Ukierunkowane strategie szczepień - Targeted immunization strategies

Strategie ukierunkowanego uodporniania to podejścia zaprojektowane w celu zwiększenia poziomu uodpornienia populacji i zmniejszenia 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 o charakterze biologicznym, społecznym lub sztucznym. Identyfikacja grup ryzyka i osób z większym prawdopodobieństwem rozprzestrzeniania się choroby często odgrywa ważną rolę w tych strategiach.

Tło

Skuteczność szczepionek i oprogramowania antywirusowego w zapobieganiu poważnym epidemiom opiera się na mechanizmie odporności zbiorowej , znanej również jako odporność społeczności, gdzie szczepienie jednostek zapewnia ochronę nie tylko jednostkom, ale także całej społeczności. W przypadku zakażeń biologicznych, takich jak grypa , odra i ospa wietrzna , immunizacja społeczności o krytycznym rozmiarze może zapewnić ochronę przed chorobą członkom, którzy sami nie mogą być zaszczepieni (niemowlęta, kobiety w ciąży i osoby z obniżoną odpornością ). Często jednak te programy szczepień wymagają immunizacji znacznej większości populacji, aby zapewnić odporność stada. Kilka udanych programów szczepień doprowadziło do wykorzenienia chorób zakaźnych, takich jak ospa i księgosusz , a także do niemal wykorzenienia polio , które nękało świat przed drugą połową XX wieku.

Strategie sieciowe

Niedawno badacze przyjrzeli się wykorzystaniu właściwości łączności sieciowej, aby lepiej zrozumieć i zaprojektować strategie immunizacji, aby zapobiegać poważnym wybuchom epidemii. Wykazano, że wiele prawdziwych sieci, takich jak Internet , sieć ogólnoświatowa , a nawet sieci kontaktów seksualnych, jest sieciami bez skali i jako takie wykazują dystrybucję prawa do dystrybucji stopni naukowych . W dużych sieciach powoduje to, że zdecydowana większość węzłów (osoby 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 ukierunkowaniu na członków sieci zgodnie z ich łącznością, a nie losową immunizację sieci. W modelowaniu epidemii w sieciach nieskalowanych, ukierunkowane schematy szczepień mogą znacznie zmniejszyć podatność sieci na epidemie w porównaniu z przypadkowymi schematami szczepień. Zazwyczaj strategie te powodują konieczność immunizacji znacznie mniejszej liczby węzłów, aby zapewnić taki sam poziom ochrony całej sieci, jak w przypadku immunizacji losowej. W sytuacji, gdy szczepionek jest mało, konieczne są skuteczne strategie szczepień, aby zapobiec wybuchom epidemii.

Przykłady

Powszechne podejście do ukierunkowanych badań immunizacji w sieciach bez skali koncentruje się na ukierunkowaniu na węzły o najwyższym stopniu immunizacji. Węzły te są najlepiej połączone w sieci, co sprawia, że ​​w przypadku infekcji są bardziej podatne na rozprzestrzenianie się zarazy. Uodpornienie tego segmentu sieci może drastycznie zmniejszyć wpływ choroby na sieć i wymaga uodpornienia znacznie mniejszej liczby węzłów w porównaniu z węzłami wybieranymi losowo. Jednak strategia ta opiera się na znajomości globalnej struktury sieci, co nie zawsze może być praktyczne.

Inna strategia, zwana uodparnianiem znajomości , polega na uodpornianiu się silnie połączonych węzłów, losowo wybierając węzły, ale uodparniając ich sąsiadów bez znajomości pełnej topologii sieci . W tym podejściu wybierana jest losowa grupa węzłów, a następnie do immunizacji wybierany jest losowy zestaw ich sąsiadów. Najsilniej połączone węzły znacznie częściej znajdują się w tej grupie sąsiadów, więc uodpornienie tej grupy skutkuje celowaniem w najlepiej połączone, ale wymaga znacznie mniej informacji o sieci. Inny wariant tej strategii ponownie wymaga losowego wyboru węzłów, ale zamiast tego prosi o jednego z ich sąsiadów z wyższym stopniem lub przynajmniej wyższym niż określony progowy stopień i uodparnia je. Te strategie oparte na stopniach naukowych konsekwentnie wymagają uodpornienia mniejszej liczby węzłów i jako takie zwiększają szanse sieci na ataki epidemii. Kitsak et al.

Ostatnia miara centralności, Percolation Centrality, wprowadzona przez Piraveenana i in. jest szczególnie przydatny w identyfikacji węzłów do szczepień w oparciu o topologię sieci. Jednak w przeciwieństwie do stopnia węzła, który zależy od samej topologii, centralność perkolacji uwzględnia topologiczne znaczenie węzła, a także jego odległość od zainfekowanych węzłów, decydując o jego ogólnym znaczeniu. Piraveenan i in. wykazali, że szczepienia oparte na perkolacji są 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, szczepienia pierścieniowe otaczające źródło infekcji są najskuteczniejsze, natomiast jeśli odsetek osób już zarażonych jest znacznie wyższy niż liczba osób, które można szybko zaszczepić, szczepienie pomoże tylko tym, którzy są zaszczepione i nie można uzyskać odporności stada. Szczepienie oparte na perkolacji jest najskuteczniejsze w krytycznym scenariuszu, w którym infekcja rozprzestrzeniła się już zbyt daleko, aby mogła być całkowicie otoczona szczepionkami pierścieniowymi, ale nie rozprzestrzeniła się wystarczająco szeroko, aby nie można jej było powstrzymać szczepieniami strategicznymi. Niemniej jednak Perkolacja Centrality wymaga również obliczenia pełnej topologii sieci, a zatem jest bardziej przydatna na wyższych poziomach abstrakcji (na przykład sieci miast, a nie sieci społecznościowe osób), gdzie można łatwiej uzyskać odpowiednią topologię sieci.

Zwiększenie zasięgu szczepień

Miliony dzieci na całym świecie nie otrzymują wszystkich rutynowych szczepień zgodnie z ich krajowym harmonogramem. Ponieważ szczepienia są potężną strategią zdrowia publicznego, mającą na celu poprawę przeżycia dzieci, ważne jest, aby określić, które strategie działają najlepiej w celu zwiększenia zasięgu. W przeglądzie Cochrane oceniono skuteczność strategii interwencyjnych w celu zwiększenia i utrzymania wysokiego zasięgu szczepień dziecięcych w krajach o niskich i średnich dochodach. Uwzględniono czternaście badań, ale większość danych naukowych była niskiej jakości. Zapewnienie rodzicom i innym członkom społeczności informacji na temat szczepień, edukacji zdrowotnej w placówkach w połączeniu z przeprojektowanymi kartami przypominającymi o szczepieniach, regularnym kontaktem ze szczepieniami z zachętami domowymi i bez nich, wizytami domowymi oraz integracją szczepień z innymi usługami może poprawić zasięg szczepień dziecięcych w niskim i kraje o średnim dochodzie.

Zobacz też

Bibliografia