Un recente studio pubblicato su arXiv utilizza un modello spaziale per comprendere la trasmissione della malattia e determinare l’efficacia dei possibili interventi che i governi possono mettere in atto per arginare la diffusione dell’epidemia.

In Africa occidentale, l’attuale epidemia del virus Ebola oltre ad essere la maggiore mai registrata, presenta un’inedita complessità spazio-temporale. Lo scoppio della malattia da virus Ebola ha infatti provocato, al 14 giugno 2015, 27.678 casi di contagio e 11.276 decessi. L’epidemia attuale appartiene al ceppo EBOV, il ceppo più pericoloso. Le precedenti epidemie maggiori di tale ceppo, avvenute nella Repubblica Democratica del Congo nel 1976 e nel 1995, avevano registrato rispettivamente 318 e 315 casi.
Il decorso della malattia comprende due fasi di infezione. Nella prima fase, della durata di circa cinque/sette giorni, i sintomi includono febbre, debolezza, mal di testa, dolori muscolari e articolari, diarrea e nausea. In alcuni pazienti, la malattia progredisce in una seconda fase, con sintomi quali emorragie, sintomi neurologici, tachipnea, singhiozzo e anuria. I tassi di mortalità sono più elevati tra i pazienti che presentano i sintomi della seconda fase. Il virus Ebola si trasmette attraverso il contatto diretto con un individuo infetto. I fattori di rischio per la trasmissione includono il contatto con i fluidi corporei, lo stretto contatto con un paziente, il riutilizzo di aghi ed anche il contatto con un cadavere.

Il nuovo studio condotto da ricercatori dell’università del Michigan esplora la trasmissione della malattia in Guinea, Sierra Leone e Liberia, i tre paesi limitrofi che presentano quasi tutti i casi di contagio.
Il modello spaziale compartimentale proposto prende in considerazione la trasmissione all’interno del paese, la trasmissione che avviene tra diversi paesi, le dimensioni della popolazione e la distanza tra le regioni coinvolte.
É stato considerato in primo luogo la trasmissione locale ovvero all’interno di un paese, e poi quella a “lungo raggio”, ovvero tra paesi diversi, rappresentando il movimento e la trasmissione attraverso le frontiere.
Per descrivere la dinamica della malattia sono state utilizzate delle equazioni differenziali ordinarie. In ciascuno dei tre paesi considerati, la popolazione è stata divisa in: indivudui sensibili (S), latenti (E), infetti al primo stadio (I1), infetti al secondo stadio (I2), in attesa di funerale (F), guariti (R) e deceduti (D).
I pazienti che si trovano nella prima fase di infezione (I1) sono in grado o di guarire (R) o di passare alla seconda fase di infezione (I2), dove possono o guarire con una probabilità più bassa o morire. I funerali svolgono un ruolo significativo nella trasmissione della malattia a causa della alta carica virale che può esserci nel contatto tra il defunto e dei soggetti sensibili, contatto dovuto alle diverse pratiche di sepoltura. Pertanto, gli individui della componente F sono stati considerati contagiosi quanto quelli della componenete I2.
I dati pubblicati dall’Organizzazione Mondiale della Sanità sono stati utilizzati per l’idenficazione dei parametri ed la validazione del modello. Infatti i dati relativi al periodo che va dal 24 maggio fino al 30 settembre 2014 sono stati impiegati per determinare i parametri del modello. I dati successivi invece, sono stati utilizzati per confrontare le proiezioni del modello. Il modello è in grado di prevedere con successo, a distanza di un mese, i contagi ed i decessi in tutti e tre i paesi africani.

Gli interventi effettuati dai governi per limitare la diffusione della malattia sono stati: quarantena, isolamento, centri supplementari di trattamento, chiusura dei confini e restrizione dei viaggi all’interno di una regione. Il compito delle autorità sanitarie pubbliche è quello di gestire le risorse in modo efficace, impegnando al meglio personale e fondi. Ciò nonostante, non tutte le misure sono ugualmente vantaggiose o economiche, e spesso non è possibile testare i relativi benefici di ciascuna.
La modellazione può quindi fornire un valido strumento per confrontare i possibili interventi e determinare le zone in cui tali interventi sono più efficaci.
Questo modello è infatti in grado di descrivere le molteplici ondate di crescita epidemica in Guinea incorporando le interazioni spaziali. Le simulazioni suggeriscono che le riduzioni della trasmissioni locali sono state più efficaci in Liberia, mentre la trasmissione sulla lunga distanza sono dominanti in Sierra Leone.
Descrivendo in modo accurato e prevedendo la diffusione spaziale del virus ebola nei paesi dell’Africa occidentale, il modello proposto potrebbe quindi essere utilizzato dai politici e funzionari della sanità pubblica per pianificare gli interventi per questa e per le future epidemie.

(A cura di Cristiana Di Russo)