Could the new COVID-19 mutant strain undermine vaccination efforts? A mathematical modelling approach for estimating the spread of the UK mutant strain using Ontario, Canada, as a case study
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Background Infections represent highly dynamic processes, characterized by evolutionary changes and events that involve both the pathogen and the host. Among infectious agents, viruses, such as the “Severe Acute Respiratory Syndrome-related Coronavirus type 2” (SARS-CoV-2), the infectious agent responsible for the currently ongoing “Coronavirus disease 2019” (COVID-2019) pandemic, have a particularly high mutation rate. Taking into account the mutational landscape of an infectious agent, it is important to shed light on its evolution capability over time. As new, more infectious strains of COVID-19 emerge around the world, it is imperative to estimate when these new strains may overtake the wild-type strain in different populations. Therefore, we developed a general-purpose framework to estimate the time at which a mutant variant is able to takeover a wild-type strain during an emerging infectious diseases outbreak. In this study, we used COVID-19 as a case-study, but the model is adaptable to any emerging pathogens. Methods and findings We devise a two-strain mathematical framework, to model a wild- and a mutant-type viral population and fit cumulative case data to parameterize the model, using Ontario as a case study. We found that, in the context of under-reporting and the current case levels, a variant strain is unlikely to dominate until March/April 2021. Current non-pharmaceutical interventions in Ontario need to be kept in place longer even with vaccination in order to prevent another outbreak. The spread of a variant strain in Ontario will mostly likely be observed by a widened peak of the daily reported cases. If vaccine efficacy is maintained across strains, then it is still possible to have an immune population by end of 2021. Conclusions Our findings have important practical implications in terms of public health as policy-and decision-makers are equipped with a mathematical tool that can enable the estimation of the take-over of a mutant strain of an emerging infectious disease.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,004 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».