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Enregistrement W4289012953 · doi:10.1101/2022.07.28.22278155

Failure to balance social contact matrices can bias models of infectious disease transmission

2022· preprint· en· W4289012953 sur OpenAlexafffund
Mackenzie A. Hamilton, Jesse Knight, Sharmistha Mishra

Notice bibliographique

RevuemedRxiv · 2022
Typepreprint
Langueen
DomaineMathematics
ThématiqueCOVID-19 epidemiological studies
Établissements canadiensUniversity of TorontoSt. Michael's Hospital
Organismes subventionnairesNatural Sciences and Engineering Research Council of Canada
Mots-clésSocial contactBasic reproduction numberDemographyTransmission (telecommunications)Context (archaeology)PopulationIncidence (geometry)DiseaseContact tracingInfectious disease (medical specialty)VaccinationDisease transmissionMedicineBiologyStatisticsMathematicsImmunologyCoronavirus disease 2019 (COVID-19)VirologyComputer sciencePsychologySocial psychologyInternal medicine

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

ABSTRACT Spread of transmissible diseases is dependent on contact patterns in a population (i.e. who contacts whom). Therefore, many epidemic models incorporate contact patterns within a population through contact matrices. Social contact survey data are commonly used to generate contact matrices; however, the resulting matrices are often imbalanced, such that the total number of contacts reported by group A with group B do not match those reported by group B with group A. While the importance of balancing contact matrices has been acknowledged, how these imbalances affect modelled projections (e.g., peak infection incidence, impact of public health measures) has yet to be quantified. Here, we explored how imbalanced contact matrices from age-stratified populations (<15, 15+) may bias transmission dynamics of infectious diseases. First, we compared the basic reproduction number of an infectious disease when using imbalanced versus balanced contact matrices from 177 demographic settings. Then, we constructed a susceptible exposed infected recovered transmission model of SARS-CoV-2 and compared the influence of imbalanced matrices on infection dynamics in three demographic settings. Finally, we compared the impact of age-specific vaccination strategies when modelled with imbalanced versus balanced matrices. Models with imbalanced matrices consistently underestimated the basic reproduction number, had delayed timing of peak infection incidence, and underestimated the magnitude of peak infection incidence. Imbalanced matrices also influenced cumulative infections observed per age group, and the projected impact of age-specific vaccination strategies. For example, when vaccine was prioritized to individuals <15 in a context where individuals 15+ underestimated their contacts with <15, imbalanced models underestimated cumulative infections averted among 15+ by 24.4%. We conclude stratified transmission models that do not consider reciprocity of contacts can generate biased projections of epidemic trajectory and impact of targeted public health interventions. Therefore, modellers should ensure and report on balancing of their contact matrices for stratified transmission models. AUTHOR SUMMARY Transmissible diseases such as COVID-19 spread according to who contacts whom. Therefore, mathematical transmission models – used to project epidemics of infectious diseases and assess the impact of public health interventions – require estimates of who contacts whom (also referred to as a contact matrix). Contact matrices are commonly generated using contact surveys, but this data is often imbalanced, where the total number of contacts reported by group A with group B does not match those reported by group B with group A. Although these imbalances have been acknowledged as an issue, the influence of imbalanced matrices on modelled projections (e.g. peak incidence, impact of public health interventions) has not been explored. Using a theoretical model of COVID-19 with two age groups (<15 and 15+), we show models with imbalanced matrices had biased epidemic projections. Models with imbalanced matrices underestimated the initial spread of COVID-19 (i.e. the basic reproduction number), had later time to peak COVID-19 incidence and smaller peak COVID-19 incidence. Imbalanced matrices also influenced cumulative infections observed per age group, and the estimated impact of an age-specific vaccination strategy. Given imbalanced contact matrices can reshape transmission dynamics and model projections, modellers should ensure and report on balancing of contact matrices.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,007
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,031
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Méthodes · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,017
Score d'incertitude au seuil0,035

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0070,031
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0010,002
Communication savante0,0020,002
Science ouverte0,0010,002
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0040,000

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.

Tête enseignante Opus0,193
Tête enseignante GPT0,394
Écart entre enseignants0,201 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreMéthodes

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations1
Publié2022
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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