Ukierunkowane strategie immunizacji

Ukierunkowane strategie immunizacji to podejścia mające na celu zwiększenie poziomu immunizacji populacji i zmniejszenie prawdopodobieństwa wybuchu epidemii . Chociaż często w odniesieniu do stosowania w praktykach opieki zdrowotnej i podawania szczepionek w celu zapobiegania wybuchom epidemii biologicznych, strategie te odnoszą się ogólnie do schematów szczepień w złożonych sieciach biologiczny, społeczny lub sztuczny. Identyfikacja grup ryzyka i osób z większym prawdopodobieństwem rozprzestrzenienia choroby często odgrywa ważną rolę w tych strategiach, ponieważ ukierunkowane szczepienia w grupach wysokiego ryzyka są niezbędne do skutecznego zwalczania i zapewniają wyższy zwrot z inwestycji niż immunizacja większych, ale niższych -grupy ryzyka.

Tło

Sukces szczepionek w zapobieganiu poważnym epidemiom opiera się na mechanizmie odporności zbiorowiskowej , znanej również jako odporność populacyjna, w której immunizacja jednostek zapewnia ochronę nie tylko jednostkom, ale także całej społeczności. W przypadku zakażeń biologicznych, takich jak grypa , odra i ospa wietrzna , uodpornienie krytycznej wielkości społeczności może zapewnić ochronę przed chorobą członkom, którzy sami nie mogą zostać zaszczepieni (niemowlętom, kobietom w ciąży i osobom z obniżoną odpornością ). osoby). Często jednak te programy szczepień wymagają uodpornienia znacznej większości populacji w celu zapewnienia odporności zbiorowiskowej. Kilka udanych programów szczepień doprowadziło do wyeliminowania chorób zakaźnych, takich jak ospa i księgosusz , a także prawie do wyeliminowania polio , które nękało świat przed drugą połową XX wieku.

Strategie oparte na sieci

Niedawno naukowcy przyjrzeli się wykorzystaniu właściwości łączności sieciowej, aby lepiej zrozumieć i zaprojektować strategie immunizacji zapobiegające poważnym wybuchom epidemii. Wykazano, że wiele rzeczywistych sieci, takich jak Internet , World Wide Web , a nawet sieci kontaktów seksualnych, jest sieciami bezskalowymi i jako takie wykazuje rozkład potęgowy dla dystrybucji stopni . W dużych sieciach powoduje to, że zdecydowana większość węzłów (osób w sieciach społecznościowych ) ma niewiele połączeń lub niski stopień k , podczas gdy kilka „hubów” ma znacznie więcej połączeń niż średnia < k >. Ta duża zmienność ( heterogeniczność ) w stopniu oferuje strategie immunizacji oparte na celowaniu w członków sieci zgodnie z ich łącznością, a nie losową immunizacją sieci. W modelowaniu epidemii w sieciach bezskalowych ukierunkowane schematy szczepień mogą znacznie zmniejszyć podatność sieci na wybuchy epidemii w porównaniu z losowymi schematami szczepień. Zazwyczaj te strategie skutkują koniecznością immunizacji znacznie mniejszej liczby węzłów w celu zapewnienia takiego samego poziomu ochrony całej sieci, jak w przypadku losowej immunizacji. W okolicznościach, w których szczepionek jest mało, skuteczne strategie szczepień stają się niezbędne do zapobiegania epidemiom zakaźnym.

Przykłady

Powszechne podejście do ukierunkowanych badań immunizacji w sieciach bezskalowych koncentruje się na celowaniu w węzły najwyższego stopnia do immunizacji. Te węzły są najlepiej połączone w sieci, co zwiększa prawdopodobieństwo rozprzestrzeniania się infekcji w przypadku infekcji. Uodpornienie tego segmentu sieci może drastycznie zmniejszyć wpływ choroby na sieć i wymaga uodpornienia znacznie mniejszej liczby węzłów w porównaniu z węzłami wybieranymi losowo. Strategia ta polega jednak na znajomości globalnej struktury sieci, co nie zawsze może być praktyczne. ^{[ potrzebne źródło ]}

Niedawna miara centralności, Percolation Centrality, wprowadzona przez Piraveenana i in. jest szczególnie przydatny w identyfikowaniu węzłów do szczepienia na podstawie topologii sieci. Jednak w przeciwieństwie do stopnia węzła, który zależy wyłącznie od topologii, centralność perkolacji uwzględnia topologiczne znaczenie węzła, jak również jego odległość od zainfekowanych węzłów przy podejmowaniu decyzji o jego ogólnym znaczeniu. Piraveenan i in. wykazało, że szczepienie oparte na centralności perkolacji jest szczególnie skuteczne, gdy odsetek osób już zakażonych jest tego samego rzędu wielkości, co liczba osób, które można zaszczepić, zanim choroba rozprzestrzeni się znacznie dalej. Jeśli rozprzestrzenianie się infekcji jest w powijakach, to szczepienie pierścieniowe otaczanie źródła infekcji jest najskuteczniejsze, natomiast jeśli odsetek osób już zarażonych jest znacznie wyższy niż liczba osób, które można by szybko zaszczepić, to szczepienie pomoże tylko tym, którzy są zaszczepieni i nie można osiągnąć odporności zbiorowiskowej. Szczepienie oparte na centralnej perkolacji jest najskuteczniejsze w krytycznym scenariuszu, w którym infekcja rozprzestrzeniła się już zbyt daleko, aby można ją było całkowicie otoczyć szczepieniem pierścieniowym, ale nie rozprzestrzeniła się na tyle szeroko, aby nie można jej było powstrzymać za pomocą szczepień strategicznych. Niemniej jednak Percolation Centrality wymaga również obliczenia pełnej topologii sieci, a zatem jest bardziej przydatna na wyższych poziomach abstrakcji (na przykład sieci miast, a nie sieci społecznościowe jednostek), gdzie łatwiej można uzyskać odpowiednią topologię sieci. ^{[ potrzebne źródło ]}

Zwiększenie zasięgu szczepień

Miliony dzieci na całym świecie nie otrzymują wszystkich rutynowych szczepień zgodnie z krajowym harmonogramem. Ponieważ szczepienia są potężną strategią zdrowia publicznego mającą na celu poprawę przeżywalności dzieci, ważne jest określenie, jakie strategie działają najlepiej, aby zwiększyć zasięg. W przeglądzie Cochrane oceniono skuteczność strategii interwencyjnych mających na celu zwiększenie i utrzymanie wysokiego poziomu szczepień dzieci w krajach o niskich i średnich dochodach. Włączono czternaście badań, ale większość danych naukowych była niskiej jakości. Dostarczanie rodzicom i innym członkom społeczności informacji na temat szczepień, edukacji zdrowotnej w placówkach w połączeniu z przeprojektowanymi kartami przypominającymi o szczepieniach, regularnymi akcjami informacyjnymi o szczepieniach z zachętami w gospodarstwie domowym i bez nich, wizytami domowymi i integracją szczepień z innymi usługami może poprawić zasięg szczepień dzieci w krajach o niskim poziomie i krajów o średnich dochodach. ^{[ potrzebne źródło ]}

Zobacz też

Szczepionka przeciw grypie
Immunizacja
Choroby, którym można zapobiegać poprzez szczepienia
Zwalczanie ospy
Eliminacja poliomyelitis
Choroba zakaźna
ILOVEYOU (epidemia robaków komputerowych w 2000 r.)
Epidemiologia
Model epidemiczny
Nauka o sieciach
Krytyczny rozmiar społeczności
Sieć bez skali
Złożona sieć
Teoria perkolacji
Pandemia