Un modelo conceptual para el brote de la enfermedad por coronavirus 2019 (COVID-19) en Wuhan, China

Paper 1:

Un modelo conceptual para el brote de la enfermedad por coronavirus 2019 (COVID-19) en Wuhan, China, con reacción individual y acción gubernamental.

Qianying Lin, Shi Zhao, Daozhou Gao, Yijun Lou, Shu Yang, Salihu S Musa, Maggie H Wang, Yongli Cai, Weiming Wang, Lin Yang, Daihai He.

Resumen

El brote actual de la enfermedad por coronavirus 2019 (COVID-19), surgió en Wuhan, China a fines de 2019, ha cobrado más de 2600 vidas al 24 de febrero de 2020 y representa una gran amenaza para la salud pública mundial. El gobierno chino ha implementado medidas de control que incluyen la creación de hospitales especiales y restricciones de viaje para mitigar la propagación. Proponemos modelos conceptuales para el brote de COVID-19 en Wuhan con la consideración de la reacción conductual individual y las acciones gubernamentales, por ejemplo, extensión de vacaciones, restricción de viajes, hospitalización y cuarentena. Empleamos las estimaciones de estos dos componentes clave de la pandemia de gripe de 1918 en Londres, Reino Unido, incorporamos las introducciones zoonóticas y la emigración, y luego calculamos las tendencias futuras y el índice de informes. El modelo es conciso en estructura.

Introducción

El brote en curso de la enfermedad por coronavirus 2019 (COVID-19) ha cobrado 2663 vidas, junto con 77,658 casos confirmados y 2824 casos sospechosos en China, a partir del 24 de febrero de 2020 (24:00 GMT + 8), según la Comisión Nacional de Salud de la República Popular de China (NHCPRC, 2020) El número de muertes asociadas con COVID-19 supera en gran medida a los otros dos coronavirus (coronavirus del síndrome respiratorio agudo severo, SARS-CoV y coronavirus del síndrome respiratorio del Medio Oriente, MERS-CoV), y el brote aún continúa, lo que representa una gran amenaza a la salud pública mundial y la economía (Bogoch et al., 2020, JT Wu et al., 2020).

La aparición de COVID-19 coincidió con la mayor migración humana anual en el mundo, es decir, la temporada de viajes del Festival de Primavera, que resultó en una rápida propagación nacional y global del virus. En la etapa inicial del brote, la mayoría de los casos estaban dispersos y algunos vinculados al mercado mayorista de mariscos de Huanan (JT Wu et al., 2020) El gobierno chino ha adoptado medidas extremas para mitigar el brote. El 23 de enero de 2020, el gobierno local de Wuhan suspendió todos los tráficos públicos dentro de la ciudad y cerró todos los transportes entrantes y salientes. Otras ciudades en la provincia de Hubei anunciaron medidas similares de control de tráfico después de Wuhan en breve, ver figura 1. La fecha de reanudación en Wuhan sigue sin estar clara a partir de la fecha de presentación de este estudio el 25 de febrero de 2020.

El pánico público ante el actual brote de COVID-19 nos recuerda la historia de la pandemia de gripe de 1918 en Londres, Reino Unido. Además, sus características de síntomas leves en la mayoría de los casos y un intervalo de serie corto (es decir, 4–5 días) (You et al., 2002; Zhao et al., 2020c) son similares a la influenza pandémica, en lugar de los otros dos coronavirus. En 1918, una proporción significativa de las muertes fueron por neumonía seguida de infección por influenza. Por lo tanto, podría ser razonable volver a visitar el marco de modelos de la pandemia de influenza de 1918 y, en particular, capturar los efectos de la reacción individual (al riesgo de infección) y la acción del gobierno. En (He et al., 2013), el estudio propuso un modelo que incorpora la reacción individual, los efectos de las vacaciones y las condiciones climáticas (temperatura en Londres, Reino Unido), que capturó con éxito la característica de ondas múltiples en la mortalidad asociada a la gripe en Londres.

En este estudio, seguimos la forma de la reacción individual y los efectos de la acción gubernamental en (He et al., 2013), a excepción de los efectos de las condiciones climáticas debido al conocimiento limitado sobre los efectos climáticos en la transmisión de coronavirus. Observamos que la acción gubernamental, tanto en 1918 como en la actualidad, resumió todas las medidas, incluida la extensión de vacaciones, el cierre de la ciudad, la hospitalización y la cuarentena de pacientes. Suponemos que durará los próximos meses por el momento y se actualizará más tarde si las cosas cambian. Los valores de los parámetros pueden mejorarse cuando hay más información disponible. Argumentamos que todas las medidas de prevención y control pueden clasificarse en dos grandes grupos, que se describen mediante una función de paso o una función de respuesta, respectivamente. También consideramos el período de transmisión zoonótica de un mes y una gran emigración de Wuhan (35,7% de la población). Sin embargo, nuestro modelo es un modelo conceptual preliminar (JT Wu et al., 2020, Mahase, 2020).

Figura 1. La línea de tiempo de los hechos de COVID-19 y las medidas de control implementadas en Wuhan, China desde diciembre de 2019 hasta febrero de 2020. Los puntos rojos son los eventos en el brote de COVID-19, y los puntos azules son las medidas de control.

Un modelo conceptual

Adoptamos el marco 'Susceptibles–Expuestos-Infectados-Recuperados' (SEIR) con el tamaño total de la población N con dos clases adicionales (1) “ D ” que imita la percepción pública del riesgo con respecto al número de casos y muertes graves y críticos; y (2) “ C ” que representa el número de casos acumulados (ambos reportados y no reportados). Supongamos que S, E e I representan las poblaciones susceptibles, expuestas e infecciosas y R representa la población eliminada (es decir, recuperada o muerta). En un estudio reciente (Wu y McGoogan, 2020), Wu y McGoogan encontraron que el 81% de los casos eran de síntomas leves (sin neumonía o solo neumonía leve), el 14% eran casos graves con dificultad para respirar y el 5% eran críticos con insuficiencia respiratoria, shock séptico y / o múltiples órganos disfunción o falla.

Adoptamos la función de velocidad de transmisión formulada en (He y col. 2013). Cambiamos el nombre del efecto del término escolar como el efecto de acción gubernamental, ya que el primero pertenece al segundo. También asumimos un período de transmisión zoonótica durante diciembre de 2019. Modelamos la transmisión zoonótica (denotada como F) como una función gradual, que toma cero después del cierre del mercado de mariscos de Huanan (presumiblemente). Luego, solo modelamos la transmisión sostenida de persona a persona de COVID-19 después de esta fecha, junto con la emigración de 5 millones de personas antes de que Wuhan fuera oficialmente bloqueado (South China Morning Post, 2020) Por lo tanto, un modelo compartimental se formula de la siguiente manera:

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