Modeling The Influence Of Naturally Acquired Immunity From Subclinical Infection On Outbreak Dynamics Thiab Persistence Of Rabies in Domestic Dogs Part1
Apr 20, 2023
Abstract
Ntau tus qauv lej tau tsim los rau cov kab mob dev vwm los tshawb txog qhov muaj zog thiab qhia txog cov tswv yim tswj. Ib qho kev xav ntawm cov qauv no yog tias kev tiv thaiv ib txwm muaj tsis muaj lub luag haujlwm hauv rabies dynamics. Txawm li cas los xij, cov kev tshawb fawb pom pom tau pom cov tshuaj tiv thaiv kab mob rabies tshwj xeeb hauv cov dev noj qab haus huv, tsis tau txhaj tshuaj tiv thaiv kab mob, muaj feem cuam tshuam los ntawm kev tiv thaiv kab mob, tsis ua rau tuag taus. Peb tsim tus qauv stochastic rau canine rabies, parameterized rau Laikipia County, Kenya, los tshawb txog qhov cuam tshuam ntawm cov xwm txheej sib txawv rau kev tiv thaiv kab mob rau cov dev nyob hauv tsev. Simulating cov xwm txheej no siv cov qauv uas tsis yog-spatial qhia tias kev tiv thaiv qis qis tuaj yeem ua rau txo qis qhov tshwm sim ntawm rabies thiab tiv thaiv kom tsis txhob muaj cov dev nyob hauv tsev, ua rau muaj qhov tshwm sim ntawm cov kab mob persistence.
Txawm li cas los xij, kev sib koom ua ke ntawm cov qauv spatial thiab tib neeg cov lus teb rau cov kab mob rabies siab tau tso cai rau tus kab mob mus ntxiv thaum tsis muaj kev tiv thaiv. Txawm hais tias tsis muaj kev tiv thaiv kab mob tsawg, yog li ntawd, muaj kev txwv tsis pub muaj kev cuam tshuam ntau dua li qhov tseeb kwv yees ntawm rabies dynamics, cov kab mob loj heev uas ua rau muaj kev tiv thaiv kab mob tsis ua rau tuag taus yuav tsum tau tsim cov pej xeem-theem seroprevalences piv nrog cov uas tau tshaj tawm hauv cov kev tshawb fawb empirical. Qhov zoo tsis tseeb thiab / lossis qhov sib txawv ntawm qhov chaw yuav ua rau muaj kev cuam tshuam loj heev. Txawm li cas los xij, yog tias muaj seroprevalences siab muaj feem cuam tshuam nrog kev kis tus kab mob siab, cov kev tshawb pom no txhawb kev xav tau kev txhaj tshuaj tiv thaiv siab kom tswj tau tus kab mob no.
Kev txhaj tshuaj tiv thaiv siab tuaj yeem txhim kho lub cev tiv thaiv kab mob. Kev txhaj tshuaj tiv thaiv yog txhawm rau ua rau tib neeg lub cev tiv thaiv kab mob los tsim kom muaj kev tiv thaiv kab mob tiv thaiv cov kab mob no los ntawm kev txhaj tshuaj tiv thaiv kab mob uas muaj cov kab mob antigens lossis cov khoom ntawm cov kab mob rov ua dua los ntawm cov kab mob. Qhov kev tiv thaiv kab mob no tiv thaiv kab mob tiv thaiv lub cev los ntawm cov kab mob tshwj xeeb thiab txhawb lub cev tiv thaiv kab mob. Tib neeg kev tiv thaiv kuj tseem ceeb heev hauv lub neej txhua hnub. Nws tau pom nyob rau hauv cov ntaub ntawv uas Cistanche tuaj yeem siv los ua kev noj haus ntxiv rau peb txoj kev tiv thaiv txhua hnub. Cov polysaccharides hauv Cistanche tuaj yeem tswj hwm kev tiv thaiv kab mob ntawm tib neeg lub cev tiv thaiv kab mob thiab txhim kho lub cev tiv thaiv kab mob kev nyuaj siab, txhim kho cov kab mob bactericidal ntawm lub cev tiv thaiv kab mob.
Author Summary
Rabies-cov tshuaj tiv thaiv tshwj xeeb hauv cov dev uas tsis tau txhaj tshuaj tiv thaiv hauv tsev tau raug tshaj tawm nyob rau hauv ntau qhov kev tshawb fawb, qee qhov xwm txheej ntawm cov neeg coob coob. Cov tshuaj tiv thaiv kab mob no tuaj yeem tshwm sim los ntawm kev kis tus kab mob vwm uas tsis ua rau tuag taus ua rau muaj kev tiv thaiv ib txwm muaj, uas tuaj yeem cuam tshuam rau kev kis tus kab mob rabies thiab persistence.
Hauv qhov kev tshawb fawb no, ib qho qauv tsim los txiav txim siab txog ntau yam xwm txheej rau kev tiv thaiv ib txwm muaj nyob hauv cov neeg dog dig. Cov qauv tsim tawm rau qhov tshwm sim ntawm rabies thiab seroprevalence, qhov feem pua ntawm cov pej xeem uas muaj cov tshuaj tiv thaiv kab mob rabies, tau muab piv rau kev kwv yees los ntawm cov kev tshawb fawb empirical. Peb cov txiaj ntsig tau qhia tias kev tiv thaiv ib txwm muaj tuaj yeem ua rau muaj kab mob vwm los ntawm kev txwv cov kab mob sib kis thiab tiv thaiv cov neeg tuag.
Txawm li cas los xij, kev coj mus rau hauv tus qauv spatial thiab tib neeg cov lus teb rau qhov tshwm sim ntawm rabies siab tau pom tias rabies tuaj yeem tshwm sim yam tsis muaj kev tiv thaiv ib puag ncig, txawm tias kev tiv thaiv kab mob tuaj yeem ua rau muaj qhov tshwm sim tsawg rau cov kab mob vwm. Piv txwv tias ntau dua ntawm kev raug mob subclinical coj mus rau seroprevalences piv rau qhov kwv yees los ntawm kev tshawb fawb empirical. Txawm li cas los xij, qhov tsis paub tseeb tseem nyob ntawm kev txhais cov tshuaj tiv thaiv kab mob rabies hauv cov tib neeg uas tsis tau txhaj tshuaj tiv thaiv kab mob, thiab cov txiaj ntsig tsis tseeb yuav ua rau muaj kev sib kis ntau tshaj plaws.
Taw qhia
Rabies yog kab mob zoonotic, tshwm sim los ntawm tus kab mob neurotropic hauv tsev neeg lyssavirus. Txawm hais tias kev tshem tawm tau ua tiav nyob rau qee qhov ntawm lub ntiaj teb, tus kab mob tseem ua rau muaj lub nra hnyav rau pej xeem kev noj qab haus huv, tshwj xeeb yog nyob deb nroog Africa thiab Asia [1]. Txhua hom tsiaj txhu muaj kev phom sij rau rabies, txawm li cas los xij, tsuas yog tus lej tsawg, feem ntau yog puav thiab cov tsiaj txhu, tuaj yeem tswj tus kab mob hauv lawv cov pejxeem [2]. Hauv teb chaws Africa, cov dev hauv tsev yog thawj tus tswv tsev ntawm rabies thiab ua rau feem ntau ntawm tib neeg mob, yog li kev tswj tus kab mob hauv hom no yog qhov tseem ceeb los tiv thaiv tib neeg rabies tuag [3].
Ntau tus qauv tau tsim los rau rabies dynamics hauv cov dev hauv tsev [4,5]. Ib qho kev xav uas feem ntau siv hauv cov qauv no yog tias kev tiv thaiv tsuas yog tshwm sim los ntawm kev txhaj tshuaj tiv thaiv, thiab tsis yog tshwm sim los ntawm qhov tsis ua rau tuag taus (piv txwv li [4–7], tab sis saib [8]).
Thaum rabies feem ntau tuag taus tom qab pom cov tsos mob, Hampson li al. (2009) kwv yees tias 51 feem pua ntawm cov kab mob tom hauv cov dev hauv tsev tsis ua rau muaj kab mob hauv chaw kho mob [9]. Ntawm cov xwm txheej tshwm sim no, nws tsis paub meej tias tus kab mob ib txwm ua tsis tiav, thiab tus tswv tsev tseem raug cuam tshuam, lossis txawm tias qee kis tus kab mob no raug tshem tawm los ntawm tus tswv tsev lub cev tiv thaiv kab mob, nrog rau kev txhim kho kev tiv thaiv kab mob. Txawm hais tias kev rov qab los ntawm qhov chaw kho mob rabies tsis tshua muaj, cov kev tshawb fawb sim tau pom tias qhov tshwm sim tsis ua rau tus kab mob vwm tuaj yeem tshwm sim, nrog rau cov tib neeg raug pom tsis muaj, lossis tsuas yog me, cov tsos mob [10,11]. Raws li cov xwm txheej hauv cheeb tsam, tsis muaj kev txiav txim siab me ntsis ntawm seroconversion, kev txhim kho ntawm cov tshuaj tiv thaiv kab mob tshwj xeeb, tom qab kis tus kab mob rabies.
Txawm li cas los xij, Cleaveland thiab Dye (1995) tau tshaj tawm tias ntawm 17 tus dev raug tom los ntawm ob tus neeg raug mob vwm, 12 tau dim ntawm qhov uas plaub tau hloov pauv. Ntxiv nrog rau qhov raug tus kab mob tom qab subclinical, kuj tseem muaj cov pov thawj txwv tias qhov ncauj raug, piv txwv li los ntawm kev pub mis rau cov kab mob uas muaj kab mob, tuaj yeem ua rau kev txhim kho ntawm rabies tshwj xeeb cov tshuaj tiv thaiv kab mob hauv carnivores [12,13]. Lub peev xwm ntawm qhov ncauj raug coj mus rau kev txhim kho ntawm kev tiv thaiv kab mob rabies kuj tau txais kev txhawb nqa los ntawm kev ua tiav ntawm kev txhaj tshuaj tiv thaiv kev siv tshuaj tiv thaiv qhov ncauj [14,15].
Rabies-specific antibodies tau kuaj pom nyob rau hauv cov neeg noj qab haus huv, tsis tau txhaj tshuaj tiv thaiv kab mob thoob plaws ntau tus dev hauv tsev hauv cheeb tsam kab mob vwm, nrog rau ntau yam seroprevalences (feem pua ntawm cov pej xeem uas kuaj pom tus kab mob rabies tshwj xeeb) qhia [16]. Muaj ntau qhov kev sib tw rau kev txhais lus serology, suav nrog cov kev tshawb fawb sib txawv tau siv cov kev xeem sib txawv thiab kev txiav tawm los txhais cov seropositive [16,17].
Txawm li cas los xij, vim tias qhov chaw kho mob rabies feem ntau tshwm sim ntawm qhov tsis tshua muaj tshwm sim, cuam tshuam txog li 1 feem pua ntawm cov dev txhua xyoo nyob rau hauv cov pej xeem uas muaj kab mob vwm [6,18–20], qhov seroprevalences siab pom hauv qee qhov kev tshawb fawb (xws li 7.4 feem pua [ 21]; 28.0%. Txawm hais tias qee zaus cov tsiaj uas tsis muaj keeb kwm ntawm kev kis tus kab mob rabies tuaj yeem kuaj pom qhov zoo vim qhov tsis muaj qhov nruab nrab tsis tshwj xeeb lossis kev sib cuam tshuam, cov kev kwv yees siab ntawm seroprevalence nce qhov muaj peev xwm uas tau txais kev tiv thaiv kab mob tuaj yeem ua lub luag haujlwm tseem ceeb hauv rabies dynamics dua li yav dhau los tau txiav txim siab [ 16].
Raws li qhov tshwm sim ntawm qhov tsis tshua muaj tshwm sim ntawm rabies hauv cov dev hauv tsev, rabies tsis tshua ua rau cov neeg muaj ntau heev [19,25,26]. Txawm li cas los xij, muaj pov thawj tias kev kis tus kab mob vwm yog nyob ntawm qhov sib txawv, nrog rau kev sib kis tus nqi tseem nyob tas li thoob plaws ntau yam ntawm cov dev hauv tsev [18,27]. Kev ua qauv qhia tias hom kev sib kis no yuav tsum ua rau muaj kev sib kis loj heev thiab cov pej xeem poob ntau [18]. Cov cuab yeej uas tuaj yeem txwv qhov tshwm sim ntawm rabies nyob rau hauv lub neej tiag tiag muaj xws li cov qauv spatial (uas tuaj yeem ua rau lub zos depletion ntawm lub pas dej ua ke tsis muaj kev sib kis ntau), thiab kev cuam tshuam rau tib neeg, xws li tua thiab cais cov dev kis, tom qab muaj qhov tshwm sim ntau ntxiv [5,9 18, 28] ib.
Kev tiv thaiv ib txwm muaj tuaj yeem ua rau muaj peev xwm ua rau muaj kev pheej hmoo qis ntawm rabies los ntawm kev tiv thaiv ib feem ntawm cov pej xeem, uas tuaj yeem tsim cov tswv tsev tshiab. Kev tiv thaiv ib puag ncig tau raug suav tias yog ib qho cuab yeej rau kev pheej hmoo ntawm rabies hauv vampire bats [29] tab sis feem ntau tsis suav nrog hauv cov qauv dev hauv tsev [xws li 5,7,30].
Hauv txoj kev tshawb no, peb tshawb nrhiav qhov cuam tshuam ntawm kev tiv thaiv ib txwm muaj rau tus kab mob rabies, uas tshwm sim los ntawm subclinical raug, rau lub zog ntawm rabies hauv cov dev hauv tsev siv tus qauv stochastic parameterized rau Laikipia County, Kenya. Rabies yog ib yam kab mob nyob rau hauv Laikipia thiab seroprevalence ntawm 28 feem pua tau tshaj tawm yav dhau los hauv cov pej xeem dev hauv tsev [22]. Ib tus qauv nonspatial yog thawj zaug siv los tshawb txog ntau yam kev ntsuas qhov tseem ceeb rau kev tiv thaiv kab mob hauv cov dev. Cov qauv no yog tom qab ntawd txuas ntxiv mus rau hauv tus qauv spatial los txiav txim siab txog ib qho kev tiv thaiv kab mob. Thaum tus qauv spatial tso siab rau ntau qhov kev xav, nws tso cai rau kev txiav txim siab txog qhov cuam tshuam ntawm kev tiv thaiv kab mob raws li qhov tseeb kwv yees ntawm rabies dynamics.
Cov txheej txheem
Tus qauv stochastic ntawm rabies tau tsim thiab ntsuas rau cov neeg dog dig nyob hauv Laikipia County, Kenya. Cov qauv sib xyaw ua ke tau siv nrog cov dev muab faib ua cov neeg raug mob (S) cov neeg muaj peev xwm kis tus kab mob, nthuav tawm (E) cov tib neeg uas kis tus kab mob, cov neeg kis tau tus kab mob, thiab cov tib neeg uas muaj kev tiv thaiv kab mob (R ) uas tiv thaiv kab mob rov qab thiab xav tias muaj cov tshuaj tiv thaiv kab mob rabies. Tag nrho cov pejxeem loj ntawm 63,434 tus dev tau simulated thiab nws tau xav tias txhua tus neeg hauv cov pejxeem tsis tau txhaj tshuaj. Cov txheej txheem rau kwv yees tus lej dev hauv tsev thiab simulating dev demography tau nthuav tawm hauv S1 Text.
Transmission dynamics
Rau rabies, feem ntau ntawm kev sib kis yog los ntawm kev raug tom [31]. Txawm li cas los xij, lwm txoj kev sib kis, xws li los ntawm qhov ncauj, yuav muaj feem cuam tshuam thaum txiav txim siab tus kab mob subclinical [13,32,33]. Yog li kev kis tau raug txhais tias yog kev sib cuam tshuam ntawm cov tib neeg uas tuaj yeem ua rau kis kab mob. Tus nqi kis tau raug suav tias yog qhov ntau zaus, raws li ntau qhov kev tshawb fawb uas tau qhia tias R0 (tus naj npawb ntawm cov me nyuam yaus: qhov nruab nrab ntawm cov neeg mob thib ob uas tsim los ntawm ib kis ntawm cov neeg raug mob tag nrho) rau tus kab mob rabies kuj yog. zoo ib yam rau cov dev hauv tsev nyob thoob plaws ntau yam ntawm cov pejxeem [27,34,35].
Kev tshawb nrhiav thawj zaug tau ua los ntawm R{{0}} tus nqi ntawm 1.2, uas yog nyob rau hauv thaj tsam ntawm ib mus rau ob feem ntau tshaj tawm rau cov dev dev vwm [9,35]. Kev cuam tshuam ntawm ntau dua R0 qhov tseem ceeb hauv thaj tsam no kuj tau txiav txim siab siv tus qauv spatial. Cov kab zauv hauv qab no rau R0 tau muab kho dua los xam tus nqi kis tus kab mob ( ), tus naj npawb ntawm cov tib neeg raug mob ib hnub los ntawm tus neeg kis tus kab mob:
Cov khoom lag luam ntawm tus nqi raug ( ) thiab qhov tshwm sim ntawm kev tsim kab mob hauv chaw kho mob tom qab raug (ϕ) ntes tus nqi sib kis. Tus lej tseem ceeb ntawm kev tsim tawm, R0, pom los ntawm kev muab cov khoom no los ntawm qhov nruab nrab ntawm lub sijhawm sib kis (1/ν).
Kev ua qauv zoo tau txais kev tiv thaiv
Tom qab qhov tshwm sim ntawm tus neeg raug tsim txom, peb xav tias muaj peb qhov ua tau. Raws li qhov tshwm sim ntawm kev tsim kab mob hauv chaw kho mob (ϕ), qhov feem pua ntawm cov tib neeg nkag mus rau hauv qhov chaw raug mob, uas lawv tau nce mus rau qhov chaw kho mob ntawm tus nqi σ ib hnub. Ib zaug kis tau, cov dev succumb rau rabies tom qab 3.1 hnub (ν-1) qhov nruab nrab [9]. Qhov seem seem (1-ϕ) raug subclinically nthuav tawm thiab tuaj yeem tiv thaiv kab mob los ntawm kev tsim cov tshuaj tiv thaiv kab mob (ρ), thiab nkag mus rau hauv R compartment, lossis tseem raug rau (1- ρ). Cov qauv qauv no ua rau cov kev xav tias dev tsis tuaj yeem tsim cov tsos mob ntawm tus kab mob vwm thiab tom qab ntawd rov zoo thiab cov neeg uas raug mob subclinically tsis kis tus kab mob.
Hauv cov qauv no, nws tau xav tias txhua tus neeg hauv lub cev tiv thaiv kab mob (R) muaj cov tshuaj tiv thaiv kab mob rabies uas muaj kev tiv thaiv kab mob. Yog li ntawd, qhov kev faib ua feem ntawm cov tib neeg nyob rau hauv lub R compartment raug xam tias yog sib npaug zos rau seropprevalence. Peb xav tias qhov kev hloov pauv ntawm cov tshuaj tiv thaiv kab mob tsim los ntawm kev raug ntuj tsim yuav piv rau cov tshuaj tiv thaiv los ntawm kev tiv thaiv kab mob.
Raws li tus nqi ntawm cov tshuaj tiv thaiv kab mob titers dhau los ua qhov tsis paub tseeb hauv thaj chaw tom qab txhaj tshuaj tiv thaiv, rau kev tshawb nrhiav thawj zaug nws tau xav tias cov tib neeg yuav nyob hauv R compartment rau ib xyoos ntawm qhov nruab nrab (δ-1) [36–38]. Txawm li cas los xij, cov kev sim sib tw tau pom tias kev tiv thaiv kab mob rabies tuaj yeem nyob ntev dua, thiab cov dev kuj tseem muaj kev tiv thaiv txawm tias cov log tsheb antibody tau poob qis dua qib uas pom tau [39-41], yog li qhov cuam tshuam ntawm lub sijhawm ntev ntawm peb xyoos kuj tau tshawb nrhiav siv. tus qauv spatial.
Cov kab zauv hauv qab no piav qhia tag nrho cov qauv uas tsis yog-spatial:
Parameter qhov tseem ceeb tau piav qhia hauv Table 1.
Incorporating spatial structure thiab human intervention
Thaum tus qauv tsis-spatial tso cai rau kev tshawb fawb ntawm rabies dynamics thaum txo tus naj npawb ntawm cov kev xav tau ua, nws tsis tuaj yeem ntes cov ntsiab lus tseem ceeb ntawm rabies dynamics. Cov kev tshawb fawb yav dhau los tsim cov qauv kab mob sib kis tau pom qhov tseem ceeb ntawm rabies dynamics ntawm spatial qauv, tib neeg-mediated txav ntawm dev, thiab tib neeg kev cuam tshuam nyob rau hauv cov ntaub ntawv ntawm mob rabies siab [18,43-45]. Txhawm rau txiav txim siab qhov cuam tshuam ntawm kev tiv thaiv ib txwm muaj nyob rau hauv qhov xwm txheej tiag tiag, tus qauv tsis yog qhov chaw tau txuas ntxiv mus rau kev sib koom ua ke ntawm qhov sib txawv ntawm qhov sib txawv thiab kev cuam tshuam tib neeg.
Ib daim qauv patch tau siv los ua ib daim qauv ntawm cov qauv metapopulation uas cov neeg nyob ib puag ncig sawv cev rau thaj av uas nyob ib sab. Nyob rau hauv tag nrho 154 thaj ua rau thaj tau suav nrog, sawv cev rau ntau yam kev siv av, xws li ib tus neeg ua liaj ua teb, cov zos, thiab cov zej zog uas muaj tib neeg cov zej zog sib txawv thiab yog li xav kom muaj cov neeg dog dig nyob hauv tsev (Fig 1).
Cov dev kis tau raug suav tias nyob hauv lawv thaj chaw tab sis tuaj yeem kis mus rau cov neeg raug mob hauv lwm thaj chaw. Lub zog ntawm kev kis tus kab mob hauv thaj tsam kuv tau xav tias yog nyob ntawm tus naj npawb ntawm cov neeg kis tus kab mob, muab ntau ntxiv los ntawm qhov tshwm sim ntawm kev sib cuag nrog thaj ua rau thaj uas cov neeg kis tau nyob hauv.
Thaum cov dev kis tau zoo nyob hauv lawv thaj chaw, kev txav ntawm kev raug mob (S), raug (E), thiab tiv thaiv kab mob (R) dev ntawm thaj tsam los ntawm tib neeg kev sib haum xeeb tau simulated siv tus qauv nqus (Saib S1 Text kom paub meej) . Tib neeg kev cuam tshuam los ntawm kev teb rau qhov tshwm sim ntawm rabies siab los ntawm kev cuam tshuam xws li khi lossis tua dev dev tau pom tias yog ib qho tseem ceeb hauv kev txwv tsis pub muaj tus kab mob vwm [9,18]. Cov lus teb no tau muab tso rau hauv tus qauv los ntawm qhov tshwm sim-raws li qhov nce hauv kev tuag ntawm cov dev kis, xav tias ua haujlwm ntawm ib cheeb tsam hauv thaj tsam.
Hauv txhua thaj chaw, nws tau xav tias yog tias ntau dua 1 feem pua ntawm lub peev xwm nqa tau ntawm thaj chaw tuag los ntawm rabies hauv lub hli dhau los, kev cuam tshuam tib neeg ntau ntxiv ua rau muaj kev tuag ntawm cov neeg kis. Cov ncauj lus kom ntxaws ntxiv ntawm qhov ntsuas qhov ntsuas no tau muab rau hauv S1 Text, thiab cov txiaj ntsig tau nthuav tawm los ntawm kev sim thoob plaws ntau theem ntawm kev cuam tshuam los qhia qhov cuam tshuam ntawm cov qauv tsim tawm hauv S1 Fig.
Immunity scenarios
Qhov tsis zoo ntawm qhov kev txaus siab tseem ceeb rau tus qauv yog kev faib ua feem ntawm kev kis tus kab mob (ϕ) thiab, ntawm subclinical exposures ({{0}}ϕ), qhov kev faib ua feem uas txhim kho kev tiv thaiv kab mob (ρ). Ntawm qhov tshwm sim tom, Hampson et al. (2009) kwv yees tias 0.49 coj mus kuaj mob. Txawm li cas los xij, lwm txoj hauv kev kis tau, xws li pub rau cov kab mob uas muaj kab mob, lossis cov qaub ncaug hloov mus rau hauv kev sib raug zoo, tej zaum yuav tsis tshua muaj peev xwm ua rau muaj kab mob hauv chaw kho mob cuam tshuam rau tom raug [31,33]. Piv nrog rau kev txiav txim siab tsuas yog raug mob tom, koom nrog lwm hom kev kis tus kab mob tuaj yeem ua rau muaj tus kab mob ntau dua ( ) tab sis qhov qis dua ntawm kev tsim kab mob hauv chaw kho mob (ϕ).
Siv cov qauv uas tsis yog-spatial, los tshawb txog qhov cuam tshuam ntawm qhov sib txawv ntawm qhov tshwm sim ntawm qhov tsis ua rau tus kab mob vwm, peb tau sib txawv ϕ ntawm tsib theem ntawm 0.05 (qhov tshwm sim tsawg heev ua rau muaj kab mob hauv chaw kho mob) thiab {{ 5}}.95 (yuav luag txhua qhov kis tau ua rau muaj kab mob hauv chaw kho mob) tab sis kho R0 ntawm 1.2. Raws li qhov tshwm sim, thaum ϕ siab dua, qhov kis tus kab mob ( ) tau qis dua raws li kev sib raug zoo R0=ϕ/ν, los tsim cov tib tus lej ntawm cov kab mob thib ob. Qhov kev sib raug zoo no tau muab qhov sib txawv rau ntawm 0.37–7.06 kis rau ib tus neeg kis ib hnub rau R0 ntawm 1.2. Rau txhua theem ntawm ϕ, peb tau khiav tus qauv hla tsib theem ntawm ρ, qhov tshwm sim ntawm kev txhim kho kev tiv thaiv kab mob, los ntawm 0 (tsis muaj subclinical exposures ua rau kev tiv thaiv kab mob) mus rau 1 (tag nrho cov subclinical exposures ua rau kev tiv thaiv) muab 25 parameter ua ke nyob rau hauv tag nrho. Tsis tas li ntawd, kev soj ntsuam rhiab heev ntawm cov qauv uas tsis yog-spatial yog nthuav tawm hauv S2 Text.
Tom qab kev tshawb nrhiav tag nrho ntawm qhov ntsuas qhov tseem ceeb, peb qhov kev sib txuas ua ke tau txiav txim siab nthuav dav, sawv cev rau peb qhov xwm txheej (Table 1). Thawj qhov xwm txheej (A) xav tias tsis muaj kev txhim kho ntawm kev tiv thaiv ib txwm muaj. Hauv qhov xwm txheej no, nws tau xav tias kev kis tau tsuas yog tshwm sim los ntawm qhov tshwm sim tom thiab 50 feem pua ntawm cov tom tau coj mus rau kev kuaj mob (Raws li kev kwv yees ntawm 0.49 los ntawm Hampson li al. (2009), ϕ=0. 5) nrog rau cov tib neeg uas tsis tsim kho qhov mob kis tau ntxiv (ρ=0). Qhov xwm txheej thib ob (B) xav tias muaj kev tiv thaiv kab mob tuaj yeem kis tau tom qab raug mob tsis raug mob.
Qhov tshwm sim ntawm kev kuaj mob kis tau sib npaug rau thawj qhov xwm txheej (ϕ=0.5) tab sis ntawm qhov tshwm sim tom qab uas tsis ua rau muaj kab mob hauv chaw kho mob, nws tau xav tias 25 feem pua kev tiv thaiv kab mob (ρ=0.25 ). Qhov thib peb scenario (C) sawv cev rau qhov tsawg kawg nkaus qhov kev saib xyuas rau kev tiv thaiv ib txwm muaj. Nws tau xav tias, ntxiv rau, kev raug mob tom, lwm hom kev kis tau tshwm sim, xws li qhov ncauj raug los ntawm kev sib raug zoo, uas ua rau muaj kev kis tus kab mob ntau ntxiv, tab sis qis dua ntawm qhov kis tau tshwm sim los ntawm kev kuaj mob (ϕ=0 .05 thiab=7.7). Ntawm subclinical exposures, peb xav tias 50 feem pua kev tiv thaiv kab mob (ρ=0.5).
Khiav qauv thiab tso zis tawm
Tus qauv tau siv los ntawm SimInf pob hauv R [48]. Cov kab mob kis tau raug siv raws li lub sijhawm txuas ntxiv Markov chains siv Gillespie stochastic algorithm. Tus qauv tau khiav nrog cov kauj ruam txhua hnub nrog cov txiaj ntsig tau muab rho tawm ntawm txhua lub lim tiam. Rau txhua qhov kev simulation ntawm tus qauv spatial, tus qauv tau pib nrog qhov ntau ntawm 0.5 feem pua (24 dev) hauv thaj tsam nrog cov pej xeem loj tshaj plaws. Hauv cov qauv tsis-spatial, 24 tus neeg kuj tau qhia. Rau txhua qhov kev sib xyaw ua ke, 1000 simulations tau khiav rau 30 xyoo.
Qhov tshwm sim ntawm rabies persistence tau ntsuas raws li feem pua ntawm cov simulations uas cov neeg kis tau tseem nyob hauv cov pej xeem ntawm 30 xyoo tom qab qhia. Rau kev simulations uas rabies tseem nyob, qhov tshwm sim ib xyoos ib zaug ntawm 100, 000 dev rau xyoo kawg, thiab kev tiv thaiv kab mob hauv lub sijhawm kawg ntawm cov pej xeem raug rho tawm. Tsis tas li ntawd, txhawm rau txiav txim siab qhov sib txawv ntawm qhov sib txawv hauv kev kwv yees seroprevalence ntawm thaj ua rau thaj hauv cov qauv spatial, serology sampling hauv thaj ua rau thaj yog simulated. Rau txhua qhov kev simulation, ib qho kev xaiv raug xaiv, thiab cov qauv ntawm 30 tus neeg tau simulated. Qhov feem pua ntawm cov tib neeg no nyob rau hauv R compartment tau coj raws li qhov kev kwv yees nyob rau hauv-patch seroprevalence.
Kev kwv yees kwv yees rau qhov tshwm sim ntawm rabies, cov neeg poob qis, thiab seroprevalence
Txhawm rau txiav txim siab qhov plausibility ntawm qhov sib txawv ntawm qhov sib txawv ua ke rau qhov tsis ua rau tuag taus thiab kev tiv thaiv ib txwm muaj, peb piv cov qauv tsim tawm rau qhov tshwm sim ntawm tus kab mob rabies, cov neeg poob qis, thiab kwv yees seroprevalence rau kev kwv yees kwv yees los ntawm cov ntaub ntawv. Rau Lub Nroog Laikipia, tam sim no tsis muaj kev kwv yees txog qhov tshwm sim ntawm rabies txhua xyoo hauv cov dev hauv tsev. Yog li ntawd, nyob rau hauv qhov tsis muaj cov ntaub ntawv tshwj xeeb ntawm qhov chaw, peb tau rho tawm cov plausible ntau yam los ntawm lwm cov neeg nyob hauv tsev dawb (saib Table 2). Peb tau rho tawm cov ntaub ntawv no los ntawm kev tshawb fawb ua haujlwm saib xyuas, raws li kev soj ntsuam passive yuav ua rau muaj qhov tsis txaus ntseeg [26]. Raws li cov kev tshawb fawb no, peb xav tias muaj kev txwv siab tshaj plaws rau txhua xyoo tus kab mob rabies tshwm sim ntawm 1,500/100,000 (Table 2).
Vim tias qhov tshwm sim tsawg ntawm rabies, cov neeg coob coob poob qis tsis xav tias yuav tshwm sim los ntawm cov kab mob vwm, txawm tias cov neeg tuaj yeem hloov pauv loj. Piv txwv li, hauv cov dev uas muaj kab mob vwm hauv Indonesia thiab South Africa, Morters li al. (2014) qhia txog qhov sib txawv ntawm cov pej xeem loj txog li 22 feem pua ntawm qhov nruab nrab ntawm lub sijhawm kawm. Hauv South Africa, Conan et al. (2015) qhia txog kev hloov pauv txhua xyoo ntawm cov pej xeem loj los ntawm ntxiv rau 18.6 feem pua rau -24.5 feem pua . Nyob rau hauv txoj kev tshawb no, peb xav tias ib zaug endemic, coj 30 xyoo tom qab qhia, rabies yuav tsis ua rau cov pejxeem poob ntau dua 20 feem pua txog rau lub peev xwm nqa tau.
Peb kuj tau txiav txim siab qhov seroprevalence kwv yees los ntawm tus qauv txheeb ze rau kev kwv yees empirical. Hauv Laikipia, Prager et al. (2012) tau tshaj tawm txog 28 feem pua ntawm cov dev hauv 75 tus dev uas tau sim siv cov tshuaj tua kab mob fluorescent ceev ceev (RFFIT; 95 feem pua CI: 18.2–39.6 feem pua ). Txawm li cas los xij, txoj kev tshawb no tau siv qhov kev txiav tawm qis ntawm 0.05 IU/mL uas ua rau muaj qhov tshwm sim tsis tseeb. Kuj tseem muaj pov thawj tias enzyme-linked immunosorbent assays (ELISAs) yog qhov tshwj xeeb tshaj plaws rau kev kuaj pom qhov tsis ua rau tuag taus rau qhov kev ntsuam xyuas nruab nrab [21]. Cov kev tshawb fawb siv ELISAs kuj tau kuaj pom tias muaj seroprevalences siab. Laurenson et al. (1997) pom muaj seroprevalence ntawm 30.0 feem pua hauv Namibia [24], Bahloul li al. (2005) ntawm 28.8 feem pua hauv Tunisia [23], thiab Cleaveland li al. (1999) ntawm 7.4 feem pua hauv Tanzania [21]. Peb, yog li ntawd, suav hais tias yog ib qho ntawm 7-30 feem pua rau seroprevalence hauv cov dev hauv tsev [16].
Cov txiaj ntsig
Tsis-spatial qauv
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}}) ua rau muaj qhov tshwm sim ntawm rabies persistence, nrog rau qhov kev pheej hmoo siab tshaj plaws nyob rau nruab nrab qhov tshwm sim ntawm kev tiv thaiv kab mob. Piv txwv li, piv txwv li 50 feem pua ntawm kev kis tau coj mus rau kev kuaj mob, nrog 25 feem pua ntawm cov neeg raug mob hauv tsev kho mob tsim kev tiv thaiv kab mob (Scenario B- ϕ=0.5, ρ=0.25 ), rabies tseem nyob rau hauv 94 feem pua ntawm cov simulations. Qhov nruab nrab txhua xyoo tshwm sim nyob rau hauv qhov xwm txheej no yog siab ntawm 61,820/100,000 (Interquartile range (IQR): 19,139/100,{17}}), nrog rau cov neeg coob coob poob qis rau qhov nqa tau (Median: 96.0 feem pua, IQR: 2.0 feem pua). Piv txwv tias qhov muaj feem ntau dua ntawm kev tiv thaiv kev tiv thaiv tau ua rau qis qis dua, vim txo qhov tshwm sim thiab qhov muaj feem ntau ntawm kev tuag ntawm stochastic.
Piv txwv li, nyob rau hauv scenario C, nrog ib tug tsawg tsawg ntawm ib tug neeg tsim kho kab mob (ϕ=0.05), thiab ib tug siab probability ntawm kev tiv thaiv kab mob (ρ = 0.5), qhov tshwm sim raug txo mus rau 2,207/100,000 (IQR: 1181) nrog rabies txuas ntxiv mus rau 87 feem pua ntawm cov simulations. Tsis muaj qhov sib xyaw ua ke hauv cov qauv homogenous ua rau cov txiaj ntsig nruab nrab rau ob qho tib si tshwm sim thiab cov pej xeem poob qis hauv qhov ntau suav tias yog plausible (Table 3). Txawm li cas los xij, ntawm qhov sib xyaw ua ke uas tus kab mob rabies tau kwv yees nyob rau hauv feem ntau ntawm cov simulations, Scenario C (qhov kev tiv thaiv kab mob siab, Table 2) muaj qhov xwm txheej ze tshaj plaws rau qhov plausible ntau yam thiab qhov nruab nrab cov pejxeem poob qis ntawm 3.6 feem pua (IQR: 1.1 feem pua) (Daim duab 2).
Ntawm tag nrho cov txheej txheem ntawm 25 qhov kev sib xyaw ua ke suav nrog, kev sib xyaw ua ke uas ua rau qhov siab tshaj plaws nruab nrab kwv yees seroprevalence, ntawm 16.0 feem pua (IQR: 3.5 feem pua), yog qhov tshwm sim ntawm ib tus neeg tsim kho mob (ϕ) ntawm { {5}}.05 thiab qhov tshwm sim ntawm kev txhim kho kev tiv thaiv (ρ) ntawm 0.25. Qhov kev kwv yees seroprevalence no nyob ze rau qhov pib rau kev tiv thaiv tsiaj txhu rau R0 ntawm 1.2 (1-1/R0=0.167). Ntawm qhov pib no, txhua tus neeg kis tus kab mob kis rau qhov nruab nrab ib leeg, ua rau muaj kab mob sib kis. Rau cov txheej txheem ntawm peb qhov kev tiv thaiv kab mob tau txiav txim siab, kwv yees seroprevalences siv cov qauv tsis yog qhov chaw yog 0.0 feem pua (IQR: 0.0%) , 11.1 feem pua (IQR: 5.2 feem pua ), thiab 14.9 feem pua (IQR: 6.1 feem pua) rau scenarios A, B, thiab C feem.
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