Die Reproduktionszahl (R) wird häufig verwendet, um die Ansteckungsfähigkeit einer Krankheit zu beschreiben. Wir werden diese Größe zum Teil verwenden, um alternative Maßnahmen zur Bekämpfung eines Ausbruchs zu bewerten, da R durch Kontrollmaßnahmen verändert wird. Die Basisreproduktionszahl (R0) ist die Reproduktionszahl, die sich ergibt, wenn weder eine Immunität aufgrund früherer Expositionen oder Impfungen noch ein absichtlicher Eingriff in die Krankheitsübertragung besteht. Wir bezeichnen R als effektive Reproduktionszahl, wenn eine gewisse Immunität besteht oder Interventionsmaßnahmen ergriffen werden.
Es ist nützlich, sich einige Merkmale einer Reproduktionszahl ins Gedächtnis zu rufen, da ihre Interpretation nicht immer einfach ist.
Wenn die Individuen homogen sind und sich gleichmäßig mischen, ist R definiert als die durchschnittliche Anzahl von Infektionen, die während der Infektionsperiode eines einzelnen Infizierten erzeugt werden. Individuen können sich aufgrund des Zufalls in der Anzahl ihrer Infektionen unterscheiden, aber die mittlere Anzahl der Infizierten ist R. Epidemien einer SEIR-Infektion können nicht auftreten, wenn R zu Beginn des Ausbruchs kleiner als 1 ist, und etablierte Ausbrüche klingen ab, wenn entweder Interventionen R unter 1 halten oder der empfängliche Teil der Bevölkerung ausreichend dezimiert wurde, um R unter 1 zu halten.
Die grundlegende Reproduktionszahl kann von Ort zu Ort variieren, da die Kontaktraten zwischen Menschen aufgrund von Unterschieden in der Bevölkerungsdichte und kulturellen Unterschieden unterschiedlich sein können. Die effektive Reproduktionszahl kann ebenfalls variieren, weil die Gemeinschaften an verschiedenen Orten unterschiedlich immun sind.
Welche Basisreproduktionszahl sollten wir bei der Bewertung der vorgeschlagenen Maßnahmen gegen eine Influenzapandemie verwenden? Es kann sein, dass eine kürzliche Exposition gegenüber aktuell zirkulierenden Influenzastämmen oder eine Impfung zum Schutz dagegen eine gewisse Immunität gegen einen neu aufgetretenen Stamm verleiht; siehe Jordan et al. (1958), Spicer und Lawrence (1984), Mills et al. (2004). Die angemessene Reproduktionszahl, anhand derer wir jede vorgeschlagene Intervention in unserer Gemeinschaft beurteilen sollten, ist dann die effektive Reproduktionszahl, die dem ursprünglichen Zustand der Bevölkerung entspricht, einschließlich ihres anfänglichen Immunitätsniveaus, das sich aus der Exposition gegenüber Influenzastämmen ergibt, die zuvor zirkulierten, ohne dass absichtlich eingegriffen wurde. Der Einfachheit halber werden wir diese Ausgangsreproduktionszahl als Basisreproduktionszahl bezeichnen und sie in diesem Dokument mit R0 bezeichnen.
Es gibt zwei Aspekte der Übertragung von Infektionskrankheiten, die von R nicht gut erfasst werden. Der eine ist die Übertragungsrate in Kalenderzeit. Um dies zu veranschaulichen, betrachten wir zwei SIR-Infektionen mit demselben R0. Nehmen wir an, dass bei einer dieser Infektionen die Individuen über einen kurzen Infektionszeitraum hoch infektiös sind. Bei der anderen Infektion sind die Individuen weniger infektiös, dafür aber über einen längeren Zeitraum infektiös. Beide führen letztendlich zur gleichen Ansteckungsrate, aber die erste Epidemie beginnt schneller, hat eine höhere Inzidenz auf dem Höhepunkt der Epidemie und ist viel kürzer; siehe Abschnitt 2.4.
Der andere Aspekt, den R im Allgemeinen nicht gut erfasst, ist q, die Wahrscheinlichkeit, dass ein importierter Ausbruch an Dynamik gewinnt und groß wird, im Gegensatz zum Abklingen, nachdem relativ wenige Menschen infiziert sind. Diese Wahrscheinlichkeit ist von grundlegender Bedeutung für die Fragen der Eindämmung und Verzögerung einer lokalen Epidemie, so dass wir diese Tatsache berücksichtigen müssen, wenn wir Interventionen auf der Grundlage von R bewerten.