31
DRAFT – Not for a.ribu2on or distribu2on Modeling the Ebola Outbreak in West Africa, 2014 January 13 th Update Bryan Lewis PhD, MPH ([email protected] ) presen2ng on behalf of the Ebola Response Team of Network Dynamics and Simula2on Science Lab from the Virginia Bioinforma2cs Ins2tute at Virginia Tech Technical Report #15003

Modeling the Ebola Outbreak in West Africa, January 13th 2015 update

  • Upload
    ndsslvt

  • View
    203

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on  

Modeling  the  Ebola    Outbreak  in  West  Africa,  2014  

January  13th  Update    

Bryan  Lewis  PhD,  MPH  ([email protected])  presen2ng  on  behalf  of  the  Ebola  Response  Team  of    

Network  Dynamics  and  Simula2on  Science  Lab  from  the  Virginia  Bioinforma2cs  Ins2tute  at  Virginia  Tech  

Technical  Report  #15-­‐003  

DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on  

NDSSL  Ebola  Response  Team  Staff:  Abhijin  Adiga,  Kathy  Alexander,  Chris  Barre.,  Richard  Beckman,  Keith  Bisset,  Jiangzhuo  Chen,  Youngyoun  Chungbaek,  Stephen  Eubank,  Sandeep  Gupta,  Maleq  Khan,  Chris  Kuhlman,  Eric  Lofgren,  Bryan  Lewis,  Achla  Marathe,  Madhav  Marathe,  Henning  Mortveit,  Eric  Nordberg,  Paula  Stretz,  Samarth  Swarup,  Meredith  Wilson,Mandy  Wilson,  and  Dawen  Xie,  with  support  from  Ginger  Stewart,  Maureen  Lawrence-­‐Kuether,  Kayla  Tyler,  Kathy  Laskowski,  Bill  Marmagas    Students:  S.M.  Arifuzzaman,  Aditya  Agashe,  Vivek  Akupatni,  Caitlin  Rivers,  Pyrros  Telionis,  Jessie  Gunter,  Elisabeth  Musser,  James  Schli.,  Youssef  Jemia,  Margaret  Carolan,  Bryan  Kaperick,  Warner  Rose,  Kara  Harrison          

2

DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on  

Currently  Used  Data  (as  of  Jan  9th,  2014)  

●  Data  from  WHO,  MoH  Liberia,  and  MoH  Sierra  Leone,  available  at  h.ps://github.com/cmrivers/ebola  

●  MoH  and  WHO  have  reasonable  agreement  ●  Sierra  Leone  case  counts  censored  up  

to  4/30/14.  ●  Time  series  was  filled  in  with  missing  

dates,  and  case  counts  were  interpolated.  

3

       Cases  Deaths    Guinea      2,776  1,786    Liberia      8,256  3,496    Sierra  Leone    9,930  2,977    Total      20,962  8,259  

DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on  

Liberia  –  Case  Loca2ons  

4

DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on  

Liberia  infec2on  rate  

5

DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on  

Liberia  Forecast    

6

12/1  to  

12/8  

12/9  to  

12/16  

12/15  to  

12/21  

12/22  to  

12/28  

12/29  to  

1/04  

1/05  to  

1/11  

1/12  to  

1/18  

1/19-­‐1/25  

1/26-­‐2/01  

1/27-­‐2/01  

Reported   362   99   35   101   131   116  

Newer  model  

285   270   255   240   191   178   166   155   144   135  

Reproduc2ve  Number  Community      0.3  Hospital        0.3  Funeral          0.2  Overall            0.8    

   

DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on  

Liberia  long  term  forecasts  

7

Date   Weekly  forecast  

1/12   202  

1/19   190  

1/26   179  

2/2   169  

2/9   160  

2/16   150  

2/23   142  

3/02   134  

3/09   126  

DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on  

Liberia-­‐  Prevalence  

8

Date   People  in  H  +  I  

1/12   488  

1/19   460  

1/26   434  

2/2   410  

2/9   386  

2/16   365  

2/23   344  

3/02   325  

3/09   306  

DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on  

Sierra  Leone  infec2on  rate  

9

DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on  

Sierra  Leone  Forecast  

10

35%  of  cases  are  hospitalized  

ReproducQve  Number  Community  0.7  Hospital    0.2    Funeral    0.1    Overall    1.0    

12/1  to  

12/8  

12/9  to  12/16  

12/15  to  

12/21  

12/22  to  

12/28  

12/29  to  

1/04  

1/05  to  

1/11  

1/12  to  

1/18  

1/19-­‐1/25  

1/26-­‐2/01  

Reported   598   702   531   651   467   344  

Newer  model   635   660   686   713   740   607   620   632   645  

DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on  

SL  longer  term  forecast  

11

Sierra  Leone  –  Newer  Model  fit  –  Weekly  Incidence   Date   Weekly  forecast  

1/05   769  

1/12   799  

1/19   830  

1/26   862  

2/2   895  

2/9   929  

2/16   965  

2/23   1002  

3/02   1040  

3/09   1080  

DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on  

Sierra  Leone  -­‐  Prevalence  

12

Date   People  in  H  +  I  

1/12   1085  

1/19   1128  

1/26   1171  

2/2   1216  

2/9   1263  

2/16   1319  

2/23   1370  

3/02   1423  

3/09   1477  

DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on  

Guinea  Forecasts  

13

40%  of  cases  are  hospitalized  

ReproducQve  Number  Community  0.7    Hospital    0.1    Funeral    0.1    Overall    0.9    

12/1  to  

12/8  

12/9  to  

12/16  

12/15  to  

12/21  

12/22  to  

12/28  

12/29  to  

1/04  

1/05  to  

1/11  

1/12  to  

1/18  

1/19-­‐1/25  

1/26-­‐2/01  

Reported   44   127   132   166   106   62  

Newer  model   85   81   78   75   72   68   86   84   82  

DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on  

Guinea  –  longer  term  forecast  

14

Date   Weekly  forecast  

1/05   69  

1/12   66  

1/19   63  

1/26   60  

2/2   58  

2/9   55  

2/16   53  

2/23   51  

3/02   48  

DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on  

Guinea  Prevalence  

15

Date   People  in  H+I  

1/12   79  

1/19   76  

1/26   72  

2/2   69  

2/9   66  

2/16   64  

2/23   61  

3/02   58  

DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on  

Agent  Based  Model  •  Long  distance  travel  for  Sierra  Leone  •  Explora2on  of  Dynamics  of  infec2on  – Age  distribu2on  – Household    

•  Preliminary  Vaccine  campaign  results  •  Ongoing  studies:  – Ex2nc2on  study  –  how  likely  is  Ebola  to  go  ex2nct  by  chance  under  different  condi2ons  

– Loca2on  based  targe2ng  of  vaccine  campaign  

16

DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on  

Sierra  Leone  –  Long  Distance  Travel  

•  Iden2fied  mismatch  with  Flowminder  data  

17

County  Flowmider  PopulaQon  

NDSSL  PopulaQon  

NDSSL  FracQon  

2010  EsQmate  Wikipedia  

NDSSL  FracQon  

Kailahun   472,521   427,574   0.90   409,520   1.04  Kenema   690,511   538,120   0.78   545,327   0.99  Kono   538,271   383,369   0.71   352,328   1.09  Bombali   550,437   469,677   0.85   434,319   1.08  Kambia   362,084   271,352   0.75   313,765   0.86  Koinadugu   358,522   279,423   0.78   251,091   1.11  Port  Loko   612,547   539,616   0.88   500,992   1.08  Tonkolili   472,176   428,895   0.91   385,322   1.11  Bo   641,236   547,713   0.85   561,524   0.98  Bonthe   191,754   164,805   0.86   140,845   1.17  Moyamba   352,832   283,422   0.80   252,390   1.12  Pujehun   316,360   288,496   0.91   252,390   1.14  Western_Urban   540,326   946,629   1.75   1,473,873   0.64  Western_Rural   775,376   110,278   0.14   205,400   0.54  Uncatogorized   64,356  Total   6,874,954   5,743,725   0.84   6,079,086   0.94  

Western  Combined   1,315,702   1,056,907   0.80   1,679,273   0.63  

DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on  

Sierra  Leone  –  Age  Distribu2on  

18

DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on  

Sierra  Leone  –  Household  Dynamics  

19

DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on  

Sierra  Leone  –  Household  Dynamics  

20

DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on  

Sierra  Leone  –  Household  Dynamics  

21

DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on  

Sierra  Leone  –  Prelim  Vax  Campaign  

•  Study  Design:  – Calibrated  spread  to  current  Sierra  Leone  outbreak  

– 300k  vaccines  available,  early  February  – Applied  with  high  and  low  compliance  to  contacts  of  cases  and  others  in  community  

– Efficacy  levels  of  30,  50,  80  

22

DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on  

Prelim  Vax  Campaign  

23

Baseline  Case  

DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on  

Prelim  Vax  Campaign  

24

Several    Replicates  provide  a  good  match  to  observed    

DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on  

Prelim  Vax  Campaign  

25

With  Vaccine  In  early  Feb  (Day  305)    Several    Replicates  provide  a  good  match  to  observed      

Low  compliance  30%  efficacy  

High  compliance  50%  efficacy  

DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on  

Prelim  Vax  Campaign  

26

0  

5000  

10000  

15000  

20000  

25000  

baseline     efficacy  30  -­‐  compliance  low  

efficacy  30  -­‐  compliance  high  

efficacy  50  -­‐  compliance  low  

efficacy  50  -­‐  compliance  high  

efficacy  80  -­‐  compliance  low  

efficacy  80  -­‐  compliance  high  

Cases  60  days  aXer  vax  campaign  started  

DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on  

Prelim  Vax  Campaign  

27

0.0%  

5.0%  

10.0%  

15.0%  

20.0%  

25.0%  

30.0%  

35.0%  

40.0%  

45.0%  

50.0%  

efficacy  30  -­‐  compliance  low  

efficacy  30  -­‐  compliance  high  

efficacy  50  -­‐  compliance  low  

efficacy  50  -­‐  compliance  high  

efficacy  80  -­‐  compliance  low  

efficacy  80  -­‐  compliance  high  

ReducQon  in  cases  from  baseline  aXer  60  days  

DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on  

App  Development  

•  EpiViewer  –  Aggregator  of    •  Eyes-­‐on-­‐the-­‐Ground  – Liberian  version  – Sierra  Leone  version  

28

DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on  

EpiViewer  •  Ready  for  use,  preloaded  with  forecasts  

29

DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on  

Eyes-­‐on-­‐the-­‐Ground  •  Fixed  many  issues  for  older  browsers  and  firewall  restric2ons  

•  Liberia  version  ready  for  widespread  use:  – h.p://socialeyes.vbi.vt.edu/eyesontheground/surveypage.jsp  

•  Includes  detailed  report  page:  

30

DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on  

Eyes-­‐on-­‐the-­‐Ground  

•  Road  Network  available  and  analyzed  for  Sierra  Leone    – Es2mates  between  towns  available  

•  Support  for  mul2ple  countries  etc.  requires  more  development  on  App  server  backend  

31