犬狂犬病毒传播动力学的建模

——大型学术专著《狂犬病》最新版新增的第二章

　　　目前国际上关于狂犬病最权威最全面的大型学术专著《狂犬病的科学基础和管控（RABIES: SCIENTIFIC BASIS OF THE DISEASE AND ITS MANAGEMENT）》，简称《狂犬病(Rabies)》。该书被誉为有关狂犬病的百科全书。该书初版于2002年，第2版和第3版分别出版于2007年和2013年。其最新版（第4版）于2020年5月出版，共有22章，732页。与前一版相比，最新版新增了两章，体现了近十年来狂犬病研究领域的重要进展。原书内容丰富，本博客在过去三年多的时间里曾陆续对此书的部分内容进行过译介。今天开始译介此书较旧版新增的两章之二：第20章－犬狂犬病毒传播动力学的建模。

本章目录：

1. 引言

  1.1. 狂犬病毒传播动力学建模的历史

  1.2. 犬狂犬病模型的主干（backbone）

  1.3. 如何模拟狂犬病毒的传播?

2.  现有模型研究

  2.1. 优点和局限性

3.  模型与数据之间的差距

  3.1. 咬伤数据

  3.2. 实验室确诊病例数据

  3.3. 序列数据

  3.4. 犬类种群和疫苗接种数据

4. 结论 

第20章－犬狂犬病毒传播动力学的建模(Modeling)(4)

20.1.3 如何模拟狂犬病毒的传播?（How to model rabies virus transmission? ）(1)

关于如何建立狂犬病毒传播模型一直存在相当大的争论，这与疾病生态学社区内更大的争论相呼应(Lloyd-Smith, Cross, et al.， 2005)。理论表明，对于具有密度依赖性传播的疾病，即当传播规模与宿主密度有关时，存在一个阈值密度（threshold density），低于该阈值密度，疾病就无法持续存在 (McCallum, Barlow, & Hone, 2001)。然而，当传输是频率相关的，即传输速率与宿主密度无关时，就没有这样的阈值(Lloyd-Smith, Cross, et al., 2005)。

对于犬狂犬病，基本传染系数(basic reproductive number)(Ro)，或在完全易感群体中由单次感染引起的继发病例的平均数量，通常估计在1至2之间 (Coleman & Dye, 1996; Hampson et al., 2009; Kurosawa et al., 2017; Townsend, Sumantra, et al., 2013)。在各种犬密度范围内对R0的持续较低估计表明，狂犬病毒传播在很大程度上依赖于频率(Fitzpatrick et al., 2012; Hampson et al., 2009; Tian et al., 2018; Townsend, Sumantra, et al., 2013; Zinsstag et al., 2009)。也就是说，不管周围狗的密度如何，患狂犬病的狗平均有相同的感染接触次数。因此，减少群体密度不太可能有效地消除狂犬病。实际上，尽管这是一种常见的干预措施，而且是基于密度依赖传播的假设，但对狗的盲目扑杀并不能减少狂犬病的传播 (Morters et al., 2012)。尽管有证据表明狂犬病传播与频率有关，但许多建模研究将狂犬病传播归结为与密度相关(图20.2D)。对于给定的R0，这种密度依赖传播的假设不会影响群体免疫阈值；无论传播形式如何，需要接种疫苗的关键比例（Ｐc，critical Proportion）等于1至1 /R0(McCallum et al., 2001)。然而，依赖于密度的模型预测，由于狗的密度下降(例如，通过扑杀或疾病引起的死亡)可导致传播减少，但这不太可能在现实世界实现。

频率依赖传播的模型也不完全符合经验观测。频率依赖模型假设均匀混合( homogeneous mixing）（即种群中所有个体之间的接触概率相等，也称为“群体作用”－“mass action”)，导致狂犬病毒等致命病原体最终的种群灭绝（population extinction）(Keeling & Rohani, 2011)。 只有在极低传播(R0为1.01-1.02)和高群体增长的情况下，狂犬病才能在频率依赖传播的模型中持续存在。对于具有密度依赖传播的模型，即使R0在1.01和1.1之间，狂犬病模型的年发病率也很高(https://doi.org/10.1016/B978-0-12-818705-0. 00020-0的补充图S1)，这与经验证据不一致。在进行测量的地区，狂犬病发病率很低(每年＜2%)，因此对犬类种群的数量统计影响很小(Hampson et al., 2016)。因此，需要额外的模型结构来解释为何狂犬病的发病率如此之低。

（未完待续）

相关链接：

Anthony R. Fooks & Alan C. Jackson主编，《RABIES: SCIENTIFIC BASIS OF THE DISEASE AND ITS MANAGEMENT（狂犬病的科学基础和管控）》，简称《狂犬病(Rabies)》。该书最新版（第４版）共有22章，732页，由Elsevier Inc.旗下的学术出版社（Academic Press）出版。

Rabies - 4th Edition (elsevier.com)Rabies | ScienceDirect

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