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Evolution of Human Respiratory Virus Epidemics
Preprint
em Inglês
| medRxiv
| ID: ppmedrxiv-20237503
Artigo de periódico
Um artigo publicado em periódico científico está disponível e provavelmente é baseado neste preprint, por meio do reconhecimento de similaridade realizado por uma máquina. A confirmação humana ainda está pendente.
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ABSTRACT
BackgroundWhile pathogens often evolve towards reduced virulence, many counterexamples are evident. When faced with a new pathogen, such as SARS-CoV-2, it is highly desirable to be able to forecast the case fatality rate (CFR) into the future. Considerable effort has been invested towards the development of a mathematical framework for predicting virulence evolution. Although these approaches accurately recapitulate some complex outcomes, most rely on an assumed trade-off between mortality and infectivity. It is often impractical to empirically validate this constraint for human pathogens. ResultsUsing a compartment model with parameters tuning the degree to which symptomatic individuals are isolated and the duration of immunity, we reveal kinetic constraints where the variation of multiple parameters in concert leads to decreased virulence and increased pathogen fitness, whereas independent variation of the parameters decreases pathogen fitness. Smallpox, SARS-CoV-2, and Influenza are analyzed as diverse representatives of human respiratory viruses. We show that highly virulent viruses, such as Smallpox, are likely often constrained by host behavior, whereas moderately virulent viruses, such as SARS-CoV-2, appear to be typically constrained by the relationship between the duration of immunity and CFR. ConclusionsThe evolution of human respiratory epidemics appears to be often kinetically constrained and a reduction in virulence should not be assumed. Our findings imply that, without continued public health intervention, SARS-CoV-2 is likely to continue presenting a substantial disease burden. The existence of a parameter regime admitting endemic equilibrium suggests that herd immunity is unachievable. However, we demonstrate that even partial isolation of symptomatic individuals can have a major effect not only by reducing the number of fatalities in the short term but also by potentially changing the evolutionary trajectory of the virus towards reduced virulence.
cc_by_nd
Texto completo:
Disponível
Coleções:
Preprints
Base de dados:
medRxiv
Tipo de estudo:
Estudo prognóstico
Idioma:
Inglês
Ano de publicação:
2020
Tipo de documento:
Preprint