche tubulosa ползи
Ключови думи:
огнище на заболяване, епидемия, гей, колективен имунитет, човешка маймунска шарка, модели, MPOX, MSM, вируси на шарка, основният репродуктивен номер.
Въведение
Човешката маймунска шарка (MPOX) е специфичен тип вирусен вирус, причинен от вирусна инфекция, наречена вирус на маймунската шарка. Наскоро човешкият MPOX започна да се разпространява в няколко държави през май 2022 г. Това огнище на болестта е наречено „2022 човешка MPOX болест“. СЗО разчита да го нарече 2022 човешки MPOX и ние използваме този термин в проучването[1]. Множество проучвания обсъждат състоянието на човешки MPOX за 2022 г. например; установено е откриване на следи от MPOX в отпадъчни води с рядко вземане на проби от азиатски гъсто населени райони [2]. Също така някои проучвания обсъждат прилагането на моделите на епидемията, включително частичните модели, и други модели за контрол [3–5]. Други проучвания обсъждат възможните ваксинации на 2022 човешки MPOX, като проучвания [6–9].
Също така, някои проучвания обсъждат някои от показателите за 2022 човешка MPOX болест, като периода на заразяване на пандемията и други показатели [10,11]. Освен това някои проучвания засягат случая на MPOX в конкретна страна, като Пакистан [12]. Също така някои проучвания обсъждат случая на заболяването с бременност[13]. Въпреки че Центровете за контрол и превенция на заболяванията на СЗО заявяват, че повече от деветдесет процента от потвърдените случаи на болестта MPOX при хора през 2022 г. са докладвани при лица, които правят секс мъже с мъже (МСМ), като гейове [1,14], някои проучвания обсъдиха случаите на 2022 човешка MPOX болест при жени[15]. Някои проучвания обсъждат случая на заболяването MPOX 2022 с HIV заболяване[16].
Друго проучване обсъжда възможния риск по време на Световното първенство на FIFA (Международната федерация по футбол) през 2022 г. [17]. Също така, проучване обсъди откриването на следи от болестта в клинични проби [18]. Някои проучвания показват специфични прегледи за болестта MPOX през 2022 г. или я сравняват с други заболявания[19,20]. Избухването на болестта MPOX при хора през 2022 г. започна да се разпространява в 111 страни по света (включително предполагаемите случаи) от средата на декември 2022 г. Първо, първият случай на MPOX при хора през 2022 г. беше докладван в Обединеното кралство от пътник завръщане от Африка на 6 май 2022 г. След тази дата бяха докладвани много потвърдени случаи от множество страни по света. Например в северноамериканските страни Съединените щати докладваха първия си случай на MPOX при хора за 2022 г. на 18 май 2022 г., а общият брой потвърдени случаи е 29 643 случая до 13 декември 2022 г.[14,21], и Канада съобщи за първия си случай на човешки MPOX за 2022 г. на 19 май 2022 г., а общият брой на потвърдените случаи е 1459 случая до 7 декември 2022 г.[22–25].
В Южна Америка; Бразилия съобщи за първия си случай на MPOX за 2022 г. на 17 юни 2022 г. и до средата на декември 2022 г. Бразилия беше втората страна с 10 264 потвърдени случая[26]. Освен това в Южна Америка Аржентина съобщи за първия си случай на 27 май 2022 г., а към 8 декември 2022 г. съобщи за общ брой от 972 потвърдени случая на болестта 2022 MPOX [27], а Колумбия съобщи за 3880 потвърдени случая [28] на същата дата. Също така, до същата дата, Австралия докладва общо 144 потвърдени случая [29] на 2022 човешка MPOX болест. В европейските страни до средата на декември 2022 г. Австрия отчете общо 327 потвърдени случая, България съобщи общо шест потвърдени случая, а Унгария отчете общо 80 потвърдени случая[14]. Също така, на европейския континент и до същата дата, Белгия съобщи за 790 потвърдени случая на 2022 човешка MPOX болест[30]. Франция докладва общо 4110 потвърдени случая на болестта MPOX при хора през 2022 г.[31]. Италия докладва общо 927 потвърдени случая на болестта MPOX при хора през 2022 г.[32]. Докато в Обединеното кралство, където беше докладван първият случай на огнище на човешка MPOX през 2022 г., имаше около 3730 случая (https://www.gov.uk/government/publications/monkeypox-out break-epidemiological-overview) до същата дата. Испания е страната с най-голям брой общо потвърдени случаи на MPOX при хора през 2022 г., където са отчетени общо 7408 потвърдени случая[33]. Въпреки че Азия е най-големият континент, тя отчита най-ниския брой общо потвърдени случаи на болестта MPOX при хора през 2022 г. сред всички свои страни.
Например Обединените арабски емирства съобщиха за общо 16 потвърдени случая[34], Китайската народна република съобщи за един потвърден случай[35], а Ливан съобщи за общо 24 потвърдени случая[14] на заболяването MPOX при хора през 2022 г. до същата дата. Общият потвърден брой на заболяването MPOX при хора през 2022 г. достигна около 92 711 случая, включително предполагаемите случаи. Някои страни приложиха множество процедури за ограничаване на разпространението на човешкия MPOX 2022. Използването на епидемичните модели [36–39] за изследване на разпространението на болестта MPOX 2022 е важен инструмент, тъй като тези модели включват много важни индикатори за болестта. Въпреки че много от скорошните проучвания за избухването на човешки MPOX болести през 2022 г. се фокусираха върху докладването на случаи или възможна превенция на болестта [40–48], в това проучване простият SIR (чувствително отделение S, инфекциозно отделение I, възстановено моделът на отделение R) със смъртност се използва за обсъждане на груповия имунитет и основния репродуктивен номер на 2022 човешка MPOX болест.
Техниките за симулация на Runge–Kutta[49] се използват за напасване на параметрите на модела. Това проучване се фокусира върху намирането на индикаторите за заболяването MPOX при хора през 2022 г. за множество държави с по-голям фокус върху две държави, които са Съединените щати и Испания. Причината за избора на тези две държави е, че Съединените щати имат най-много 2022 случая на MPOX при хора в света, а Испания има най-висок брой 2022 случая на MPOX при хора сред европейските страни. Във втория раздел на тази статия е обяснен използвания метод. В третия раздел са илюстрирани резултатите от изследването, в допълнение към дискусията, докато заключението от това изследване е илюстрирано в последния раздел на статията.
Методи
Този раздел на статията се занимава с метода, който се използва за намиране на основния репродуктивен номер и груповия имунитет на болестта 2022 човешки MPOX. Започваме с основните четири уравнения на модела SIR със смъртност или смърт (смъртно отделение D), т.е. моделът SIRD. Първото уравнение на модела описва скоростта на чувствителното отделение S(t) по отношение на времето t и това уравнение е:
Простият SIR модел, изключващ смъртността, се дава само от три диференциални уравнения без четвъртото и без третия член от дясната страна на второто уравнение на модела; това проучване обаче взема предвид смъртността, когато използваме четирите отделения на модела.
Четвъртото отделение на SIR модела е илюстрирано на Фигура 1 като схематична графика, изключваща отделението за смъртност и на Фигура 2, включващо отделението за смъртност.
Трите параметъра, илюстрирани в модела SIRD, описват коефициентите на всяко отделение. Въз основа на тези три параметъра можем да намерим основния репродуктивен номер на 2022 човешка MPOX болест, който е даден, както следва:
Както виждаме от Уравнение 5 и Уравнение 6, определянето на стадния имунитет и основния репродуктивен номер на 2022 човешка MPOX болест изисква намирането на трите параметъра на модела SIRD. Къде намираме тези три параметъра зависи от получисловия или полуаналитичния метод на модела. Където използваме симулацията Runge–Kutta за напасване на докладваните общи потвърдени случаи на заболяването MPOX при хора през 2022 г. за всяка страна. От тази настройка ние определяме трите параметъра на 2022 човешка MPOX болест. След това използваме Уравнение 5, за да намерим основния репродуктивен номер на 2022 човешка MPOX болест. На всяка стъпка от симулацията ние прилагаме условието за запазване на общо четирите отделения на населението, което е:
където производните в последното уравнение се отнасят до времето.
Фигура 3 включва обяснение на метода, който прилагаме за намиране на груповия имунитет на 2022 човешка MPOX болест и основния репродуктивен номер на човешката MPOX болест. Както виждаме от тази схематична фигура, първо задаваме времевата стъпка на симулационните процедури и след това поставяме разглежданите дати на заболяването. В следващата стъпка записахме общия брой потвърдени случаи на болестта MPOX за 2022 г., включително потвърдените случаи на смъртност, и след това приложихме симулационния метод Runge–Kutta въз основа на полуаналитичната процедура на модела. Където прилагаме условието за общата популация на всяка стъпка от времето. След това определяме коефициентите на възстановяване и смъртност и след това определяме коефициента на инфекция. И накрая, въз основа на трите коефициента на модела SIRD, ние намираме основния репродуктивен номер и груповия имунитет на болестта 2022 MPOX на базата на двете свързани уравнения, т.е. уравнение 5 и уравнение 6. Самият метод изисква определянето на датата на първия потвърден случай на болестта MPOX през 2022 г., както и датата на първия случай на смъртност от болестта.
Резултати и дискусия
Тук илюстрираме резултатите от основния репродуктивен номер и груповия имунитет на болестта MPOX при хора 2022 г. Фокусирахме се върху множество държави за проучването и тук споменахме две държави като примери, които са Съединените щати и Испания, тъй като тези две страни имат най-висок отчетен брой общо потвърдени случаи на заболяването MPOX при хора през 2022 г. в света и Европа континент.
За да намерим тези резултати, първо определихме датата на първия потвърден случай на 2022 човешка MPOX болест в Съединените щати, която беше на 18 май 2022, докато първият потвърден случай на смъртност беше докладван в Тексас на 30 август 2022[14,21] и имаше 20 потвърдени случая на смъртност до средата на 2 декември{{27} }22. Използвахме предишните две дати, 18 май и 30 август, като начални условия на метода за Съединените щати. Въз основа на метода е установено, че трите коефициента на модела за Съединените щати са както следва: коефициентът на заразяване е 0,1022 на ден, коефициентът на възстановяване е 0,0659 на ден и коефициентът на смъртност е по-малък от 0,0001 на ден. Също така, същата процедура беше приложена в Испания, където първият случай на болестта MPOX при хора за 2022 г. беше регистриран в същия ден като първия случай в Съединените щати [14,33], докато беше регистриран първият потвърден случай на смъртност в Испания на 29 юли 2022 г. Взехме тези 2 дни като първоначално условие на метода за Испания. Въз основа на метода се установява, че трите коефициента на модела за Испания са както следва: коефициентът на заразяване е 0,0507 на ден, коефициентът на възстановяване е 0,0338 на ден, а коефициентът на смъртност е около 0,0001 на ден.
Въз основа на тези изчисления е установено, че груповият имунитет на болестта 2022 MPOX за Съединените щати е равен на 0.3552, а основният репродуктивен номер на болестта е равен на 1,550 8 за Съединените щати. Освен това въз основа на предишните изчисления е установено, че груповият имунитет на болестта MPOX 2022 за Испания е равен на 0,3099, а основният репродуктивен номер на болестта е равен на 1,4490 за Испания. Чрез прилагане на същия метод за напасване на коефициентите на модела за множество държави, където взехме предвид по една държава от всеки континент, се установява, че средният групов имунитет на болестта MPOX при хора 2022 е равен на 0,2194 и се установява, че средната основна репродукция броят на 2022 човешка MPOX болест е равен на около 1,2810. От тези стойности на двата показателя за избухването на болестта MPOX през 2022 г. могат да се направят много точки, като например статуса на болестта и средния процент от общото възприемчиво население, което трябва да бъде имунизирано ефективно. Например, виждаме, че общото податливо население, което трябва да бъде имунизирано ефективно, е 35,52 процента в Съединените щати и 30,99 процента в Испания.
Заключение
Това съобщение се фокусира върху обсъждането на болестта MPOX при хора от 2022 г. с помощта на епидемиологичните модели. За тази цел беше приложен простият SIR модел, включително смъртността, и бяха открити два важни индикатора за разпространението на болестта MPOX при хората през 2022 г. Двата показателя, които бяха открити, груповият имунитет и основният репродуктивен номер на 2022 човешка MPOX болест. Двата показателя за болестта MPOX при хора 2022 г. бяха оценени въз основа на полуаналитичния метод и симулацията на Runge–Kutta за напасване на докладваните данни за болестта MPOX при хора 2022 г.
Проучването се фокусира върху състоянието на човешкия MPOX през 2022 г. в две държави: Съединените щати и Испания, тъй като една от тези две страни има най-голям брой общо потвърдени 2022 човешки MPOX случая в света, което са Съединените щати, а другата има най-голям брой общо потвърдени 2022 случая на човешки MPOX в европейските страни, което е Испания. Освен това проучването беше обобщено за други страни, за да се намерят средните стойности на множество континенти по света. Установено е, че основните стойности на репродуктивния номер на човешкия MPOX за 2022 г. за Съединените щати са 1,5508, а за Испания са 1,4490, докато средната стойност на основния репродукционен номер на болестта MPOX за 2022 г. за множество страни е около 1,2810. Най-важното заключение относно тази стойност, която засяга популацията, е, че инфекцията от 2022 човешка MPOX болест започва да се разпространява, тоест 2022 човешка MPOX болест е пандемия в своето огнище през 2022 г. Това може да се сравни с предишния проблем, който е коронавирусната болест от 2019 г. [19, 50–53], където се вижда, че ритъмът на разпространение на човешката MPOX болест от 2022 г. е по-малък от този на коронавирусната болест от 2019 г.
Също така е установено, че стойностите на груповия имунитет за болестта MPOX при хора през 2022 г. са 35,52 процента за Съединените щати и 30,99 процента за Испания. Въз основа на тези стойности се стига до заключението, че около 36 процента от общото податливо население в Съединените щати и около 31 процента от общото податливо население в Испания трябва да бъдат имунизирани по ефективен начин, за да се предотврати разпространението на болестта. Освен това е установено, че средната стойност на груповия имунитет за множество страни, когато се прилага един и същ метод, е 21,94 процента, което означава, че около 22 процента от общото възприемчиво население трябва да бъде имунизирано по ефективен начин, за да се предотврати разпространението на MPOX вирусна болест през 2022 г. Методът може да бъде разширен за изследване на състоянието на човешката MPOX болест през 2022 г. в множество други страни.
Етично одобрение
Не е приложимо.
Съгласие
Не е приложимо за изследването.
Източници на финансиране
Не е приложимо.
Авторски принос
MA-R.: концептуализация, методология и извеждане на алгоритъма, софтуер, визуализация, писане и редактиране.,
Разкриване на конфликти на интереси
Авторът няма конфликт на интереси.
Уникален идентификационен номер на изследователска регистрация (UIN)
Нито един.
Поръчител
Марван Ал-Райи.
Наличие на данни и материали
Авторът потвърждава, че данните са достъпни за некомерсиална употреба.
Произход и партньорска проверка
Не е поръчан, външно рецензиран.
Благодарности
Не е приложимо.
Препратки
[1] Световна здравна организация, епидемия от маймунска шарка; 2022 г.
[2] Wannigama DL, Amarasiri M, Hongsing P, et al. Множество следи от маймунска шарка бяха открити в неканализация от отпадъчни води с рядко вземане на проби от гъсто населен столичен район в Азия. Sci Total Environ 2023; 858: 159816.
[3] Peter OJ, Madubueze CE, Ojo MM, et al. Моделиране и оптимален контрол на маймунската шарка с рентабилни стратегии. Модел Earth Syst Environ 2022. doi:10.1007/s40808-022-01607-z
[4] Khan A, Sabbar Y, Din A. Стохастично моделиране на епидемията от маймунска шарка 2022 с хипотеза за кръстосана инфекция в силно нарушена среда. Math Biosci Eng 2022; 19: 13560–81.
[5] Peter OJ, Oguntolu FA, Ojo MM и др. Математически модел от дробен ред на динамиката на предаване на маймунската шарка. Phys Scr 2022; 97: 084005.
[6] Duffy J, Marquez P, Moro P, et al. Мониторинг на безопасността на ваксината JYNNEOS по време на епидемията от шарка през 2022 г. – Съединени щати, 22 май – 21 октомври 2022 г. MMWR Morb Mortal Wkly Rep 2022;71:1555–9.
[7] Winters M, Malik AA, Omer SB. Нагласи към ваксинацията срещу маймунска шарка и прогнози за намеренията за ваксиниране сред широката общественост в САЩ. PLoS One 2022;17:e0278622.
[8] Bhattacharya M, Dhama K, Chakraborty C. Призив за нова ваксина от следващо поколение срещу болестта от маймунска шарка. Ann Med Surg 2022; 84: 104968.
[9] Buchman GW, Cohen ME, Xiao Y, et al. Базирана на протеин ваксина срещу едра шарка предпазва нечовекоподобните примати от смъртоносно предизвикателство срещу вируса на маймунската шарка. Vaccine 2010; 28: 6627–36.
[10] Al-Raeei M. Инфекцията и периодите на възстановяване от избухването през 2022 г. на болестта, причинена от вируса на маймунската шарка. IOPSci Notes 2022; 3: 044001.
[11] Al-Raeei M. Основното репродуктивно съотношение на епидемията от вируса на маймунската шарка през 2022 г. в Обединеното кралство, Канада, Бразилия, Обединените арабски емирства и Нигерия. Beni-Suef Univ J Basic Appl Sci 2022; 11: 135.
[12] Shuja MH, Shakil F, Vijay S. Monkeypox вирус: потенциално безпокойство за Пакистан. J Pak Med Assoc 2022; 72: 2587.
[13] Cuérel A, Favre G, Vouga M, et al. Маймунска шарка и бременност: последни актуализации. Вируси 2022; 14: 2520.
[14] Центрове за контрол и превенция на заболяванията. Глобална карта на епидемията от маймунска шарка за 2022 г. Посетен на 17 декември 2022 г.
[15] Thornhill JP, Palich R, Ghosn J, et al. Група за писане на Share-Net. Инфекция с вируса на маймунската шарка при жени и небинарни индивиди по време на огнищата през 2022 г.: глобална поредица от случаи. Lancet 2022; 400: 1953–65.
[16] Boesecke C, Monin MB, van Bremen K, et al. Тежка инфекция с вируса на маймунската шарка при недиагностицирана напреднала HIV инфекция. Инфекция 2022; 50: 1633–4.
[17] Subedi D, Pantha S, Chandran D, et al. Световно първенство по футбол 2022 и рискът от поява на зоонозни заболявания. J Pure Appl Microbiol 2022; 16: 2246–58.
[18] Hasso M, Perusini S, Eshaghi A, et al. Откриване на вируса на маймунската шарка в различни видове клинични проби. Emerg Infect Dis 2022; 28: 2513–5.
[19] Roushdy T. SARS-CoV-2 и маймунската шарка: какво е често срещано и какво не е в настояща пандемия спрямо потенциална – невропсихиатричен наративен преглед. Египет J Neurol Psychiatry Neurosurg 2022; 58: 127.
[20] Hraib M, Jouni S, Albitar MM, et al. Епидемията от маймунска шарка 2022: преглед. Ann Med Surg 2022; 79: 104069.
[21] Ройтерс. Тексас съобщава за първата смърт в САЩ на човек с маймунска шарка. Посетен на 17 декември 2022 г.
[22] Маймунска шарка. Посетен на 17 декември 2022 г.
[23] Епидемиологично резюме Маймунска шарка в Онтарио. PublicHealth Онтарио. Посетен на 23 август 2022 г.
[24] Правителство на Квебек. Маймунска шарка. Посетен на 30 август 2022 г.
[25] Маймунска шарка: актуализация на епидемията. Правителство на Канада. Посетен на 26 август 2022 г. Архивиран от оригинала на 25 май 2022 г.
