نمذجة تأثير المناعة المكتسبة طبيعياً من العدوى تحت الإكلينيكية على ديناميكيات تفشي المرض واستمرار داء الكلب في الكلاب المحلية الجزء 1

خلاصة

تم تطوير العديد من النماذج الرياضية لداء الكلب في الكلاب لاستكشاف الديناميكيات وإبلاغ استراتيجيات المكافحة. الافتراض الشائع لهذه النماذج هو أن المناعة المكتسبة بشكل طبيعي لا تلعب أي دور في ديناميكيات داء الكلب. ومع ذلك ، فقد كشفت الدراسات التجريبية عن وجود أجسام مضادة خاصة بداء الكلب في كلاب منزلية صحية غير محصنة ، ويرجع ذلك على الأرجح إلى التعرض للتحصين غير المميت. لقد طورنا نموذجًا عشوائيًا لداء الكلب في الكلاب ، محددًا بمعلمات لمقاطعة لايكيبيا ، كينيا ، لاستكشاف الآثار المترتبة على السيناريوهات المختلفة للمناعة الطبيعية ضد داء الكلب في الكلاب الأليفة. أشارت محاكاة هذه السيناريوهات باستخدام نموذج غير مكاني إلى أن المستويات المنخفضة من المناعة يمكن أن تعمل على الحد من حدوث داء الكلب ومنع استنزاف أعداد الكلاب الأليفة ، مما يزيد من احتمالية استمرار المرض.

ومع ذلك ، فإن دمج التركيب المكاني والاستجابة البشرية لحدوث داء الكلب المرتفع سمح للفيروس بالاستمرار في غياب المناعة. في حين أن المستويات المنخفضة من المناعة كان لها تأثير محدود في ظل التقريب الأكثر واقعية لديناميات داء الكلب ، إلا أن معدلات التعرض المرتفعة التي تؤدي إلى التمنيع غير المميت كانت مطلوبة لإنتاج معدلات انتشار مصلي على مستوى السكان مماثلة لتلك التي تم الإبلاغ عنها في الدراسات التجريبية. قد تساهم الإيجابيات الكاذبة و / أو التباين المكاني في ارتفاع معدلات الانتشار المصلي التجريبية. ومع ذلك ، إذا كانت معدلات الانتشار المصلي المرتفعة مرتبطة بمعدلات التعرض المرتفعة ، فإن هذه النتائج تدعم الحاجة إلى تغطية تطعيم عالية للسيطرة على هذا المرض بشكل فعال.

يمكن أن يؤدي التطعيم العالي إلى تحسين مناعة الجسم. التطعيم هو حث جهاز المناعة البشري على توليد استجابة مناعية ضد هذه العوامل الممرضة عن طريق حقن اللقاحات التي تحتوي على مستضدات مسببات الأمراض أو أجزاء من مسببات الأمراض التي تنسخها الفيروسات. هذه الاستجابة المناعية ضد مسببات الأمراض تحمي الجسم من أمراض معينة وتعزز مناعة الجسم. مناعة الإنسان مهمة جدًا أيضًا في الحياة اليومية. وجد في السجلات أنه يمكن استخدام Cistanche كمكمل غذائي لمناعتنا اليومية. يمكن لعديد السكاريد في Cistanche أن ينظم الاستجابة المناعية لجهاز المناعة البشري ويحسن قدرة إجهاد الخلايا المناعية ، مما يعزز تأثير مبيد الجراثيم للخلايا المناعية.

انقر عندما تأخذ cistanche

ملخص المؤلف

تم الإبلاغ عن الأجسام المضادة الخاصة بداء الكلب في الكلاب الأليفة غير المحصنة في العديد من الدراسات ، وفي بعض الحالات في نسبة كبيرة من السكان. قد تكون هذه الأجسام المضادة نتيجة التعرض غير المميت لداء الكلب مما يؤدي إلى اكتساب المناعة بشكل طبيعي ، والتي يمكن أن تؤثر على انتقال داء الكلب واستمراره.

في هذه الدراسة ، تم تطوير نموذج للنظر في مجموعة من السيناريوهات للمناعة المكتسبة بشكل طبيعي في مجموعة الكلاب المحلية. تمت مقارنة مخرجات النموذج لوقوع داء الكلب وانتشاره المصلي ، ونسبة السكان مع الأجسام المضادة لداء الكلب ، مع تقديرات الدراسات التجريبية. تشير نتائجنا إلى أن المناعة المكتسبة بشكل طبيعي يمكن أن تسهم في استمرار داء الكلب عن طريق الحد من حدوث المرض ومنع انقراض السكان.

ومع ذلك ، مع الأخذ في الاعتبار التركيب المكاني والاستجابة البشرية لحدوث داء الكلب المرتفع ، أظهر أن داء الكلب يمكن أن يستمر بدون مناعة مكتسبة بشكل طبيعي ، على الرغم من أن المناعة قد تسهم في انخفاض معدل الإصابة بداء الكلب المتوطن. أدى افتراض ارتفاع معدلات التعرض تحت الإكلينيكي إلى انتشار مصلي يضاهي تقديرات الدراسات التجريبية. ومع ذلك ، لا يزال هناك عدم يقين بشأن تفسير الأجسام المضادة لداء الكلب لدى الأفراد غير المطعمين ، وقد تساهم النتائج الإيجابية الخاطئة في ارتفاع معدلات الانتشار المصلي المبلغ عنها.

مقدمة

داء الكلب هو مرض حيواني المصدر ، يسببه فيروس موجه للأعصاب في عائلة الفيروسة الليزرية. على الرغم من أن الاستئصال قد تحقق في بعض أجزاء العالم ، لا يزال المرض يمثل عبئًا كبيرًا على الصحة العامة ، لا سيما في المناطق الريفية في إفريقيا وآسيا [1]. جميع أنواع الثدييات معرضة للإصابة بداء الكلب ، ومع ذلك ، فإن عددًا محدودًا فقط ، وخاصة الخفافيش والحيوانات آكلة اللحوم ، يمكنها الحفاظ على الفيروس داخل مجموعاتها [2]. تعتبر الكلاب الأليفة في إفريقيا المضيف الرئيسي لداء الكلب وتسبب غالبية حالات الإصابة بين البشر ، وبالتالي فإن السيطرة على المرض في هذا النوع هي المفتاح لمنع وفيات داء الكلب في البشر [3].

تم إنشاء العديد من النماذج لديناميات داء الكلب في مجموعات الكلاب المستأنسة [4،5]. أحد الافتراضات الشائعة في هذه النماذج هو أن المناعة تحدث فقط من خلال التطعيم ، وليس نتيجة التعرض غير المميت (على سبيل المثال [4-7] ، ولكن انظر [8]).

في حين أن داء الكلب عادة ما يكون مميتًا بعد ظهور الأعراض ، إلا أن Hampson et al. (2009) قدر أن 51 في المائة من التعرض للعض في الكلاب الأليفة لم يؤد إلى عدوى إكلينيكية [9]. من بين حوادث التعرض هذه ، من غير الواضح ما إذا كان الفيروس يفشل دائمًا في التأسيس ، ويظل المضيف عرضة للإصابة ، أو ما إذا كان يتم التخلص من الفيروس في بعض الحالات من قبل الجهاز المناعي للمضيف ، مع التطور اللاحق للمناعة الوقائية. في حين أن الشفاء من داء الكلب أمر نادر الحدوث ، فقد أظهرت الدراسات التجريبية أن التعرض غير المميت لداء الكلب يمكن أن يحدث ، مع عدم ظهور الأعراض على الأفراد المعرضين أو ظهور أعراض بسيطة فقط [10،11]. في ظل الظروف الميدانية ، كان هناك القليل من الاهتمام بالانقلاب المصلي ، وتطوير استجابة معينة للأجسام المضادة ، بعد التعرض لداء الكلب.

ومع ذلك ، أفاد Cleaveland and Dye (1995) أنه من بين 17 كلبًا عضها شخصان يشتبه في إصابتهما بداء الكلب ، نجا 12 كلبًا من التعرض ومن ثم تم تحويل أربعة منهم مصليًا. بالإضافة إلى التعرض للعضات تحت الإكلينيكية ، هناك أيضًا أدلة محدودة على أن التعرض عن طريق الفم ، على سبيل المثال من التغذية على جثث مصابة بالعدوى ، يمكن أن يؤدي إلى تطوير أجسام مضادة خاصة بداء الكلب في الحيوانات آكلة اللحوم [12 ، 13]. إن احتمالية أن يؤدي التعرض عن طريق الفم إلى تطوير مناعة ضد داء الكلب يتم دعمها أيضًا من خلال نجاح حملات التطعيم باستخدام اللقاحات الفموية [14 ، 15].

تم الكشف عن الأجسام المضادة الخاصة بداء الكلب في الأفراد الأصحاء غير الملقحين عبر العديد من مجموعات الكلاب المحلية في المناطق الموبوءة بداء الكلب ، مع مجموعة واسعة من الانتشار المصلي (النسبة المئوية للسكان الذين لديهم أجسام مضادة خاصة بداء الكلب يمكن اكتشافها) تم الإبلاغ عنها [16]. هناك العديد من التحديات لتفسير علم الأمصال ، بما في ذلك أن الدراسات المختلفة قد استخدمت اختبارات مختلفة ونقاط توقف لتحديد المصل [16 ، 17].

ومع ذلك ، نظرًا لأن داء الكلب السريري يحدث عادةً عند معدل انتشار منخفض ، مما يؤثر على ما يقرب من 1 في المائة من الكلاب سنويًا داخل السكان حيث يتوطن داء الكلب [6 ، 18 - 2 0] ، تم الكشف عن معدلات الانتشار المصلي المرتفعة في بعض الدراسات (مثل 7.4 بالمائة [ 21] ؛ 28.0 بالمائة [22] ؛ 28.8 بالمائة [23] ؛ 30 بالمائة [24]) يمكن أن تشير إلى معدلات عالية من التعرض غير المميت بالنسبة لمعدل التعرض المؤدي إلى عدوى إكلينيكية. بينما في بعض الحالات قد تكون نتائج اختبار الحيوانات التي ليس لها تاريخ من التعرض لداء الكلب إيجابية بسبب التحييد غير المحدد أو التفاعل التبادلي ، فإن هذه التقديرات العالية للانتشار المصلي تزيد من احتمال أن تلعب المناعة المكتسبة بشكل طبيعي دورًا أكثر أهمية في ديناميكيات داء الكلب مما كان يُنظر إليه سابقًا [ 16].

نتيجة لانخفاض معدل الإصابة بداء الكلب في مجموعات الكلاب الأليفة ، نادرًا ما يؤدي داء الكلب إلى استنزاف كبير للسكان [19 ، 25 ، 26]. ومع ذلك ، هناك دليل على أن انتقال داء الكلب يعتمد على التردد ، مع بقاء معدلات الانتقال ثابتة نسبيًا عبر نطاق واسع من كثافات الكلاب المنزلية [18،27]. تشير النمذجة إلى أن هذا الشكل من الانتقال يجب أن يؤدي إلى انتشار فاشيات عالية وخسائر كبيرة في السكان [18]. تشمل الآليات التي يمكن أن تحد من حدوث داء الكلب في ظل ظروف الحياة الواقعية البنية المكانية (التي يمكن أن تؤدي إلى استنفاد محلي للمجموعة المعرضة للإصابة دون انتقال واسع النطاق) ، والتدخل البشري ، مثل قتل وعزل الكلاب المعدية ، بعد زيادة الإصابة [5،9 ، 18،28].

يمكن أن تساهم المناعة المكتسبة بشكل طبيعي أيضًا في استمرار انخفاض مستوى داء الكلب من خلال حماية نسبة من السكان ، والتي يمكن أن تنتج بعد ذلك عوائل جديدة حساسة للإصابة. تم اعتبار المناعة المكتسبة بشكل طبيعي كآلية لاستمرار داء الكلب في الخفافيش مصاصة الدماء [29] ولكن لا يتم أخذها في الاعتبار في نماذج الكلاب المنزلية [على سبيل المثال ، 5،7،30].

في هذه الدراسة ، نستكشف آثار المناعة المكتسبة بشكل طبيعي ضد فيروس داء الكلب ، الناتجة عن التعرض تحت الإكلينيكي ، على ديناميكيات داء الكلب في الكلاب الأليفة باستخدام نموذج عشوائي محدد المعالم لمقاطعة لايكيبيا ، كينيا. داء الكلب مستوطن في لايكيبيا وقد تم الإبلاغ سابقًا عن انتشار مصلي بنسبة 28 في المائة في عدد الكلاب المستأنسة [22]. يستخدم النموذج غير المكاني في البداية لاستكشاف مجموعة واسعة من قيم المعلمات للمناعة المكتسبة بشكل طبيعي في الكلاب الأليفة. ثم يتم توسيع هذا النموذج إلى نموذج مكاني للنظر في مجموعة فرعية من سيناريوهات المناعة المحتملة. بينما يعتمد النموذج المكاني على عدد أكبر من الافتراضات ، فإنه يسمح بالنظر في الآثار المترتبة على المناعة في ظل تقريب أكثر واقعية لديناميات داء الكلب.

طُرق

تم تطوير نموذج عشوائي لداء الكلب وتم تحديد معاييره لتعداد الكلاب المحلية في مقاطعة لايكيبيا ، كينيا. تم استخدام بنية مجزأة مع كلاب مقسمة إلى أفراد (S) حساسين يمكن أن يصابوا بالفيروس ، والأفراد (E) الذين يحتضنون الفيروس ، والأفراد المعدية (I) الذين يمكنهم نقل الفيروس ، والأفراد الذين لديهم مناعة مكتسبة بشكل طبيعي (R ) محصنة ضد إعادة العدوى ويفترض أنها تحتوي على أجسام مضادة لداء الكلب يمكن اكتشافها. تمت محاكاة إجمالي عدد السكان البالغ 63434 كلبًا وافترض أن جميع الأفراد لم يتم تلقيحهم. يتم عرض طرق لتقدير أعداد الكلاب المحلية ومحاكاة ديموغرافيا الكلاب في نص S1.

ديناميات النقل

بالنسبة لداء الكلب ، تتم غالبية عمليات الانتقال من خلال التعرض للدغة [31]. ومع ذلك ، قد تكون طرق الانتقال الأخرى ، مثل التعرض عن طريق الفم ، ذات صلة عند النظر في العدوى تحت الإكلينيكية [13 ، 32 ، 33]. لذلك تم تعريف التعرض على أنه أي تفاعل بين الأفراد يمكن أن يؤدي إلى انتقال فيروسي. تم افتراض أن معدل التعرض يعتمد على التردد ، بناءً على العديد من الدراسات التي أشارت إلى أن R 0 (رقم التكاثر الأساسي: متوسط ​​عدد الحالات الثانوية الناتجة عن حالة واحدة في مجموعة سكانية معرضة تمامًا) لداء الكلب هو نسبيًا متسقة مع مجموعات الكلاب الأليفة عبر مجموعة من الكثافات السكانية [27،34،35].

تم إجراء الاستكشاف الأولي للنموذج باستخدام قيمة R {0} البالغة 1.2 ، والتي تقع في نطاق واحد إلى اثنين يتم الإبلاغ عنها عادةً لداء الكلب المنزلي [9،35]. تم أيضًا مراعاة تأثير قيم R 0 الأعلى ضمن هذا النطاق باستخدام النموذج المكاني. تم إعادة ترتيب المعادلة التالية لـ R0 لحساب معدل التعرض للعدوى () ، عدد الأفراد المعرضين يوميًا بواسطة فرد معدي:

ناتج معدل التعرض () واحتمال الإصابة بعدوى سريرية بعد التعرض (ϕ) يلتقط معدل الانتقال. تم العثور على رقم التكاثر الأساسي ، R 0 ، بضرب هذه الكمية في متوسط ​​مدة الفترة المعدية (1 / ν).

نمذجة المناعة المكتسبة بشكل طبيعي

بعد الكشف عن شخص حساس ، افترضنا أن هناك ثلاثة احتمالات. اعتمادًا على احتمال الإصابة بعدوى إكلينيكية () ، تدخل نسبة من الأفراد الحيز المكشوف ، ومنه يتقدمون ليصبحوا معديين سريريًا بمعدل σ في اليوم. وبمجرد أن تصبح الكلاب معدية ، فإنها تخضع للإصابة بداء الكلب بعد 3.1 أيام (ν -1) في المتوسط ​​[9]. النسبة المتبقية (1- ϕ) معرضة تحت الإكلينيكي وإما أصبحت محصنة من خلال تطوير استجابة الجسم المضاد (ρ) ، وتدخل الحيز R ، أو تظل عرضة (1- ρ). يضع هذا الهيكل النموذجي افتراضات مفادها أن الكلاب لا يمكنها تطوير داء الكلب المصحوب بأعراض ثم التعافي وأن الأفراد المعرضين تحت الإكلينيكي لا ينقلون المرض.

في هذا النموذج ، تم افتراض أن أي فرد في المقصورة المناعية (R) لديه أجسام مضادة لداء الكلب يمكن اكتشافها والتي تمنح مناعة وقائية. لذلك ، تم اعتبار نسبة الأفراد في المقصورة R مساوية للانتشار المصلي المتوقع. افترضنا أن ديناميكيات الأجسام المضادة التي تم تطويرها من خلال التعرض الطبيعي يمكن مقارنتها بتلك الموجودة في المناعة المشتقة من اللقاح.

استنادًا إلى المعدل الذي يصبح فيه عيار الأجسام المضادة غير قابل للاكتشاف في ظل الظروف الميدانية بعد التطعيم ، لاستكشاف النموذج الأولي ، كان من المفترض أن يظل الأفراد في حجرة R لمدة عام واحد في المتوسط ​​(δ -1) [36-38]. ومع ذلك ، فقد أظهرت تجارب التحدي أن مناعة داء الكلب يمكن أن تستمر لفترات أطول ، وقد تظل الكلاب محمية حتى في حالة تضاؤل ​​إطارات الأجسام المضادة إلى ما دون المستويات التي يمكن اكتشافها [39-41] ، لذلك تم أيضًا استكشاف تأثير فترة الثبات الطويلة لمدة ثلاث سنوات باستخدام النموذج المكاني.

تصف المعادلات التالية النموذج الكامل غير المكاني:

تم وصف قيم المعلمات في الجدول 1.

دمج الهيكل المكاني والتدخل البشري

بينما يسمح النموذج غير المكاني باستكشاف ديناميات داء الكلب مع تقليل عدد الافتراضات الموضوعة ، فإنه يفشل في التقاط الجوانب الرئيسية لديناميكيات داء الكلب. أظهرت الدراسات السابقة التي طورت النماذج الوبائية لداء الكلب أهمية ديناميكيات داء الكلب في البنية المكانية ، وحركة الكلاب بوساطة بشرية ، والتدخل البشري في حالة ارتفاع معدل الإصابة بداء الكلب [18،43-45]. للنظر في الآثار المترتبة على المناعة المكتسبة بشكل طبيعي في ظل سيناريو أكثر واقعية ، تم توسيع النموذج غير المكاني ليشمل التباين المكاني والتدخل البشري.

تم استخدام بنية التصحيح كشكل من أشكال نموذج التمثيل الغذائي حيث تمثل المجموعات السكانية الفرعية قطع الأرض المجاورة. في المجموع ، تم تضمين 154 رقعة ، تمثل مجموعة من استخدامات الأراضي ، مثل المزارع الفردية والقرى والمجتمعات التي لديها مجتمعات بشرية متميزة ، وبالتالي من المتوقع أن يكون لديها مجموعات كلاب منزلية منفصلة (الشكل 1).

كان من المفترض أن تظل الكلاب المعدية داخل رقعتها ولكنها يمكن أن تنتقل إلى الأفراد المعرضين للإصابة في بقع أخرى. لذلك ، تم افتراض أن قوة العدوى داخل الرقعة الأولى تعتمد على عدد الأفراد المصابين بالعدوى ، مضروبة في احتمال ملامسة البقع التي كان فيها هؤلاء الأفراد المصابون بالعدوى. وترد تفاصيل حساب احتمالات الاتصال في نص S1.

بينما كان يُفترض أن الكلاب المعدية تبقى في رقعتها ، تمت محاكاة حركة الكلاب المعرضة (S) ، والمكشوفة (E) ، والكلاب المناعية (R) بين البقع بواسطة حركة بوساطة الإنسان باستخدام نموذج الجاذبية (انظر نص S1 للحصول على التفاصيل) . تم اقتراح أن التدخل البشري استجابة لارتفاع معدل الإصابة بداء الكلب من خلال التدخلات مثل تقييد أو قتل الكلاب المصابة بداء الكلب هو عامل مهم في الحد من حدوث داء الكلب [9 ، 18]. تم دمج هذه الاستجابة في النموذج من خلال الزيادة المعتمدة على الحدوث في معدل وفيات الكلاب المعدية ، والتي يُفترض أنها تعمل على المستوى المحلي داخل البقع.

داخل كل رقعة ، كان من المفترض أنه في حالة وفاة أكثر من 1 في المائة من القدرة الاستيعابية للرقعة بسبب داء الكلب في الشهر السابق ، تسبب التدخل البشري المتزايد في زيادة معدل الوفيات للأفراد المصابين. يتم توفير مزيد من التفاصيل حول تحديد معلمات هذه الاستجابة في نص S1 ، ويتم تقديم النتائج من عمليات المحاكاة عبر مجموعة من مستويات التدخل لإظهار التأثير على مخرجات النموذج في الشكل S1.

سيناريوهات المناعة

المعلمات ذات الأهمية الرئيسية للنموذج هي نسبة التعرض المؤدي إلى العدوى السريرية (ϕ) ، والتعرضات تحت السريرية ({{0}} ϕ) ، والنسبة التي تطور المناعة (ρ). عن التعرض للدغات ، هامبسون وآخرون. (2009) قدر أن 0.49 أدى إلى عدوى إكلينيكية. ومع ذلك ، فإن طرق التعرض الأخرى ، مثل التغذية على الجثث المصابة ، أو نقل اللعاب أثناء الاتصال الاجتماعي ، قد تقل احتمالية أن تؤدي إلى عدوى إكلينيكية مقارنة بالتعرض للدغات [31 ، 33]. بالمقارنة مع النظر في التعرض للعض فقط ، فإن دمج أشكال أخرى من التعرض يمكن أن يؤدي بالتالي إلى معدل تعرض أعلى () ولكن احتمالية أقل للإصابة بعدوى سريرية ().

باستخدام النموذج غير المكاني ، لاستكشاف الآثار المترتبة على الاحتمالات المختلفة للتعرض غير المميت لداء الكلب ، قمنا بتنويع ϕ على خمسة مستويات بين 0. 0 5 (حالات التعرض القليلة جدًا تؤدي إلى عدوى إكلينيكية) و {{ 5}} 95 (تؤدي جميع حالات التعرض تقريبًا إلى عدوى إكلينيكية) ولكن تم إصلاح R 0 عند 1.2. نتيجة لذلك ، عندما تكون أعلى ، ينخفض ​​معدل التعرض () وفقًا للعلاقة R 0=ϕ / ν ، لإنتاج نفس العدد من العدوى السريرية الثانوية. أعطت هذه العلاقة نطاقًا لـ 0. 37–7. 0 6 حالات تعرض لكل فرد مُعدٍ في اليوم لمعدل R0 يبلغ 1.2. لكل مستوى من ϕ ، قمنا بتشغيل النموذج عبر خمسة مستويات من ρ ، احتمالية تطوير المناعة ، من 0 (لا يؤدي التعرض تحت الإكلينيكي إلى المناعة) إلى 1 (جميع حالات التعرض تحت الإكلينيكي تؤدي إلى المناعة) لإعطاء 25 مجموعة من المتغيرات في المجموع. بالإضافة إلى ذلك ، يتم تقديم تحليل حساسية للنموذج غير المكاني في نص S2.

بعد استكشاف النطاق الكامل لقيم المعلمات ، تم النظر في مجموعات من ثلاثة معلمات بالتفصيل ، والتي تمثل ثلاثة سيناريوهات محتملة (الجدول 1). افترض السيناريو الأول (أ) عدم وجود تطور للمناعة المكتسبة بشكل طبيعي. في هذا السيناريو ، تم افتراض أن الانتقال حدث فقط من خلال التعرض للدغات و 5 0 في المائة من اللدغات أدت إلى عدوى إكلينيكية (بناءً على تقدير 0.49 من Hampson et al. (2009)، ϕ=0. 5) مع بقاء هؤلاء الأفراد غير المصابين بعدوى إكلينيكية عرضة للإصابة (ρ=0). السيناريو الثاني (ب) يمكن اكتساب المناعة المفترضة بعد التعرض للدغة غير مميتة.

كان احتمال الإصابة السريرية مساويًا للسيناريو الأول (ϕ=0. 5) ولكن من حالات التعرض للدغات التي لا تؤدي إلى عدوى إكلينيكية ، كان من المفترض أن 25 بالمائة قد طوروا مناعة (ρ=0. 25 ). السيناريو الثالث (ج) يمثل السيناريو الأقل تحفظًا للمناعة الطبيعية. كان من المفترض أنه بالإضافة إلى التعرض للعض ، حدثت أيضًا أشكال أخرى من التعرض ، مثل التعرض عن طريق الفم من خلال الاتصال الاجتماعي ، مما أدى إلى زيادة معدل التعرض ، ولكن نسبة أقل من التعرض أدت إلى حدوث عدوى إكلينيكية (ϕ=0 .05 و=7. 7). من بين حالات التعرض تحت الإكلينيكي ، افترضنا أن 50 بالمائة من حالات التعرض تحت الإكلينيكي قد طورت مناعة (ρ=0. 5).

نموذج التشغيل والمخرجات المستخرجة

تم تنفيذ النموذج باستخدام حزمة SimInf في R [48]. تم تنفيذ ديناميكيات العدوى كسلاسل ماركوف المستمرة باستخدام خوارزمية Gillespie العشوائية. تم تشغيل النموذج بخطوة زمنية يومية مع استخلاص المخرجات على فترات أسبوعية. لكل محاكاة للنموذج المكاني ، بدأ النموذج مع انتشار 0. 5 بالمائة (24 كلبًا) في الرقعة ذات الحجم السكاني الأكبر. في النموذج غير المكاني ، تم تقديم 24 فردًا أيضًا. لكل مجموعة من المعلمات ، تم تشغيل 1000 محاكاة لمدة 30 عامًا.

تم قياس احتمالية استمرار داء الكلب كنسبة مئوية من عمليات المحاكاة التي ظل فيها الأفراد المصابون بالعدوى حاضرين في السكان بعد 30 عامًا من الإدخال. بالنسبة لعمليات المحاكاة التي ظل فيها داء الكلب موجودًا ، تم استخراج معدل الإصابة السنوي لكل 100 ، 000 كلاب للعام الأخير ، ونسبة المناعة في الخطوة الزمنية النهائية عبر السكان. بالإضافة إلى ذلك ، للنظر في التباين المكاني في الانتشار المصلي المتوقع بين البقع في النموذج المكاني ، تمت محاكاة أخذ العينات المصلية داخل البقع. لكل محاكاة ، تم اختيار رقعة بشكل عشوائي ، وتم محاكاة عينة من 30 فردًا. تم أخذ نسبة هؤلاء الأفراد في المقصورة R باعتبارها الانتشار المصلي المتوقع داخل الرقعة.

التقديرات التجريبية لوقوع داء الكلب ، وانخفاض عدد السكان ، والانتشار المصلي

للنظر في معقولية مجموعات المعلمات المختلفة للتعرض غير المميت والمناعة المكتسبة بشكل طبيعي ، قمنا بمقارنة مخرجات النموذج لحدوث داء الكلب ، وانخفاض عدد السكان ، والانتشار المصلي المتوقع مع التقديرات التجريبية المستخرجة من الأدبيات. بالنسبة لمقاطعة لايكيبيا ، لا يوجد حاليًا تقدير لحدوث داء الكلب السنوي في أعداد الكلاب المحلية. لذلك ، في حالة عدم وجود بيانات خاصة بالموقع ، استخرجنا نطاقات معقولة من مجموعات الكلاب المحلية الأخرى ذات النطاق الحر (انظر الجدول 2). استخرجنا هذه المعطيات من الدراسات التي أجريت ترصدًا نشطًا ، حيث من المرجح أن يقلل الترصد السلبي بشكل ملحوظ من الوقوع [26]. بناءً على هذه الدراسات ، افترضنا حدًا أعلى لحدوث داء الكلب سنويًا يبلغ 1500/100 ، 000 (الجدول 2).

بسبب انخفاض معدل الإصابة بداء الكلب ، ليس من المتوقع أن ينجم انخفاض كبير في عدد السكان عن داء الكلب المتوطن ، على الرغم من أن السكان قد يتقلبون في الحجم. على سبيل المثال ، في مجموعات الكلاب المصابة بداء الكلب المتوطن في إندونيسيا وجنوب إفريقيا ، Morters et al. (2014) أبلغ عن تباين في حجم السكان يصل إلى 22 بالمائة عن المتوسط ​​خلال فترة الدراسة. في جنوب إفريقيا ، Conan et al. (2015) تقرير التغيرات السنوية في حجم السكان من 18.6 بالمائة إلى -24. 5 بالمائة. في هذه الدراسة ، افترضنا أنه بمجرد توطنه ، بعد 30 عامًا من الإدخال ، لن يتسبب داء الكلب في انخفاض عدد السكان بنسبة تزيد عن 20 في المائة بالنسبة إلى القدرة الاستيعابية.

نظرنا أيضًا في الانتشار المصلي الذي تنبأ به النموذج بالنسبة للتقديرات التجريبية. في لايكيبيا ، براجر وآخرون. (2 0 12) أبلغ عن انتشار مصلي بنسبة 28 بالمائة في 75 كلبًا منزليًا تم اختبارها باستخدام اختبار تثبيط التركيز الفلوري السريع (RFFIT ؛ 95 بالمائة CI: 18.2 - 39.6 بالمائة). ومع ذلك ، استخدمت هذه الدراسة حدًا فاصلًا منخفضًا قدره 0. 05 وحدة دولية / مل مما يزيد من احتمالية النتائج الإيجابية الزائفة. هناك أيضًا دليل على أن مقايسات الممتز المناعي المرتبط بالإنزيم (ELISAs) أكثر تحديدًا للكشف عن التعرض غير المميت بالنسبة لاختبارات التعادل [21]. كشفت الدراسات التي تستخدم ELISAs أيضًا عن ارتفاع معدل الانتشار المصلي. Laurenson et al. (1997) وجد معدل انتشار مصلي بنسبة 30.0 في المائة في ناميبيا [24] ، Bahloul et al. (2005) 28.8 بالمائة في تونس [23] ، وكليفلاند وآخرون. (1999) 7.4 بالمائة في تنزانيا [21]. لذلك اعتبرنا نطاقًا يتراوح بين 7 و 30 في المائة من الانتشار المصلي في الكلاب الأليفة [16].

نتائج

نموذج غير مكاني

Assuming an R0 of 1.2, with no spatial structure and no incidence-dependent human response, rabies was not predicted to persist in the absence of any naturally acquired immunity (ρ = 0) or with a low probability of sub-clinical exposure (ϕ = 0.95) (Fig 2A). Allowing a proportion of dogs to develop immunity (ρ>{0}) زاد من احتمالية استمرار داء الكلب ، مع أعلى احتمالات ثبات عند الاحتمالات المتوسطة للمناعة المكتسبة. على سبيل المثال ، بافتراض أن 5 0 بالمائة من حالات التعرض أدت إلى عدوى إكلينيكية ، حيث طور 25 بالمائة من الأفراد المعرضين للمرض دون إكلينيكي مناعة (السيناريو ب- ϕ=0. 5 ، ρ=0. 25 ) ، ظل داء الكلب مستوطنًا في 94 بالمائة من عمليات المحاكاة. كان معدل الحدوث السنوي المتوسط ​​في ظل هذا السيناريو مرتفعًا عند 61،820 / 100 ، 000 (النطاق الرباعي (IQR): 19139/100 ، 000) ، مع انخفاض كبير في عدد السكان بالنسبة إلى السعة الاستيعابية (الوسيط: 96.0 في المائة ، معدل الذكاء: 2.0 في المائة). أدى افتراض احتمالات أعلى للمناعة المكتسبة إلى انخفاض الثبات ، بسبب انخفاض معدل الإصابة وزيادة احتمال الانقراض العشوائي.

على سبيل المثال ، في ظل السيناريو ج ، مع احتمال ضئيل للإصابة بالعدوى السريرية للفرد (ϕ=0. 05) ، واحتمال كبير لتطوير المناعة (ρ = 0. 5) ، تم تقليل الإصابة إلى 2،207 / 100 ، 000 (IQR: 1181) مع استمرار الإصابة بداء الكلب في 87 بالمائة من عمليات المحاكاة. لم يؤد أي مزيج من المعلمات في النموذج المتجانس إلى نواتج وسيطة لكل من الحدوث وانخفاض عدد السكان في النطاق المعقول (الجدول 3). ومع ذلك ، من بين مجموعات المعلمات التي تم توقع استمرار داء الكلب في معظم عمليات المحاكاة ، كان للسيناريو C (سيناريو المناعة العالية ، الجدول 2) حدوث أقرب إلى النطاق المعقول وانخفاض متوسط ​​عدد السكان بنسبة 3.6 في المائة (معدل الذكاء: 1.1 بالمائة) (الشكل 2).

من بين المجموعة الكاملة المكونة من 25 توليفة من المعلمات التي تم النظر فيها ، فإن المجموعة التي ولّدت أعلى متوسط ​​انتشار مصلي متوقع ، وهو 16. 0 بالمائة (معدل الذكاء: 3.5 بالمائة) ، كان احتمال إصابة الفرد بعدوى إكلينيكية (ϕ) من { {5}}. 0 5 واحتمال تطوير مناعة (ρ) من 0 .25. هذا الانتشار المصلي المتوقع قريب من عتبة مناعة القطيع لـ R 0 من 1.2 (1-1 / R 0=0. 167). عند هذه العتبة ، يصيب كل فرد معدي شخصًا آخر في المتوسط ​​، مما يؤدي إلى عدوى مستوطنة مستقرة. بالنسبة للمجموعة الفرعية المكونة من ثلاثة سيناريوهات مناعة تم النظر فيها ، كانت التواتر المصلي المتوقع باستخدام النموذج غير المكاني 0. 0 بالمائة (IQR: 0. 0 بالمائة) ، 11.1 بالمائة (IQR: 5.2 بالمائة ) و 14.9 بالمائة (معدل الذكاء: 6.1 بالمائة) للسيناريوهات A و B و C على التوالي.

For more information:1950477648nn@gmail.com