Las ‘zonas calientes’ de transmisión impulsan los patrones de infección por COVID-19, dice un estudio


Se prevé que la aparición de un clima más frío en muchas partes del mundo, en particular en el hemisferio norte, marcará el comienzo de nuevos aumentos en las tasas de infección por coronavirus 2019 (COVID-19), hospitalizaciones y, en última instancia, muertes. Para contener el virus de forma eficaz, se han explorado muchos modelos de transmisión.

Un estudio reciente publicado en medRxiv* preprint server en noviembre de 2020 describe dos modelos matemáticos diferentes de zonas de alta infección, que conducen a diferentes efectos sobre la transmisión viral. Esto subraya la necesidad de comprender cómo se propaga el virus dentro de una comunidad, así como dentro de subgrupos con diferentes patrones de interacción.

Transmisión

Las ‘zonas calientes’ de transmisión impulsan la pandemia de COVID-19. Haber de imagen: Optimarc / Shutterstock

La mayoría de los modelos de enfermedades infecciosas siguen los modelos SIS o SIR. El primero incluye individuos susceptibles e infectados, y el segundo incorpora categorías susceptibles, infectadas y recuperadas. Varios investigadores han basado sus estudios en el supuesto de interacciones y estructuras comunitarias homogéneas. Otros tienen en cuenta patrones distintivos basados ​​en grupos de edad, destrucción espacial y redes de contacto. Sin embargo, COVID-19 muestra algunos patrones inusuales que no se ajustan a los modelos de infección convencionales.

Con respecto al COVID-19, se cree que el virus se propaga “en general” a medida que las personas realizan su vida diaria, como ocurre con la influenza. Dentro de este patrón normal de interacciones, hay eventos especiales como la ocurrencia de eventos de superpropagación, caracterizados por la propagación del virus de un individuo a un gran número de personas.

Las zonas calientes impulsan la pandemia

En la pandemia actual, la transmisión viral parece ser eficiente en ciertos entornos en los que muchas personas interactúan en interiores durante períodos prolongados, como restaurantes, hogares de ancianos, plantas industriales, prisiones y dormitorios para trabajadores. Estos se denominan “zonas calientes” de transmisión y pueden resultar en muchas más infecciones en comparación con las que ocurren al aire libre y entre miembros de la comunidad en general.

Representación esquemática de los supuestos del modelo.

Representación esquemática de los supuestos del modelo.

Estas zonas calientes pueden deberse a interacciones recurrentes entre las mismas personas, lo que lleva a la multiplicación de contactos infecciosos y provoca la amplificación viral. Investigaciones anteriores basadas en estos dos tipos de zonas mostraron que la propagación eficiente de la infección parece depender de la propagación de la zona caliente en dosis altas. Esto es a pesar del hecho indudable de que la mayoría de las infecciones son leves y pueden ocurrir en la comunidad en general.

El estudio actual se centra en la formación y propagación del virus dentro de dos tipos de zonas calientes: estática y dinámica.

Zonas calientes estáticas

El primer tipo está representado por un compartimento grande, que denota la comunidad en general, y zonas calientes individuales, indicadas por parches de tamaño pequeño. Dentro de estas zonas, incluidas las cárceles, las plantas de procesamiento de alimentos y los hogares de ancianos, hay interacciones repetidas y regulares entre las mismas personas, lo que conduce a una alta frecuencia de transmisión.

El virus puede ser llevado por alguien de la comunidad en general a esta zona caliente, provocando una amplia cadena de transmisión. Es probable que dichos individuos sean aquellos con una infección leve (ya que los individuos severamente infectados probablemente no llegarán a tales zonas) y que provengan de un número relativamente pequeño de tales individuos dentro de la comunidad en general.

La infección luego se propaga dentro de la zona caliente, pero sus miembros también la devuelven a la comunidad en general. Cuanto mayor es la prevalencia de la infección, mayor es el porcentaje de infecciones graves. Una vez que la prevalencia cruza un umbral algo alto, todas las infecciones son graves.

Esto nuevamente está muy cerca del patrón visto en COVID-19, donde las personas expuestas a una dosis más alta del virus se enferman más gravemente. En Estados Unidos, los casos graves se detectaron por primera vez en hogares de ancianos, lo que nuevamente coincide con este modelo.

Los investigadores suponen una tasa de reproducción baja en la comunidad en general, alrededor de 1,25, pero más alta en las zonas calientes, 3,75, porque esta última permite una tasa de propagación más rápida. Sin intervenciones, esto permitiría que las infecciones leves se propaguen, sembrando zonas calientes.

Esto conduce a un rápido aumento en la tasa de infecciones leves en la comunidad, impulsada por y similar a la de las zonas calientes. Surgen infecciones comunitarias más graves, quizás marcando el inicio de las pruebas comunitarias a medida que surgen más casos sintomáticos. Esto está en consonancia con la situación inicial en Estados Unidos, según los investigadores. Primero se observó un tiempo de duplicación rápido, con una desaceleración progresiva más adelante.

La extinción de la infección en algunas zonas calientes va seguida de la siembra en otras. Por lo tanto, el número de infecciones de la comunidad alcanza su punto máximo y luego disminuye, de modo que el valor R disminuye lentamente. Esto permite la siembra de más zonas calientes y la propagación retrógrada de la comunidad. Por lo tanto, las infecciones fluctúan hacia arriba y hacia abajo alrededor de un nivel constante.

El papel de las intervenciones

El estudio también explora los efectos de las NPI, de modo que sin ninguna intervención, la infección alcanzaría su punto máximo primero, sembrando una zona caliente tras otra. Cada zona caliente muestra una creciente propagación de la infección, seguida de una disminución en la prevalencia hacia la extinción, momento en el que se siembra la siguiente zona caliente. Este proceso termina cuando la infección de la comunidad se extingue.

Con las NPI muy tempranas, la infectividad en la comunidad se reduce rápidamente, una vez que el porcentaje total cae por debajo del 0.01% y entra en una meseta, como en California, donde no se observó un pico distintivo. Las zonas calientes se siembran a partir de la población general y, por lo tanto, pueden albergar el virus. Cada zona caliente tiene solo una presencia viral temporal seguida de extinción, pero con el tiempo se crean zonas calientes adicionales. Este equilibrio mantiene las tasas de infección fluctuando a un nivel más o menos constante hasta que finalmente se infectan todas las zonas calientes; cuanto más fuerte sea el NPI, menor será el nivel constante.

Si la intervención se retrasa hasta un nivel de infección en la comunidad del 1%, la tasa de infección desciende de forma más pronunciada, pero se estabiliza a partir de entonces. Esto se parece a la imagen del estado de Nueva York. Si las NPI se implementan solo a una tasa de infección comunitaria del 15%, la dinámica se asemeja a la de un escenario sin intervención, con una rápida extinción del virus. Por lo tanto, las zonas calientes no se pueden sembrar y no se observa ninguna fase de meseta a largo plazo.

Este patrón se replica en áreas de alta R, siendo la diferencia un pico de nivel de infección acumulativo mucho más alto del 40% al 60%, debido a una mayor tasa de transmisión basal.

Zonas calientes dinámicas

El segundo tipo de zona caliente es la zona caliente dinámica, que se forma espontáneamente y luego se disuelve. Estos están compuestos por personas de la comunidad en general que se juntan por un corto tiempo y luego se dispersan nuevamente. Esto está representado por reuniones en cines, bares y restaurantes. Este modelo da como resultado un patrón diferente de propagación del virus que está de acuerdo con los patrones de propagación estándar, pero no explica los cambios únicos observados en la transmisión observados en la pandemia actual. La propagación del virus es mucho más rápida, pero coincide con los modelos SIR estándar, pero no muestra mesetas de infección.

La dispersión dinámica de puntos calientes representa velocidades de transmisión más altas por encima de la media y, por lo tanto, debe prestarse especial atención. Sin embargo, no predicen los patrones de propagación únicos de la pandemia actual y no pueden causar su meseta a largo plazo. También necesitarían diferentes NPI, como restringir las reuniones en dichos lugares.

¿Cuáles son las implicaciones?

La transmisión estática de la zona caliente puede dar lugar a patrones de infección específicos de COVID-19, lo que indica que podría ser un impulsor importante de esta dinámica. Por lo tanto, el patrón de la dinámica de la infección es subexponencial, se observan mesetas de la infección y la propagación en la comunidad es impulsada por la propagación en zonas calientes.

El valor R de la comunidad real de 1,25 se estima en 2-3 debido únicamente a la transmisión de puntos calientes. Sin intervención, el pico de infección se encuentra en el 20% de la población, en el valor R más bajo. Esto sería muy poco probable con un valor R más alto. Por tanto, se requiere más investigación en esta área.

Estas zonas calientes sirven como reservorios de infección que mantienen la infección en niveles altos después de la propagación natural o después de que se implementan intervenciones no farmacéuticas (NPI). La presencia de transmisión estática de puntos calientes puede predecir el tipo de patrones epidemiológicos que se han informado en muchos estudios, como mesetas de infección prolongadas y crecimiento subexponencial. Además, esto también muestra las dificultades para estimar la número de reproducción básico utilizando datos de transmisión a nivel comunitario.

Con intervenciones específicas de la zona caliente, el valor R cae por debajo de 1 y la infección se extingue. La propagación comunitaria continúa hasta que aproximadamente una quinta parte está infectada y luego disminuye. Si las intervenciones de la zona caliente se detienen antes de que ocurra la extinción, por otro lado, la transmisión comunitaria continúa al mismo ritmo y se siembran más zonas calientes, lo que lleva a un estado estable.

Por el contrario, los autores señalan que “si el R0 en la comunidad es más bajo que en las zonas calientes, las intervenciones continuas en las zonas calientes, después de que se hayan detenido las intervenciones en la comunidad en general, podrían ayudar a reducir la extensión de las olas de infección posteriores. “

El estudio concluye: “Esta clasificación de las zonas calientes de infección en dos grupos merece una mayor investigación, especialmente en el contexto de determinar qué tipos de zonas calientes deben ser el objetivo de las intervenciones para lograr la máxima supresión del virus”.

*Noticia importante

medRxiv publica informes científicos preliminares que no son revisados ​​por pares y, por lo tanto, no deben considerarse concluyentes, guiar la práctica clínica / comportamiento relacionado con la salud o tratarse como información establecida.

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