sábado, 2 de janeiro de 2021

A Matemática da Imunidade de Rebanho

     Os epidemiologistas sabem que para conter uma epidemia não é necessário vacinar 100 % da população. Neste ensaio apresentamos a equação matemática que permite calcular qual a porcentagem da população é necessária vacinar para conter a pandemia do corona virus.

    A contaminação é disseminada pela população porque cada contaminado contamina outras pessoas com as quais mantem contato próximo, já que a contaminação se dá principalmente pelo ar transportando gotículas ou perdigotos expelidos durante a fala, tosse, espirro e etc.

    O número básico que define então como se dá a contaminação é a porcentagem de pessoas que serão contaminadas em média por cada doente. Este número é representado pela variável R0, denominada taxa de contaminação e varia entre 0 e 3, para os vírus que se conhecem até hoje. Assim, R0 = 0 significa que não há epidemia e R0 = 3 significa que cada doente contamina em média até 3 outras pessoas até que ele deixe de transmitir o vírus, o que se dá em média quatorze a vinte dias depois que se contaminou.

   A fórmula que permite calcular qual a percentagem de pessoas que devem ser vacinadas para atingir a imunidade de rebanho, isto é o início do declínio da epidemia é mostrada abaixo.

                            Pv = ( 1 – 1/R0 – Pj ) / Ef

onde,

Pv = porcentagem de pessoas que devem ser vacinadas para atingir a imunidade de rebanho.

R0 = taxa de contaminação. 0 < R0 < 3
Pj = porcentagem de pessoas já contaminadas e não mais contaminantes. Número de pessoas já contaminadas e/ou imunizadas dividido pelo número total de pessoas da população. Normalmente expresso em porcento.
Ef = Eficácia da vacina. Número de pessoas imunizadas dividido pelo número total de pessoas vacinadas. Normalmente expressa em porcento.

    É interessante observar que a imunidade de rebanho também é alcançada mesmo sem vacinação já que cada contaminado, depois de quinze a vinte dias não contamina mais. A vacinação só reduz o tempo que uma epidemia leva para atingir a imunidade de rebanho e começar a decair.

    Alguns exemplos de R0 em dez/2020:

- Paraná: R0 = 1,5 (o maior do Brasil)

- Pará: R0 = 1,1 ± 0,06

- Sergipe: R) = 0,8 (o menor do Brasil)

    Por exemplo, supondo que utilizemos uma vacinação com eficácia de 90% com R0 = 2,5 (no início da pandemia) que o número dos já contaminados tenha passado de 10 % da população, 800.000 pessoas, temos que:

            Pv = ( 1 – 1/2,5 – 0,1) / 0,9 = (1 – 0,4 – 0,1) / 0,9 = 0,55

    Assim, na verdade só precisaríamos vacinar 55 % da população, ou 117 milhões de pessoas para alcançar a imunidade de rebanho.

    Finalmente, como este vírus mata muito mais as pessoas idosas acima de 60 anos e, como esta população representa aproximadamente 13 % da população ou 28 milhões de pessoas, consideramos que em emergência só precisamos vacinar esta população.

    No Pará temos os seguintes números:

  1. População atual = 8.690.745 almas.

  2. Número de já contaminados confirmados = 293.807

  3. Então Pj = 0,034 ou 3,4 %.

  4. R0 = 1,16 %.

  5. Considerando uma eficácia de vacina de 90 %.

                        Pv = ( 1 – 0,86 – 0,034) / 0,9 = 0,118

Assim, podemos atingir a imunidade de rebanho vacinando 11,8 % da população. Ora, como o número de idosos com mais de 60 anos é de 13 % [2], nós precisamos apenas vacinar os velhos, as pessoas da área da saúde e as pessoas com menos de 60 anos com comorbidades.

Referências.

  1. Le vaccin contre le Covid-19 va-t-il nous sauver rapidement de l’épidémie ?

  2. Idosos indicam caminhos para uma melhor idade – Censo 2021.

  3. https://www.covid-19.pa.gov.br/#/

  4. Pará IBGE.