Introdução
A epidemia de Monkeypox (Mpox) revitalizou o uso de modelos epidemiológicos para prever e mitigar a propagação de doenças infecciosas. Este estudo propõe uma extensão do modelo SEIR (Susceptible-Exposed-Infectious-Recovered), integrando dinâmicas vitais como taxas de natalidade e mortalidade, para avaliar de forma mais realista as dinâmicas de infecção e controle epidêmico nos Estados Unidos. Este modelo aprimorado objetiva oferecer uma compreensão detalhada dos padrões de transmissão, picos de infecção e estratégias de intervenção.
Metodologia
Dados primários sobre casos de Monkeypox foram coletados de um repositório público de saúde global, focando no contexto dos EUA devido à abrangência de sua base de dados. Os dados foram processados utilizando scripts em Python, com etapas rigorosas de limpeza, incluindo interpolação para preenchimento de valores ausentes, eliminação de duplicatas, e seleção de variáveis relevantes como data, local, novos casos e totais acumulados.
O modelo SEIR foi formulado matematicamente como um sistema de equações diferenciais acopladas, representando as transições entre compartimentos populacionais (Susceptível, Exposto, Infeccioso e Recuperado). Parâmetros como taxa de transmissão (β), taxa de progressão de exposição para infecção (σ) e taxa de recuperação (γ) foram estimados através de ajuste por mínimos quadrados não lineares e análise de sensibilidade. O modelo foi implementado e otimizado no Python, com o uso de filtros Gaussianos para suavizar irregularidades nos dados e refinar parâmetros para representar com precisão a curva epidêmica.
Resultados
Os resultados destacaram que a inclusão de dinâmicas vitais no modelo SEIR aumenta a precisão na previsão de padrões de infecção, considerando alterações na população ao longo do tempo. Simulações indicaram que medidas como vacinação e isolamento são fundamentais para controlar a epidemia a longo prazo. A taxa de transmissão (β) foi identificada como um dos parâmetros mais sensíveis, com impacto significativo na trajetória do surto. A análise revelou a importância de intervenções precoces para mitigar a disseminação e reduzir a carga da doença na população.
Discussão
A modelagem refinada demonstrou eficácia na simulação de cenários variados, permitindo a avaliação de estratégias de saúde pública, como campanhas de vacinação em larga escala e medidas de quarentena. As dinâmicas vitais incluídas no modelo são particularmente relevantes para epidemias de longa duração, destacando a necessidade de estratégias adaptativas baseadas em dados epidemiológicos e demográficos.
Referência:
RODRIGUES, F. de A. A.; JIN-YON BRYNE, T. Modeling the monkeypox outbreak with the refined SEIR model including vital dynamics for the US. Journal of Bioinnovation, v. 14, n. 1, p. 85–98, 2025. DOI: https://doi.org/10.46344/JBINO.2025.v14i01.05.
