Evaluation of the design of the influenza-like illness sentinel surveillance system in Brazil / Evaluación del diseño de la vigilancia centinela de la enfermedad tipo influenza en Brasil / Avaliação do desenho da vigilância sentinela de síndrome gripal no Brasil

Abstract: The influenza-like illness (ILI) sentinel surveillance operates in Brazil to identify respiratory viruses of public health relevance circulating in the country and was first implemented in 2000. Recently, the COVID-19 pandemic reinforced the importance of early detection of the circulation of new viruses in Brazil. Therefore, an analysis of the design of the ILI sentinel surveillance is timely. To this end, we simulated a sentinel surveillance network, identifying the municipalities that would be part of the network according to the criteria defined in the design of the ILI sentinel surveillance and, based on data from tested cases of severe acute respiratory illness (SARI) from 2014 to 2019, we drew samples for each sentinel municipality per epidemiological week. The draw was performed 1,000 times, obtaining the median and 95% quantile interval (95%QI) of virus positivity by Federative Unit and epidemiological week. According to the ILI sentinel surveillance design criteria, sentinel units would be in 64 municipalities, distributed mainly in capitals and their metropolitan areas, recommending 690 weekly samples. The design showed good sensitivity (91.65% considering the 95%QI) for qualitatively detecting respiratory viruses, even those with low circulation. However, there was important uncertainty in the quantitative estimate of positivity, reaching at least 20% in 11.34% of estimates. The results presented here aim to assist in evaluating and updating the ILI sentinel surveillance design. Strategies to reduce uncertainty in positivity estimates need to be evaluated, as does the need for greater spatial coverage.

Resumen: La vigilancia centinela de la enfermedad tipo infuenza (ETI) funciona en Brasil para identificar los virus respiratorios de importancia para la salud pública que circulan en el país y comenzó a ser implementada en 2000. Recientemente, la pandemia de COVID-19 ha reforzado la importancia de la detección temprana de la circulación de nuevos virus en el territorio brasileño. Así, se hace oportuno un análisis del diseño de la vigilancia centinela de la ETI. Para ello, simulamos una red centinela identificando los municipios que formarían parte de la red según los criterios definidos en el diseño de la vigilancia centinela de la ETI y, a partir de los datos de casos testados de infección respiratoria aguda grave (IRAG) de 2014 a 2019, se extrajeron muestras para cada municipio centinela por semana epidemiológica. El sorteo se repitió 1.000 veces y se obtuvo la mediana y el intervalo cuantílico del 95% (IC95%) de la positividad por virus, por Unidad Federativa y semana epidemiológica. Según los criterios del diseño de la vigilancia centinela de la ETI, unidades centinelas estarían en 64 municipios, distribuidas principalmente en capitales y zonas metropolitanas de las capitales, preconizando 690 muestras semanales. El diseño presentó una buena sensibilidad (total de 91,65% considerando el IC95%) para la detección cualitativa de los virus respiratorios, incluso los de baja circulación. Sin embargo, hubo una importante incertidumbre en la estimación cuantitativa de la positividad, alcanzando al menos el 20% en el 11,34% de las estimaciones. Los resultados presentados aquí tienen como objetivo ayudar en la evaluación y actualización del diseño de la red centinela. Es necesario evaluar las estrategias para reducir la incertidumbre en las estimaciones de positividad, al igual que la necesidad de una mayor cobertura espacial.

Resumo: A vigilância sentinela de síndrome gripal atua no Brasil identificando os vírus respiratórios de importância para a saúde pública circulantes no país, e começou a ser implementada em 2000. Recentemente, a pandemia de COVID-19 reforçou a importância da detecção precoce de novos vírus em circulação no território brasileiro. Assim, se faz oportuna uma análise do desenho da vigilância sentinela de síndrome gripal. Para tal, simulamos uma rede sentinela, identificando os municípios que fariam parte da rede segundo os critérios definidos no desenho da vigilância sentinela de síndrome gripal, e, a partir dos dados de casos testados de síndrome respiratória aguda grave (SRAG) de 2014 a 2019, sorteamos amostras para cada município sentinela por semana epidemiológica. O sorteio foi repetido mil vezes, obtendo-se a mediana e intervalo quantílico de 95% (IQ95%) da positividade para cada vírus por Unidade Federativa e semana epidemiológica. Segundo os critérios do desenho da vigilância sentinela de síndrome gripal, unidades sentinelas estariam em 64 municípios, distribuídas principalmente em capitais e suas zonas metropolitanas, o que preconizou 690 amostras semanais. O desenho apresentou boa sensibilidade (total de 91,65%, considerando o IQ95%) para a detecção qualitativa dos vírus respiratórios, mesmo os de baixa circulação. Porém, houve importante incerteza na estimativa quantitativa de positividade, chegando a, pelo menos, 20% em 11,34% das estimativas. Os resultados aqui apresentados visam auxiliar a avaliação e a atualização do desenho da rede sentinela. Estratégias para reduzir a incerteza nas estimativas de positividade precisam ser avaliadas, assim como a necessidade de maior cobertura espacial.

Identificação de grupos prioritários para a vacinação contra COVID-19 no Brasil / Identificación de grupos prioritarios para la vacunación contra la COVID-19 en Brasil / Identification of priority groups for COVID-19 vaccination in Brazil

Em um contexto de transmissão comunitária e escassez de vacinas, a vacinação contra a COVID-19 deve focar na redução direta da morbidade e da mortalidade causadas pela doença. Portanto, é fundamental a definição de grupos prioritários para a vacinação pelo Programa Nacional de Imunizações (PNI), baseada no risco de hospitalização e óbito pela doença. Para tal, calculamos o sobrerrisco por sexo, faixa etária e comorbidades por meio dos registros de hospitalização e óbito por síndrome respiratória aguda grave com confirmação de COVID-19 (SRAG-COVID) em todo o Brasil nos primeiros seis meses de epidemia. Apresentaram maior sobrerrisco pessoas do sexo masculino (hospitalização = 1,1 e óbito = 1,2), pessoas acima de 45 anos para hospitalização (SRfe variando de 1,1 a 8,5) e pessoas acima de 55 anos para óbitos (SRfe variando de 1,5 a 18,3). Nos grupos de comorbidades, doença renal crônica, diabetes mellitus, doença cardiovascular e pneumopatia crônica conferiram sobrerrisco, enquanto para asma não houve evidência. Ter doença renal crônica ou diabetes mellitus e 60 anos ou mais mostrou-se um fator ainda mais forte, alcançando sobrerrisco de óbito 14 e 10 vezes maior do que na população geral, respectivamente. Para todas as comorbidades, houve um sobrerrisco mais alto em idades maiores, com um gradiente de diminuição em faixas mais altas. Esse padrão se inverteu quando consideramos o sobrerrisco em relação à população geral, tanto para hospitalização quanto para óbito. O presente estudo forneceu evidências a respeito do sobrerrisco de hospitalização e óbito por SRAG-COVID, auxiliando na definição de grupos prioritários para a vacinação contra a COVID-19.

En un contexto de transmisión comunitaria y escasez de vacunas, la vacunación contra la COVID-19 debe enfocarse en la reducción directa de la morbilidad y de la mortalidad causadas por la enfermedad. Por lo tanto, es fundamental la definición de grupos prioritarios para la vacunación por el Programa Nacional de Inmunizaciones (PNI), basada en el riesgo de hospitalización y óbito por la enfermedad. Para tal fin, calculamos el sobrerriesgo por sexo, franja de edad y comorbilidades mediante los registros de hospitalización y óbito por síndrome respiratorio agudo grave con confirmación de COVID-19 (SRAG-COVID) en todo Brasil, durante los primeros seis meses de epidemia. Presentaron mayor sobrerriesgo personas del sexo masculino (hospitalización = 1,1 y óbito = 1,2), personas por encima de 45 años para hospitalización (SRfe variando de 1,1 a 8,5) y personas por encima de 55 años para óbitos (SRfe variando de 1,5 a 18,3). En los grupos de comorbilidades, enfermedad renal crónica, diabetes mellitus, enfermedad cardiovascular y neumopatía crónica ofrecieron sobrerriesgo, mientras que para el asma no hubo evidencia. Sufrir una enfermedad renal crónica o diabetes mellitus y tener 60 años o más mostró un factor todavía más fuerte, alcanzando sobrerriesgo de enfermedad 14 y 10 veces mayor que en la población general, respectivamente. Para todas las comorbilidades, hubo un sobrerriesgo más alto en edades mayores, con un gradiente de disminución en franjas más altas. Este patrón se invirtió cuando consideramos el sobrerriesgo en relación con la población general, tanto para hospitalización como para óbito. El presente estudio proporcionó evidencias respecto al sobrerriesgo de hospitalización y óbito por SRAG-COVID, ayudando en la definición de grupos prioritarios para la vacunación contra la COVID-19.

In a context of community transmission and shortage of vaccines, COVID-19 vaccination should focus on directly reducing the morbidity and mortality caused by the disease. It was thus essential to define priority groups for vaccination by the Brazilian National Immunization Program (PNI in Portuguese), based on the risk of hospitalization and death from the disease. We calculated overrisk according to sex, age group, and comorbidities using hospitalization and death records from severe acute respiratory illness with confirmation of COVID-19 (SARI-COVID) in all of Brazil in the first 6 months of the epidemic. Higher overrisk was associated with male sex (hospitalization = 1.1 and death = 1.2), age over 45 years for hospitalization (OvRag ranging from 1.1 to 8.5), and age over 55 year for death (OvRag ranging from 1.5 to 18.3). In the groups with comorbidities, chronic kidney disease, diabetes mellitus, cardiovascular disease, and chronic lung disease were associated with overrisk, while there was no such evidence for asthma. Chronic kidney disease or diabetes and age over 60 showed an even stronger association, reaching overrisk of death 14 and 10 times greater than in the general population, respectively. For all the comorbidities, there was higher overrisk at older ages, with a downward gradient in the oldest age groups. This pattern was reversed when examining overrisk in the general population, for both hospitalization and death. The current study provided evidence of overrisk of hospitalization and death from SARI-COVID, assisting the definition of priority groups for COVID-19 vaccination.

SRAG por COVID-19 no Brasil: descrição e comparação de características demográficas e comorbidades com SRAG por influenza e com a população geral / IRAG por COVID-19 en Brasil: descripción y comparación de características demográficas y comorbilidades con el IRAG por influenza y con la población general / Description and comparison of demographic characteristics and comorbidities in SARI from COVID-19, SARI from influenza, and the Brazilian general population

O presente estudo tem o objetivo de descrever os pacientes hospitalizados por síndrome respiratória aguda grave (SRAG) em decorrência da COVID-19 (SRAG-COVID), no Brasil, quanto às suas características demográficas e comorbidades até a 21ª Semana Epidemiológica de 2020. Buscou-se comparar essas características com as dos hospitalizados por SRAG em decorrência da influenza em 2019/2020 (SRAG-FLU) e com a população geral brasileira. As frequências relativas das características demográficas, comorbidades e de gestantes/puérperas entre os pacientes hospitalizados por SRAG-COVID e SRAG-FLU foram obtidas por meio do Sistema de Informação de Vigilância Epidemiológica da Gripe (SIVEP-Gripe), e as estimativas para a população geral brasileira foram obtidas por meio de projeções populacionais realizadas pelo Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística, dados do Sistema de Informações sobre Nascidos Vivos e de pesquisas de âmbito nacional. Entre os hospitalizados por SRAG-COVID, observou-se uma elevada proporção, em relação ao perfil da população geral brasileira, de indivíduos do sexo masculino, idosos ou com 40 a 59 anos, com comorbidades (diabetes mellitus, doença cardiovascular, doença renal crônica e pneumopatias crônicas) e de gestantes/puérperas. Já entre os hospitalizados por SRAG-FLU, observou-se prevalências superiores às populacionais de indivíduos de 0 a 4 anos de idade ou idosos, de raça ou cor branca, com comorbidades (diabetes mellitus, doença renal crônica, asma e outras pneumopatias crônicas) e de gestantes/puérperas. Esses grupos podem estar evoluindo para casos mais graves da doença, de forma que estudos longitudinais na área são de extrema relevância para investigar esta hipótese e melhor subsidiar políticas públicas de saúde.

El objetivo del presente estudio es describir a los pacientes hospitalizados por infección respiratoria aguda grave (IRAG) a consecuencia de la COVID-19 (IRAG-COVID), en Brasil, respecto a sus características demográficas y comorbilidades hasta la 21ª Semana Epidemiológica de 2020. Se buscó comparar estas características con las de los hospitalizados por SRAS, a consecuencia de la influenza en 2019/2020 (IRAG-FLU) y con la población general brasileña. Las frecuencias relativas de las características demográficas, comorbilidades y de embarazadas/puérperas entre los pacientes hospitalizados por IRAG-COVID y IRAG-FLU se obtuvieron mediante el Sistema de Información de la Vigilancia Epidemiológica de la Gripe (SIVEP-Gripe), y las estimaciones para la población general brasileña se consiguieron mediante proyecciones poblacionales realizadas por el Instituto Brasileño de Geografía e Estadística, datos del Sistema de Informaciones sobre Nascidos Vivos y de investigaciones de ámbito nacional. Entre los hospitalizados por IRAG-COVID, se observó una elevada proporción, respecto al perfil de la población general brasileña, de individuos del sexo masculino, ancianos o con 40 a 59 años, con comorbilidades (diabetes mellitus, enfermedad cardiovascular, enfermedad renal crónica y neumopatías crónicas) y de embarazadas/puérperas. Ya entre los hospitalizados por IRAG-FLU, se observaron prevalencias superiores a las poblacionales de individuos de 0 a 4 años de edad o ancianos, de raza o color blanco, con comorbilidades (diabetes mellitus, enfermedad renal crónica, asma y otras neumopatías crónicas) y de embarazadas/puérperas. Estos grupos pueden estar evolucionando hacia casos más graves de la enfermedad, por ello, los estudios longitudinales en esta área son de extrema relevancia para investigar esta hipótesis y apoyar mejor las políticas públicas de salud.

The study aims to describe patients hospitalized for severe acute respiratory illness (SARI) due to COVID-19 (SARI-COVID) in Brazil according to demographic characteristics and comorbidities up to the 21st Epidemiological Week of 2020. The study aimed to compare these characteristics with those of patients hospitalized for SARI due to influenza in 2019/2020 (SARI-FLU) and with the Brazilian general population. The proportions of demographic characteristics, comorbidities, and pregnant and postpartum women among patients hospitalized for SARI-COVID and SARI-FLU were obtained from the SIVEP-Gripe database, and the estimates for the Brazilian population were obtained from the population projections performed by Brazilian Institute of Geography and Statistics, Information System on Live Birth data, and nationwide surveys. Compared to the Brazilian population, patients hospitalized for SARI-COVID showed a higher proportion of males, elderly individuals and those aged 40 to 59 years, comorbidities (diabetes mellitus, cardiovascular disease, chronic kidney disease, and chronic lung diseases), and pregnant/postpartum women. Compared to the general population, Brazilians hospitalized for SARI-FLU showed higher prevalence rates of ages 0 to 4 years or over 60 years, white race/color, comorbidities (diabetes, chronic kidney disease, asthma, and other chronic lung diseases), and pregnant/postpartum women. The data suggest that these groups are evolving to more serious forms of the disease, so that longitudinal studies are extremely relevant for investigating this hypothesis and supporting appropriate public health policies.

Decentralising scientific publishing: can the blockchain improve science communication?

We present a decentralised solution for managing scientific communication, based on distributed ledger technologies, also called blockchains. The proposed system aims to solve incentive problems displayed by traditional systems in scientific communication and publication. A minimal working model is presented, defining roles, processes, and expected results from the novel system. The proposed solution is viable, given the current status of blockchain technology, and should lead to a rethinking of current practices and their consequences for scientific communication.

Zika: an ongoing threat to women and infants / Zika: uma ameaça permanente para mulheres e crianças / Zika: una amenaza permanente para mujeres y niños

Recent data from the municipality of Rio de Janeiro, Brazil, shows a sharp drop in the number of reported occurrences of Zika during the summer of 2016/2017, compared to the previous summer. There is still a much higher incidence among women than men, almost certainly due to sexual transmission. An unexpected feature of the new data is that there are proportionally far more cases affecting children under 15 months than older age classes. By comparing incidence rates in 2016/2017 and 2015/2016, we were able to deduce the proportion of reported cases affecting men and women, and verify that gender disparity is still present. Women and children are still risk groups for Zika infection, even during non-epidemic seasons.

Dados recentes do Município de Rio de Janeiro, Brasil, mostram uma queda importante na notificação de casos de Zika no verão de 2016/2017, comparado ao verão anterior. A incidência ainda é muito mais alta em mulheres do que em homens, quase certamente em função da transmissão sexual. Uma característica inesperada dos novos dados é que, proporcionalmente, há muito mais casos em crianças abaixo dos 15 meses de idade, quando comparadas àquelas das faixas mais velhas. Ao comparar as taxas de incidência em 2016/2017 e 2015/2016, conseguimos deduzir a proporção de casos notificados em homens e mulheres e confirmar que a disparidade de gênero ainda existe. As mulheres e crianças ainda são grupos de risco para a infecção pelo vírus Zika, mesmo durante períodos não epidêmicos.

Datos recientes del municipio de Río de Janeiro, Brasil, muestran un descenso importante en la notificación de casos de Zika durante el verano de 2016/2017, comparado con el verano anterior. La incidencia todavía es mucho más alta en mujeres que en hombres, casi con seguridad debido a la transmisión sexual. Una característica inesperada de los nuevos datos es que, proporcionalmente, hay muchos más casos en niños por debajo de los 15 meses de edad, cuando se comparan con aquellas franjas con edad superior. Al comparar las tasas de incidencia en 2016/2017 y 2015/2016, conseguimos deducir la proporción de casos notificados en hombres y mujeres y confirmar que la disparidad de género todavía existe. Las mujeres y niños todavía son grupos de riesgo para la infección por el virus Zika, incluso durante períodos no epidémicos.

The epidemic wave of influenza A (H1N1) in Brazil, 2009 / A onda epidêmica de Influenza A (H1N1) no Brasil, 2009

This study describes the main features of pandemic influenza A (H1N1) in Brazil during 2009. Brazil is a large country that extends roughly from latitudes 5ºN to 34ºS. Brazil has tropical and sub-tropical climates, a heterogeneous population distribution, and intense urbanization in the southern portions of the country and along its Atlantic coast. Our analysis points to a wide variation in infection rates throughout the country, and includes both latitudinal effects and strong variations in detection rates. Two states (out of a total of 23) were responsible for 73% of all cases reported. Real time reproduction numbers demonstrate that influenza transmission was sustained in the country, beginning inMay of 2009. Finally, this study discusses the challenges in understanding the infection dynamics of influenza and the adequacy of Brazil's influenza monitoring system.

Este estudo descreve a primeira onda de influenza A (H1N1) no Brasil, um país que se estende entre as latitudes 5ºN e 34ºS, caracterizado por climas tropicais e subtropicais, com distribuição populacional heterogênea e intensa urbanização ao longo da costa e na região sul-sudeste. Nossa análise indica grande variação geográfica nas taxas de ataque no país, com efeitos longitudinais e variação na taxa de detecção. Dois estados foram responsáveis por 73% de todos os casos registrados: São Paulo e Paraná. O número reprodutivo em tempo real demonstra que a transmissibilidade se sustentou no país desde maio de 2009 até pelo menos agosto de 2009. Este trabalho por fim discute os desafios de estudar e monitorar doenças emergentes de sintomatologia inespecífica, como a influenza, e a adequação do sistema de vigilância.

Redes: um olhar sistêmico para a epidemiologia de doenças transmissíveis / Networks: epidemiology of transmissible diseases from a systemic perspective

A necessidade do contato físico entre pessoas (direta ou indiretamente) para a transmissão de agentes infecciosos trouxe para a epidemiologia, desde seus primórdios, a necessidade de compreender e descrever o processo de encontro entre pessoas. É neste espaço de encontros que a transmissão flui pela população e emerge, a nível sistêmico, na forma de epidemias. Durante todo o século XX, intenso esforço foi dedicado ao desvendamento dos fatores populacionais que favoreceriam ou não o surgimento de epidemias, sua temporalidade e espacialidade. Este caminho tem como inspiração inicial a física, com modelos de natureza quantitativa, nos quais a população é vista como um todo sem estrutura. Posteriormente, vê-se necessário incluir as estruturas sociais que compõem a população: grupos sociais, redes sociais, coesão social tornam-se conceitos de interesse no estudo quantitativo das epidemias. A integração com a sociologia torna-se óbvia, na medida em que seus conceitos interagem cada vez mais. É um breve olhar sobre esta jornada o objetivo deste ensaio.

The direct or indirect physical contact between human beings as a basic condition for the transmission of infectious diseases stimulated epidemiologists to put forth great efforts to understanding and describing the process of human contacts. It is through these contacts that disease spreads over populations and emerges, at the systemic level, in the form of epidemics. During the 20th century, many researchers dedicated themselves to revealing the population patterns that favor or not the emergence of epidemics and their temporal and spatial dynamics. The first insights came from population models adapted from the physical sciences, in which non-structured populations are considered. Later on it became clear that a more detailed description of social structures was required to correctly describe epidemic dynamics, and concepts such as social group, social network and social cohesion became important terms in the quantitative study of epidemics. The approximation between epidemiology and the social sciences turns obvious as their concepts are interacting more and more. To give a brief overview of this trajectory is the purpose of this article.

Complete treatment of uncertainties in a model for dengue R0 estimation

Em processos epidêmicos reais, o número básico de reprodução R0, é o resultado conjunto de múltiplos eventos probabilísticos. Entretanto, é modelado freqüentemente como função determinística de variáveis epidemiológicas. O artigo discute a importância do tratamento adequado das incertezas nesse tipo de modelo, por meio da comparação de dois métodos de análise de incerteza: análise de incerteza Monte Carlo (MCUA) e o método de Bayesian melding (BM). Os dois métodos são aplicados a um modelo para determinar o R0 do dengue com base em parâmetros entomológicos. O BM produziu um tratamento completo das incertezas associadas com parâmetros do modelo. Ao contrário da MCUA, a incorporação de incertezas levou a distribuições posteriores realistas para os parâmetros e variáveis. A incorporação pelo BM de toda a informação disponível, desde dados observacionais até opiniões de especialistas, permite o uso construtivo de incertezas, gerando distribuições posteriores informativas para todos os componentes do modelo que são coerentes enquanto conjunto.

In real epidemic processes, the basic reproduction number R0 is the combined outcome of multiple probabilistic events. Nevertheless, it is frequently modeled as a deterministic function of epidemiological variables. This paper discusses the importance of adequate treatment of uncertainties in such models. This is done by comparing two methods of uncertainty analysis: Monte Carlo uncertainty analysis (MCUA) and the Bayesian melding (BM) method. These methods are applied to a model for the determination of R0 of dengue fever based on entomological parameters. The BM was shown to provide a complete treatment of the uncertainties associated with model parameters. In contrast to MCUA, the incorporation of uncertainties led to realistic posterior distributions for parameter and variables. The incorporation, by the BM, of all the available information, from observational data to expert opinions, allows for the constructive use of uncertainties generating informative posterior distributions for all of the model's components that are coherent as a set.