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Curso: Perspectivas internacionales de la evaluación
cuantitativa de riesgo microbiano
Caso de estudio 6:
TRANSMISIÓN DE INFLUENZA H1N1 EN LOS AVIONES
Participantes:
Lorena Moya Ramallo
Gabriela Rocha Jaldin
Mercedes Iriarte Puña
Carlos Camacho Caero
Daniel Mérida Ojalvo
Agosto 2014
Transmisión de Influenza H1N1 en los aviones
Transmisión de Influenza H1N1 en los aviones
RESUMEN.
El incremento de la movilidad de las personas y la popularidad del transporte aéreo ha
incrementado también el potencial de transmisión de enfermedades, no solo durante, sino
también antes y después del vuelo. En el presente trabajo se determino el riesgo de contraer
la influenza H1N1 y H3N2 en un avión Boeing 747 con una capacidad de 524 pasajeros
para una variedad de vuelos de entre 30 a 360 minutos, asumiendo que un pasajero a bordo
está infectado con el virus. Los resultados de un análisis Monte Carlo, muestran un
promedio de dosis para la influenza H1N1 de 1,94E+4 partículas de virus por persona con
una probabilidad media de 2.37E-2. Son necesarios más datos en relación a la mejora de las
condiciones en los aviones para poder evaluar el riesgo de contraer infecciones por virus de
la influenza.
INTRODUCCIÓN.
Más de un billón de pasajeros viajan por aire anualmente, 50 millones de ellos viajan a
países en desarrollo, aunque con poca frecuencia y muy difícil de evaluar con precisión, se
corre el riesgo de transmisión de enfermedades durante el transporte aéreo comercial
(Mangili A. & Gendreau, 2005).
En pocas horas el transporte aéreo puede diseminar enfermedades infecto-contagiosas
alrededor del mundo, aunque se considera uno de los medios de transporte más seguros,
poco se conoce sobre qué tanto lo es para la salud pública internacional, teniendo en cuenta
que se está expandiendo e incrementando la cantidad de usuarios que pueden llegar a
adquirir y diseminar este tipo de enfermedades (Valderrama & Álvarez, 2009).
La familia de virus Orthomyxoviridae es la causante (etiología) de la gripe y la misma está
compuesta por el Virus de la Influenza A, Virus de la Influenza B, Virus de la Influenza C,
Virus Thogoto y Virus Isa, siendo descrita por primera vez en cerdos por Richard Schope
en 1931 (De la Cruz et al., 2010).
La transmisión del virus de la influenza puede ocurrir por tres rutas: 1) contacto directo o
indirecto entre una persona infectada y una susceptible, 2) gotas de las vías respiratorias
expulsadas y 3) aerosoles generados por la liberación de gotitas, que contienen virus más
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pequeños, como puede ocurrir durante la respiración corriente y tos que se inhalan (Milton
et al., 2013).
Se cree que la transmisión de la influenza A H1N1 es igual a la de la influenza estacional
en las personas, es decir principalmente de persona a persona cuando las personas
infectadas por el virus de la influenza tosen o estornudan, las personas pueden infectarse al
tocar algo que tenga el virus de la influenza y luego llevarse las manos a la boca o la nariz.
(CCID, 2009).
No se cuenta con mucha información acerca del riesgo de contraer una infección por
influenza en los vuelos, por lo que en el presente trabajo se han obtenido datos del riesgo de
contraer una infección por H1N1 y H3N2 en un avión Boeing 747 con una capacidad de
524 pasajeros para una variedad de vuelos de entre 30 a 360 minutos, asumiendo que un
pasajero a bordo está infectado con el virus, así como la comparación de la infectividad de
ambas cepas.
MÉTODOS.
Se determinó la dosis que ingiere una persona en un vuelo de avión de 30 minutos hasta
seis horas, calculando la dosis con la ecuación:
Dónde:
D= dosis respirada por persona en el vuelo
Ct= Concentración de virus por minuto
t= Tiempo de vuelo en minutos
Vr= Volumen de aire promedio de una persona respirado por minuto
2= Factor de recirculación de aire en el avión
Va= Volumen total de aire del avión
Método estadístico aplicado para de la influenza H1N1 y H3N2 será el de beta-Poisson con
la ecuación:
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Datos α y N50 de la página web
http://qmrawiki.msu.edu/index.php?title=File%3AExponential_and_betapoisson_model.jpg
y calculando la desviación del método con la ecuación:
∑
(
(
)
)
(
)
Donde xi población infectada y ni la parte de la población no infectada, para luego generar
una gráfica que indique la distribución y los intervalos de confianza del 95%.
Comparando las dos cepas, tomando en cuenta la dosis en la que hay 50% de probabilidad
de infección de la enfermedad se estableció cual es la más peligrosa.
Posteriormente se analizó las posibles vías de contagio, revisando la bibliografía, para la
influenza H1N1, para luego recomendar las acciones que puedan ayudar a disminuir la
probabilidad de contagio.
Luego se analizó qué pasaría si hay más personas contagiadas, más reflujo de aire y más
virus retenido con la siguiente ecuación:
(
) (
)
Dónde:
D= dosis respirada por persona en el vuelo
Ct= Concentración de virus por minuto
t= Tiempo de vuelo en minutos
Vr= Volumen de aire promedio de una persona respirado por minuto
= Factor de recirculación de aire en el avión
λ =Factor de retención de virus
Va= Volumen total de aire del avión
N = Número de personas enfermas.
Partiendo de este análisis se establecieron las recomendaciones y cuidados que se deben
tener al momento de subir y permanecer en un avión al existir un riesgo microbiano
cercano y sobre todo tener en claro cuál es la probabilidad de que los pasajeros, expuestos a
este virus, puedan infectarse.
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Se trabajó con análisis del método de simulación Monte Carlo para saber la distribución de
la probabilidad en el avión.
RESULTADOS
En la tabla 1 y tabla 3 se realiza un tratamiento estadístico para calcular la desviación del
modelo beta-Poisson y en la tabla 2 y tabla 4 los percentiles para los parámetros α y N50,
de las influenza H1N1 y H3N2 respectivamente.
Tabla 1. Cálculo de la desviación del modelo Beta-Poisson, influenza H1N1
Dosis
Infectados
Noinfectados
Total
fobservado
fanticipado
Desviación
Desviación
Infectados
Infectados
(+)
(-)
6,31E+04
0
15
15
0,000
0,050
0,000
1,534
6,31E+05
4
7
11
0,364
0,339
0,552
-0,524
6,31E+06
19
3
22
0,864
0,824
1,801
-1,542
6,31E+07
24
1
25
0,960
0,975
-0,744
0,940
Desviación
2,017
Tabla 2. Percentiles para los parámetros del modelo Beta-Poisson, influenza H1N1
Parámet
MLE
ro
estimado
Percentiles
0.5%
α
0,904
0,42
2.5%
0,05
0,491
0,95
0,545
1730
7,19E+05
2,39E+06
97.5%
25700
99.5%
219000
6,43E+0
N50
1,25E+06 5,27E+05
5
2,74E+06 3,45E+06
Como se puede apreciar en la figura 1 y figura 2 el ajuste con el modelo beta-poisson es
bastante aproximado y además se observa el intervalo de confianza al 95%, de la influenza
H1N1 y H3N2 respectivamente.
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Figura 1. Intervalos de confianza para el modelo Beta-Poisson, influenza H1N1
Tabla 3. Cálculo de la desviación del modelo Beta-Poisson, influenza H3N2
Dosis
Infectados
Noinfectados
Total
fobservado fanticipado Desviación Desviación
Infectados Infectados
(+)
(-)
1,00E+05
2,000
10,000
12,000
0,167
0,184
-0,391
0,415
1,00E+06
8,000
5,000
13,000
0,615
0,567
1,298
-1,175
1,00E+07
16,000
3,000
19,000
0,842
0,829
0,494
-0,471
3,16E+07
16,000
4,000
20,000
0,800
0,895
-3,601
5,176
1,00E+08
19,000
0,000
19,000
1,000
0,936
2,514
0,000
Desviación
4,258
Tabla 4. Percentiles para los parámetros del modelo Beta-Poisson, influenza H3N2
Parámetro
MLE
Percentiles
estimado
Α
0,429
N50
6,66E+05
0.5%
2.5%
0,05
0,95
97.5%
99.5%
0,214
0,258
0,283
0,758
0,871
1,2
1,63E+06
1,87E+06
2,49E+06
1,36E+05 2,19E+05 2,68E+05
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Figura 2. Intervalos de confianza para el modelo Beta-Poisson, influenza H3N2
En la figura 3 se observa que tanto la influenza H1N1 y H3N2 se comportan de manera
idéntica pero la cepa H1N1 tiene mayor probabilidad de contagio que la H3N2.
Figura 3. Comparación de las cepas H1N1 y H3N2
Se analizó la primera ecuación con monte Carlo se halló que el promedio de dosis para un
vuelo de 30 a 360 min con solo una persona enferma para la influenza H1N1 es de 1,94E+4
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partículas de virus por persona y una probabilidad media de 2.37E-2, dando una
distribución representada en la figura 4.
Figura 4. Distribución de probabilidades para la ecuación 1
Se analizó la primera ecuación con monte Carlo hallando el promedio de dosis para un
vuelo de 30 a 360 min, con μ = 0.5 – 0.8, λ = 0 – 0.2 y con una persona infectada, para la
influenza H1N1 es de 1.01E+4 partículas de virus por persona y una probabilidad media de
infección de 1.52E-2, dando una distribución representada en la figura 5.
En un estudio de riesgo cuantitativo tomando como modelo un boing 747 y con particulas
virales de H1N1, se han determinado que pueden ocurrir de 2-5 infecciones durante 5 horas
de vuelo, 5-10 durante 11 horas de vuelo y 7-17 durante 17 horas de vuelo, con resultados
más bajos para el área de primera clase (Bradley et al., 2009), esto nos muestra que pueden
existir diferencias en relación al tiempo de vuelo, pero ello dependerá así mismo de otros
factores, tales como el área o sección del avión, la edad y estado inmunológico de los
pasajeros.
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Figura 5. Distribución de probabilidades para la ecuación 2
Como se puede ver adicionando ventilación y un filtro más eficaz se logra disminuir el
impacto de la influenza H1N1, con una probabilidad media para la 1º y 2º fórmula 2.37E-2
y 1.52E-2 respectivamente.
Con ayuda de la ecuación:
(
) donde P(A.enf) es la probabilidad
anual de infección, p(d.enf) probabilidad diaria de infección y n número de días de exposición
al año, se obtuvo una probabilidad de infección anual de 0.21 para 10 días de exposición.
Según estudios realizados por Baker, M. et al. (2010), existe un riesgo bajo, pero medible
de infección por influenza durante un vuelo comercial, el riesgo está concentrado alrededor
de una persona infectada y con síntomas.
Estos resultados pueden aportar información sobre todo en el caso de epidemias, para
prevenir y controlar las infecciones.
RECOMENDACIONES.
-
Se recomienda un análisis beta Poisson para la determinación de las probabilidades
de infección por aspiración de partículas virales de ambas cepas, tal como se realizo
en el presente trabajo.
-
Realizar los cálculos con diferentes áreas o compartimentos del avión para obtener
información del riesgo de infección con 1, 2, 3, o más personas infectadas, además
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de realizar perfiles de concentración alrededor del individuo infectado para una
mejor exactitud del modelo.
-
Se asume que si se colocan filtros adecuados para la filtración de las partículas
virales en zonas estratégicas de la nave se podrá reducir el riesgo de inhalación de
los virus durante las horas de vuelo.
-
Se requieren más estudios en relación a los grupos de pasajeros con mayor o menor
vulnerabilidad, así como a la información de pasajeros con síntomas durante y
después del vuelo.
-
Las medidas de salud pública, tales como el uso de barbijos, pueden ayudar en la
prevención de la infección por enfermedades como la influenza durante los vuelos.
REFERENCIAS
Baker, Michael, Craig N Thornley, Clair Mills, Sally Roberts, Shanika Perera, Julia Peters,
Anne Kelso, Ian Barr, Nick Wilson. 2010 Transmission of pandemic A/H1N1 2009
influenza on passenger aircraft: retrospective cohort study. BMJ, 340:c2424.
Bradley G Wagner, Brian J Coburn and Sally Blower 2009 Calculating the potential for
within-flight transmission of influenza A (H1N1) BMC Medicin, BioMed Central
7:81
Centro Coordinador de Enfermedades infecciosas (CCID). 2009. Datos importantes sobre
la gripe porcina (influenza porcina). Centro Nacional de Inmunización y
Enfermedades Respiratorias (NCIRD). Estados Unidos. Pag 4.
Donald K. Milton, M. Patricia Fabian, Benjamin J. Cowling, Michael L. Grantham, and
James J. McDevitt 2013
Influenza Virus Aerosols in Human Exhaled Breath:
Particle Size, Culturability, and Effect of Surgical Masks. Plos Pathogen.
De la Cruz, M.; J. Pérez & M. Gómez 2010 Estudio clínico y tratamiento de pacientes con
sospecha de AH1N1. Universidad de Ciencias Médicas de la Habana.
Fabian Patricia, James J. McDevitt, Wesley H. DeHaan, Rita O. P. Fung, Benjamin J.
Cowling, Kwok Hung Chan, Gabriel M. Leung, Donald K. Milton. 2008 Influenza
Virus in Human Exhaled Breath: An Observational Study. Plos one 3(7): e2691.
Mangili Alexandra, Mark A Gendreau 2005 Transmission of infectious diseases during
commercial air travel. Lancet, 365:989-96.
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Transmisión de Influenza H1N1 en los aviones
Valderrama C., Álvarez C.A. (2009). “Transmisión de enfermedades en los vuelos
comerciales: del mito a la realidad.” Revista Infectio. 13(3), 203-216.
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