Stochastische Modellierung von Exitstrategien der Poliomyelitis

Abstract

Im Jahr 1988 wurde die Global Polio Eradication Initiative ins Leben gerufen, deren Ziel die weltweite Ausrottung der Poliomyelitis bis zum Jahr 2000 war. Obwohl diese Ziel primär nicht erreicht wurde, konnte die Zahl der weltweit durch Wildviren verursachten Poliofälle durch die globalen Impfungaktivitäten, die vornehmlich mit dem Lebendimpfstoff OPV durchgeführt werden, deutlich gesenkt werden.

In den letzten Jahren wurden jedoch vermehrt Polioausbrüche registriert, die nicht durch Wildviren sondern durch den Poliolebendimpfstoff OPV verursacht wurden und die das globale Programm zur Ausrottung der Poliomyelitis vor eine große Herausforderung stellen: Die Lebendimpfviren können zu neurovirulenten Viren (vaccine-derived poliovirus, VDPV) zurückmutieren, in der Bevölkerung zirkulieren (cVDPV) und Poliomyelitis (vaccine-associated poliomyelitis) auslösen, was besonders nach Einstellung der Impfungen von Bedeutung und Gefahr ist, wenn die Anzahl Suszeptibler steigt.

Diese Arbeit untersucht den Einfluss unterschiedlicher Exitstrategien für Entwicklungsländer auf die Impfvirenpersistenz mit Hilfe eines stochastischen, individuen- und netzwerkbasierten Simulators, der die Rückmutation der Impfviren berücksichtigt. Als Impfvirenpersistenz wurde die Übertragung des Impfvirus für mindestens 20 Jahre nach der letzten Impfung definiert. Die Impfungen wurden entweder als Neugeborenenimpfung oder als Impfung an einem Impftag durchgeführt. Die Bevölkerung von 100.000 Individuen wurde in 10 Gruppen unterteilt. Alle Gruppen impfen genau 10 Jahre, bevor eine Exitstrategie begonnen wird, wobei die Gruppen an verschiedenen Impftagen impfen. Dann werden die Impfungen entweder sofort beendet oder innerhalb von 1-10 Jahren graduell auf Null verringert. Alle untersuchten Strategien wurden 500 mal simuliert, um ein geeignetes 95%-Intervall der Resultate zu erhalten. Die Ergebnisse zeigen, dass Persistenz am wenigsten wahrscheinlich ist, wenn an Impftagen geimpft wird und wenn die Impfungen sofort bei einem hohen Durchimpfungsgrad eingestellt werden und nicht langsam reduziert werden.

The Global Polio Eradication Initiative which started in 1988 is now facing its final phase. However, there is a major concern: the attenuated viruses of the oral polio vaccine which is mainly used for vaccination and eradication can mutate back to vaccine-derived polioviruses (VDPV) and can circulate in the population (cVDPV). These cVDPV can regain neurovirulence and may cause poliomyelitis (vaccine-associated poliomyelitis) which will be most important when vaccination is stopped and protection against poliomyelitis decreases.

This work investigates the impact of different exit strategies on vaccine virus persistence after immunization using a stochastic, individual- and network based computer simulator which considers the backmutation of the vaccine derived viruses. Viral persistence is defined as circulation of the virus for at least 20 years ceasing vaccination. The population of 100.000 individuals was divided into 10 groups, each group vaccinating for exactly 10 years before an exit strategy begins. Vaccinations were either performed as newborn vaccination or as vaccination on national immunization days, whereby the groups vaccinate on different immunization days. Immunizations were either stopped immediately or were reduced to zero within a defined time period of 1-10 years. Each vaccination strategy was simulated 500 times. The results show that virus persistence is less likely if vaccination is performed on vaccination days rather than using routine immunization and if immunization is stopped immediately at a high immunization coverage rather than reducing vaccination within a time period.