Impatto del rilascio intenzionale di un virus
altamente patogeno in relazione alla mobilità
internazionale
Margherita Lazzarini
16 aprile 2014
Margherita Lazzarini
Impatto del rilascio intenzionale di un virus altamente patogeno
Introduzione
Negli ultimi anni è cresciuto il rischio dell’utilizzo di armi
biologiche finalizzate ad attacchi terroristici.
Ai fini di uno studio sui possibili effetti del rilascio intenzionale di
un virus, e’ stato scelto il vaiolo poiche’:
→ in quanto altamente patogeno, e’ un campione ottimale
→ molti esperti concordano sul fatto che in alcune zone il virus
sia ancora esistente
→ non si hanno a disposizione dati certi sul livello di protezione
residua dato dalle vaccinazione effettuate nel passato
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Impatto del rilascio intenzionale di un virus altamente patogeno
Introduzione
Studi recenti hanno concordato che per prevenire la diffusione su
larga scala del virus, vaccinazione e isolamento dei casi infetti
siano sufficienti, a patto che:
- il sistema sanitario del paese colpito intervenga
tempestivamente
- la sanità sia in possesso dei vaccini necessari
→ assunzioni non valide per tutti i paesi
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Impatto del rilascio intenzionale di un virus altamente patogeno
Introduzione
Inoltre vanno considerati ulteriori aspetti legati alle tempistiche:
- tempi di incubazione
- tempi per la diagnosi
→ durante quest’intervallo di tempo è possibile la diffusione su
scala mondiale a causa dei viaggi internazionali
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Stadi della malattia
Lo stadio latente costituisce il periodo di incubazione
dell’infezione (7 giorni), in cui gli individui non sono contagiosi.
La fase prodromica è caratterizzata da febbre e raffreddore, dura
intorno ai 3 giorni.
Il rash dura intorno ai 12 giorni e manifesta le tipiche vesciche
della patologia
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Stadi della malattia
Il basic reproductive number R0 per il vaiolo è 3-7.
La trasmissibilità del virus in fase prodromica e nella seconda metà
della fase rash è ridotta del 90% poichè:
→ nello stato prodromo il virus è meno contagioso
→ una volta manifestato sintomi evidenti, la diagnosi è immediata
e l’individuo viene isolato
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Tipi di rilascio
Vengono presi in esame due possibili tipologie di rilascio:
- TIPO 1: 5 individui infetti espongono i civili al virus, evitando
viaggi e cure per limitare la possibilità di essere scoperti
- TIPO 2: una versione aerea del virus viene dispersa in un
ambiente chiuso, esponendo 10 civili al contagio
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Parametri del modello di simulazione
- città sotto attacco: Londra
- numero di casi che permettono il riconoscimento dell’epidemia
(detection): 4 [2;8] individui in fase rash
- pt : 50%
- pr : 20 [10;30]%
- R0 : 5 [3;7]
- 2 tipologie di rilascio, descritte precedentemente
Ulteriori dettagli sul modello:
La popolazione mondiale viene rappresentata dal modello GLEaM
(GLobal Epidemic and Mobility), nel quale
- la trasmissione del virus viene simulata con una distribuzione
di probabilità stocastica multinomiale
- anche la mobilità degli individui segue dinamiche stocastiche,
e tiene conto sia del traffico locale che del traffico aereo
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Risultati
Probabilità di osservare una diffusione internazionale
in funzione del tempo (in giorni) nel caso di rilascio di tipo 1
(A) e di tipo 2 (B).
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Risultati
Numero di Paesi colpiti dal virus
in funzione del tempo (in giorni) nel caso di rilascio di tipo 1
(C) e di tipo 2 (D).
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Risultati
Numero di casi al di fuori del Paese colpito
in funzione del tempo (in giorni) nel caso di rilascio di tipo 1
(E) e di tipo 2 (F).
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Risultati
Probabilità di osservare una diffusione internazionale
Simulazioni su altre città-snodi centrali hanno prodotto risultati analoghi
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Risultati
Assumendo eventi indipendenti, l’esportazione di individui infetti
può essere considerato come un processo poissoniano. Pertanto
P(T ) = 1 − e −
RT
0
λ(t)dt
λ(t) rappresenta il tasso di esportazione di un individuo infetto,
che dipende dalle dimensioni che l’epidemia ha raggiunto nel
paese originario e dal tasso di spostamento degli individui.
Il tasso di spostamento è proporzionale al traffico reciproco fra
paesi ω.
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Risultati
Probabilità di esportare il virus
la probabilità è
approssimata da una
funzione lineare
P(T ) ∼ ω
→ dopo 3 settimane
esibisce andamento
esponenziale a causa
dell’inefficacia delle
restrizioni sulla mobilità
in funzione del traffico dall’Inghilterra al
momento della detection
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Immunità
Sono state effettuate simulazioni tenendo conto di una possibile
percentuale di immunità nella popolazione:
20% fornita dalla campagna di vaccinazione passata
20% completamente immuni
per un totale di 40% di individui immuni.
→ i casi totali vengono ridotti del 40% ma l’estensione geografica
della diffusione del virus non cambia
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Conclusioni
Questo studio dimostra come un’azione terroristica di tipo
biologico su una singola città possa diffondersi su scala
internazionale prima che le autorità ne siano al corrente.
Inoltre è probabile che vengano colpiti paesi con infrastrutture
meno efficienti e non pronte ad intervenire tempestivamente sulla
diffusione dell’epidemia.
Viene quindi evidenziato il rischio legato alla mobilità umana
attuale, che non può essere ignorato nello sviluppo di piani di
emergenza per il contenimento della diffusione del virus.
Nel paper di riferimento sono stati volutamente rimossi i dati
quantitativi per ragioni precauzionali.
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Sviluppi futuri
Il modello di simulazione potrebbe essere esteso
→ introducendo fasce di età e reddito degli individui viaggiatori
→ considerando eventuali cluster
Si potrebbe inoltre studiare l’effetto delle possibili politiche di
contenimento/quarantena
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Impatto del rilascio intenzionale di un virus altamente patogeno
