matematisk modellering av effekter av ett preexposure TB-vaccin. En modellfamilj, indexerad med en parameter τ, som översätter en exponeringshändelse med exponeringsstorlek X till en sannolikhet att exponeringen leder till en beständig M. tuberkulosinfektion (τ kontrollerar den absoluta sannolikheten för infektion), visas. Medelvärdet av P (X; τ) över den antagna fördelningen av X ger den ovillkorliga sannolikheten för persistent M. tuberkulosinfektion för en enda exponering., Villkoren är följande. M är antalet diskreta exponeringshändelser under ett år (exponeringsintensitet). Anta att M varierar över individer, men det finns ett genomsnittligt antal exponeringshändelser för en viss population av individer och att genomsnittet (på log skala) är index för intensitet av exponering för denna population. X är den infektiösa potentialen hos en enda exponeringshändelse (exponeringsstorlek). Den enklaste tolkningen av den smittsamma potentialen X är antalet diskreta infektiösa enheter (t.ex. baciller) som deponeras på lungalveolär yta vid en enda exponeringshändelse., Även om X kan tolkas mer allmänt / abstrakt, är den smala tolkningen av X antalet smittsamma enheter per exponeringshändelse. Anta att X varierar över flera exponeringshändelser inom individer såväl som mellan individer, men det finns ett genomsnittligt antal för en viss population av individer över tiden och det genomsnittliga (på loggskala) är exponeringsindexet för den befolkningen. τ är en parameter som länkar exponeringsstorleken X till sannolikheten för infektion genom funktionen P (X; τ)., För den specifika funktionen P(X; τ) = 1 − (1 − τ)X är τ sannolikheten för infektion från en enda enhetsexponering (t.ex. en exponeringshändelse med X = 1). A) Sannolikhet för persistent M. tuberkulosinfektion i förhållande till olika exponeringsförstoringar. Diagrammet visar sannolikheten för ihållande infektion för en given exponeringsstorlek (antal baciller per exponeringshändelse). Exponeringens storlek ritas på X-axeln, där X kan tolkas som antalet diskreta infektiösa enheter som deponeras i lungan för en individuell exponeringshändelse., Y-axeln representerar infektionsindexet. Fyra olika möjliga scenarier för sannolikheten för infektion (τ) ritas. B) modell för olika sannolikheter för infektion kalibrerad till en årlig infektionsfrekvens på 5%. konturplotten visar förhållandet mellan exponeringsstorlek och intensitet som motsvarar en årlig infektionshastighet på 5%. Räckvidden för potentiella exponeringsförstoringar ritas på x-axeln (loggskala). Intervallet för potentiella exponeringsintensiteter (antal exponeringshändelser) ritas på Y-axeln., Konturlinjerna anger potentiella värden för sannolikheten för infektion (τ) för givna förväntade exponeringsförstoringar och intensiteter. Den blå regionen representerar värden som inte överensstämmer med en inställning med en observerad populationsinfektion på 5%. C) modell för vaccineffekt där sannolikheten för infektion minskas med 60%. Den uppskattade effekten av ett vaccin med 60% biologisk effekt (minskar sannolikheten för persistent infektion med 60%) visas. Fasta linjer motsvarar de scenarier som visas i panel A., Streckade linjer motsvarar minskad sannolikhet för infektion som förväntas för ett vaccin med 60% effekt, med pilar som belyser mängden Skift. Diagrammet tyder på att för en låg sannolikhet för infektion (τ) reduceras vaccineffekten (pil). Dessutom, vid höga sannolikheter för infektion, reduceras vaccineffekten vid högre exponeringsgrader. För lägre sannolikheter för infektion kvarstår vaccineffekten över ett brett spektrum av exponeringsförstoringar., För högre sannolikheter för infektion är dock vaccineffekten uppenbar endast vid lägre exponeringsstorheter och är nästan helt försvagad vid högre exponeringsstorheter. D) dämpning av vaccinets effekt för olika exponeringsnivåer och exponeringsintensitet. Konturer av värden för vaccine efficacy (VE) ritade kontra exponeringsintensitet och storlek ges för en 60% minskning av sannolikheten τ (RR = 0.4). Konturplotten visar värden för biologisk vaccineffekt kalibrerad till en incidens av 5% per år., Denna graf är en följeslagare till panel B, där sannolikheten för infektion per exponering (τ) överensstämmer med populationsinfektionsfrekvensen på 5% per år för vissa nivåer av storlek och exponering. Konturlinjenumren indikerar olika potentiella populationsnivåer eller observerade vaccinverkningar associerade med ett vaccin med biologisk (per exponering) effekt på 60%. Liksom i panel B anger den blå regionen scenarier där exponeringen är för låg för att överensstämma med en ovaccinerad infektionsfrekvens på 5% per år., Modellen tyder på att den observerbara effekten av vaccin på populationsnivå minskar när exponeringen minskar och sannolikheten för infektion per exponering ökar samtidigt. Det tyder också på att dämpningen av vaccineffekten är större för exponeringsprofiler med hög magnitud/låg intensitet än för profiler med låg magnitud/hög intensitet. Således, allt annat lika, ett vaccin skulle prestera bättre med fler exponeringar av lägre storlek än med färre exponeringar av högre Storlek.