Como os cientistas quantificam a intensidade de um surto como o coronavírus e seu potencial pandêmico

Como os cientistas quantificam a intensidade de um surto como o coronavírus e seu potencial pandêmico Para quantos outros uma pessoa infectada espalhará a infecção? Bim / E + via Getty Images

Se você viu o filme de 2011 "Contágio, "Sobre uma pandemia mundial de um novo vírus, você já ouviu o termo" R0 ".

Pronunciado "Nada", este não é apenas um jargão inventado em Hollywood. Ele representa um conceito importante em epidemiologia e é uma parte crucial do planejamento de saúde pública durante um surto, como a atual pandemia de coronavírus que se espalhou globalmente desde que foi identificada pela primeira vez na China.

Os cientistas usam R0 - o número de reprodução - descrever a intensidade de um surto de doença infecciosa. As estimativas de R0 têm sido uma parte importante na caracterização de pandemias ou grandes surtos divulgados, incluindo a Pandemia de SARS 2003, pela Pandemia de gripe H2009N1 em 1 e a Epidemia de Ebola 2014 na África Ocidental. É algo que os epidemiologistas estão correndo para descobrir sobre o SARS-CoV-2, o vírus que causa o COVID-19.

Quanto uma doença se espalhará?

A definição formal de R0 de uma doença é o número de casos, em média, que uma pessoa infectada causará durante seu período infeccioso.

Como os cientistas quantificam a intensidade de um surto como o coronavírus e seu potencial pandêmico R0 descreve quantos casos de doença uma pessoa infectada irá causar - neste cenário imaginado R0 = 2. A Conversação, CC BY-ND

O termo é usado de duas maneiras diferentes.

O número básico de reprodução representa o potencial epidêmico máximo de um patógeno. Ele descreve o que aconteceria se uma pessoa infecciosa entrasse em uma comunidade totalmente suscetível e, portanto, é uma estimativa baseada em um cenário idealizado.


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O número efetivo de reprodução depende da suscetibilidade atual da população. Essa medida do potencial de transmissão provavelmente é menor que o número básico de reprodução, com base em fatores como se algumas pessoas são vacinadas contra a doença ou se algumas pessoas têm imunidade devido à exposição prévia ao patógeno. Portanto, o R0 efetivo muda ao longo do tempo e é uma estimativa baseada em uma situação mais realista dentro da população.

É importante perceber que tanto o R0 básico e eficaz dependem da situação. É afetado pelas propriedades do patógeno, como é infeccioso. É afetado pela população hospedeira - por exemplo, quão suscetíveis são as pessoas devido ao estado nutricional ou a outras doenças que podem comprometer o sistema imunológico. E é afetado pelo meio ambiente, incluindo fatores demográficos, socioeconômicos e climáticos.

Por exemplo, R0 para sarampo varia de 12 a 18, dependendo de fatores como densidade populacional e expectativa de vida. Este é um R0 grande, principalmente porque o vírus do sarampo é altamente infeccioso.

Por outro lado, o vírus influenza é menos infeccioso, com seu R0 varia de 2 a 3. A gripe, portanto, não causa os mesmos surtos explosivos que o sarampo, mas persiste devido à sua capacidade de sofrer mutações e iludir o sistema imunológico humano.

O que torna R0 útil na saúde pública?

O demógrafo Alfred Lotka propôs o número de reprodução na década de 1920, como uma medida da taxa de reprodução em uma determinada população.

Nos 1950s, o epidemiologista George MacDonald sugeriu usá-lo para descrever o potencial de transmissão da malária. Ele propôs que, se R0 for menor que 1, a doença morrerá em uma população, porque, em média, uma pessoa infecciosa transmitirá a menos de uma outra pessoa suscetível. Por outro lado, se R0 for maior que 1, a doença se espalhará.

Quando as agências de saúde pública estão descobrindo como lidar com um surto, estão tentando reduzir o R0 para menos de 1. Isso é difícil para doenças como o sarampo que têm um alto R0. Isto é especialmente desafiador para o sarampo em regiões densamente povoadas como Índia e China, onde R0 é maior, em comparação com lugares onde as pessoas estão mais espalhadas.

Para o Pandemia de SARS em 2003, os cientistas estimaram o R0 original em torno de 2.75. Um ou dois meses depois, o R0 efetivo caiu abaixo de 1, graças ao tremendo esforço aplicado às estratégias de intervenção, incluindo atividades de isolamento e quarentena.

No entanto, a pandemia continuou. Enquanto, em média, uma pessoa infecciosa é transmitida para menos de um indivíduo suscetível, ocasionalmente uma pessoa é transmitida para dezenas ou mesmo centenas de outros casos. Este fenômeno é chamado super espalhando. Autoridades documentaram eventos de super propagadores várias vezes durante a epidemia de SARS em Cingapura, Hong Kong e Pequim.

Como os cientistas quantificam a intensidade de um surto como o coronavírus e seu potencial pandêmico As pessoas em Hong Kong, preocupadas com o coronavírus que se espalha da China continental, usam máscaras em fevereiro de 2020. Foto AP / Vincent Yu

R0 para coronavírus SARS-CoV-2

Vários grupos estimaram R0 para este novo coronavírus. O grupo do Imperial College estima que R0 seja algures entre 1.5 e 3.5. A maioria das simulações de modelagem que projetam casos futuros estão usando R0s nesse intervalo.

Essas diferenças não são surpreendentes; há incerteza sobre muitos dos fatores que levam à estimativa de R0, como na estimativa do número de casos, especialmente no início de um surto.

Com base nessas estimativas atuais, as projeções do número futuro de casos de coronavírus estão repletas de altos níveis de incerteza e provavelmente serão imprecisas.

As dificuldades surgem por várias razões.

Primeiro, as propriedades básicas desse patógeno viral - como o período infeccioso - ainda são desconhecidas.

Segundo, os pesquisadores não sabem quantos casos leves ou infecções que não resultam em sintomas foram esquecidos pela vigilância, mas estão disseminando a doença.

Terceiro, a maioria das pessoas que apresentam esse novo coronavírus se recuperam e provavelmente ficam imunes a voltar a tomá-lo novamente. Não está claro como a mudança da suscetibilidade da população afetará a propagação futura da infecção. À medida que o vírus se desloca para novas regiões e comunidades, encontra pessoas com diferentes condições de saúde que afetam sua suscetibilidade a doenças, bem como diferentes estruturas sociais, as quais afetam sua transmissibilidade.

Finalmente, e provavelmente o motivo mais importante, ninguém sabe os impactos futuros das medidas atuais de controle de doenças. As estimativas atuais de R0 dos epidemiologistas não dizem nada sobre como medidas como restrições de viagem, distanciamento social e esforços de auto-quarentena influenciará a propagação contínua do vírus.

Sobre o autor

Joseph Eisenberg, Professor e Presidente de Epidemiologia, Universidade de Michigan

Este artigo foi republicado a partir de A Conversação sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.


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