Vital Dynamics, Immune Waning, and Final Size Formulae
When modelling host-pathogen dynamics, it is frequently asserted that for a single epidemic outbreak, one can neglect the effects of host vital dynamics (i.e. births and deaths) as the replenishment of hosts occurs on a much longer time-scale than transmission and recovery. This is used to justify using Kermack and McKendrick's ``final size'' formula--which gives the fraction of the population recovered and immune post-epidemic for the SIR model without vital dynamics--to predict the fraction of the population susceptible post-outbreak. I will show how a simple corollary of our work on the burnout probability in the model with vital dynamics reveals that even when the pathogen goes extinct, if susceptible replenishment is taken into account, it will persist much longer than predicted by the model without vital dynamics. Moreover, the classical formula drastically underestimates the true final size. I will also explore the consequences of this observation for pathogen persistence.
Dynamique vitale, affaiblissement immunitaire et formules de taille finale
Lorsqu'on modélise la dynamique hôte-pathogène, on affirme souvent que, pour une seule épidémie, on peut négliger les effets de la dynamique vitale de l'hôte (c'est-à-dire les naissances et les décès), car le renouvellement des hôtes se produit à une échelle de temps beaucoup plus longue que la transmission et la guérison. Cela sert à justifier l'utilisation de la formule de « taille finale » de Kermack et McKendrick, qui donne la fraction de la population guérie et immunisée après l'épidémie pour le modèle SIR sans dynamique vitale, afin de prédire la fraction de la population susceptible après l'épidémie. Je montrerai comment un simple corollaire de nos travaux sur la probabilité d'épuisement dans le modèle avec dynamique vitale révèle que même lorsque le pathogène disparaît, si l'on tient compte du renouvellement des personnes sensibles, il persiste beaucoup plus longtemps que ne le prévoit le modèle sans dynamique vitale. De plus, la formule classique sous-estime considérablement la taille finale réelle. J'explorerai également les conséquences de cette observation sur la persistance des pathogènes.
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