43
DRAFT – Not for a.ribu2on or distribu2on Modeling the Ebola Outbreak in West Africa, 2014 November 7 th Update Bryan Lewis PhD, MPH ([email protected] ) Caitlin Rivers MPH, Eric Lofgren PhD, James Schli., Alex Telionis MPH, Meredith Wilson MPH Henning Mortveit PhD, Dawen Xie MS, Samarth Swarup PhD, Hannah Chungbaek, Keith Bisset PhD, Maleq Khan PhD, Chris Kuhlman PhD, Stephen Eubank PhD, Madhav Marathe PhD, and Chris Barre. PhD Technical Report #14114

Modeling the Ebola Outbreak in West Africa, November 7th 2014 update

  • Upload
    ndsslvt

  • View
    174

  • Download
    2

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Researchers at the Network Dynamics and Simulation Science Laboratory have been using a combination of modeling techniques to predict the spread of the Ebola outbreak.

Citation preview

Page 1: Modeling the Ebola Outbreak in West Africa, November 7th 2014 update

DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on    

Modeling  the  Ebola    Outbreak  in  West  Africa,  2014  

November  7th  Update    

Bryan  Lewis  PhD,  MPH  ([email protected])  Caitlin  Rivers  MPH,  Eric  Lofgren  PhD,  James  Schli.,  Alex  Telionis  MPH,  Meredith  Wilson  MPH  

Henning  Mortveit  PhD,  Dawen  Xie  MS,  Samarth  Swarup  PhD,  Hannah  Chungbaek,    Keith  Bisset  PhD,  Maleq  Khan  PhD,    Chris  Kuhlman  PhD,  

Stephen  Eubank  PhD,  Madhav  Marathe  PhD,    and  Chris  Barre.  PhD  

Technical  Report  #14-­‐114    

Page 2: Modeling the Ebola Outbreak in West Africa, November 7th 2014 update

DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on    DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on    

Currently  Used  Data  

●  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.  

2

       Cases  Deaths    Guinea      1906  997    Liberia      6454  2705    Sierra  Leone    5235  1500    Total      13,617  5210      

     

       

 

Page 3: Modeling the Ebola Outbreak in West Africa, November 7th 2014 update

DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on    DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on    

Liberia  –  Case  Loca2ons  

3

Page 4: Modeling the Ebola Outbreak in West Africa, November 7th 2014 update

DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on    DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on    

Liberia  –  County  Case  Incidence  

4

Page 5: Modeling the Ebola Outbreak in West Africa, November 7th 2014 update

DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on    DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on    

0  

0.1  

0.2  

0.3  

0.4  

0.5  

0.6  

5/21/14   6/10/14   6/30/14   7/20/14   8/9/14   8/29/14   9/18/14   10/8/14   10/28/14   11/17/14  

Percen

tage  of  C

ounty  Po

pulaBo

n  (%

)  

Date  

Percentage  of  County  PopulaBon  Infected  with  EVD  Bomi  County  

Bong  County  

Gbarpolu  County  

Grand  Bassa  

Grand  Cape  Mount  Grand  Gedeh  

Grand  Kru  

Lofa  County  

Margibi  County  

Maryland  County  

Montserrado  County  

Liberia  –  County  Case  Propor2ons  

5

Page 6: Modeling the Ebola Outbreak in West Africa, November 7th 2014 update

DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on    DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on    

Liberia  –  Contact  Tracing  

6

Page 7: Modeling the Ebola Outbreak in West Africa, November 7th 2014 update

DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on    DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on    

Liberia  Forecast  –  Original  Model  

7

8/9/08  to  

9/14  

9/15  to  

9/21  

9/22  to  

9/28  

9/29  to  

10/05  

10/06  to  

10/12  

10/13  to  

10/19  

10/20  to  

10/26  

10/27  to  

11/02  

11/03  to  

11/09  

Reported   639   560   416   261   298   446   1604*   -­‐-­‐   -­‐-­‐  

Forecast  (classic  model)  

697   927   1232   1636   2172   2883   3825   5070   6741  

Reproduc2ve  Number  Community  1.3    Hospital    0.4  Funeral    0.5    Overall    2.2    

52%  of  Infected  are  hospitalized  

*  Repor2ng  change  

Page 8: Modeling the Ebola Outbreak in West Africa, November 7th 2014 update

DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on    DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on    

Learning  from  Lofa  -­‐  Summary  

8

Model  fit  to  Lofa  case  with  a  change  in  behaviors  resul2ng  in  reduced  transmission  sta2ng  mid-­‐Aug  (blue),  compared  with  observed  data  (green)  

Fit  reduc2on  seen  in  Lofa  

Model  fit  to  Liberia  case  with  a  change  in  behaviors  resul2ng  in  reduced  transmission  sta2ng  Sept  21st  (green),  compared  with  observed  data  (blue)  

Apply  to  Liberia  

Page 9: Modeling the Ebola Outbreak in West Africa, November 7th 2014 update

DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on    DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on    

Liberia  Forecast  –  Prelim  New  Model  

9

9/16  to  

9/21  

9/22  to  

9/28  

9/29  to  

10/05  

10/06  to  

10/12  

10/13  to  

10/19  

10/20  to  

10/26  

10/27  to  

11/02  

11/03  to  

11/09  

11/10  to  

11/16  

Reported   560   416   261   298   446   1604*   -­‐-­‐   -­‐-­‐   -­‐-­‐  

Reported    back  log  adjusted  

396   251   245   490  

New  model   757   603   541   580   598   608   617   625   633  

Reproduc2ve  Number  Community  0.5    Hospital    0.2  Funeral    0.2    Overall    1.0    

Page 10: Modeling the Ebola Outbreak in West Africa, November 7th 2014 update

DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on    DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on    

Prevalence  of  Cases  –  New  model  

10

Date   People  in  H+I    9/7/14   523  9/14/14   695  9/20/14   887  9/27/14   1051  10/4/14   1119  10/11/14   1152  10/18/14   1174  10/25/14   1192  11/1/14   1208  11/8/14   1224  11/15/14   1239  11/22/14   1255  11/29/14   1271  12/6/14   1288  12/13/14   1304  12/20/14   1320  12/27/14   1337  

Page 11: Modeling the Ebola Outbreak in West Africa, November 7th 2014 update

DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on    DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on    

Sierra  Leone  –  County  Data  

11

Page 12: Modeling the Ebola Outbreak in West Africa, November 7th 2014 update

DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on    DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on    

Sierra  Leone  –  Contact  A.ack  Rate  

12

Page 13: Modeling the Ebola Outbreak in West Africa, November 7th 2014 update

DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on    DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on    

Sierra  Leone  Forecasts  

13

9/6  to  

9/14  

9/14  to  

9/21  

9/22  to  

9/28  

9/29  to    

10/05  

10/06  to  

10/12  

10/13  to  

10/19  

10/20  to  

10/26  

10/27    to  

11/02  

11/03    to  

11/09  

Reported   246   285   377   467   468   454   494  

Forecast   256   312   380   464   566   690   841   1025   1250  

35%  of  cases  are  hospitalized  

ReproducBve  Number  Community  1.20    Hospital    0.29    Funeral    0.15    Overall    1.63      

Page 14: Modeling the Ebola Outbreak in West Africa, November 7th 2014 update

DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on    DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on    

Prevalence  in  SL  

14

10/6/14   456.6  10/13/14   556.7  10/20/14   678.8  10/27/14   827.5  11/3/14   1008.8  11/10/14   1229.8  11/17/14   1498.9  11/24/14   1826.8  12/1/14   2226.1  12/8/14   2712.2  12/15/14   3303.7  12/22/14   4023.3  12/29/14   4898.1  

Page 15: Modeling the Ebola Outbreak in West Africa, November 7th 2014 update

DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on    DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on    

Learning  from  Lofa  

15

Model  fit  to  Lofa  case  series  up  Aug  18th  (green)  then  from  Aug  19  –  Oct  21  (blue),  compared  with  real  data  (red)  

Page 16: Modeling the Ebola Outbreak in West Africa, November 7th 2014 update

DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on    DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on    

Learning  from  Lofa  

16

Model  fit  to  Lofa  case  with  a  change  in  behaviors  resul2ng  in  reduced  transmission  sta2ng  mid-­‐Aug  (blue),  compared  with  observed  data  (green)  

Page 17: Modeling the Ebola Outbreak in West Africa, November 7th 2014 update

DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on    DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on    

Learning  from  Lofa  

17

Model  fit  to  Liberian  case  data  up  to  Sept  20th  (current  model  in  blue),  reduc2on  in  transmissions  observed  in  Lofa  applied  from  Sept  21st  on  (green),  and  observed  cases  (red)  

Page 18: Modeling the Ebola Outbreak in West Africa, November 7th 2014 update

DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on    DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on    

Learning  from  Lofa  

18

Model  fit  to  Liberia  case  with  a  change  in  behaviors  resul2ng  in  reduced  transmission  sta2ng  Sept  21st  (green),  compared  with  observed  data  (blue)  

Page 19: Modeling the Ebola Outbreak in West Africa, November 7th 2014 update

DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on    DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on    

Agent-­‐based  Model  Progress  

•  Added  Regional  travel  pa.erns  •  Rainy  Season  Adjustment  •  Agent-­‐based  parameter  op2miza2on  framework  

•  New  GUI  deployed  for  running  ABM  expts  •  Ini2al  calibra2on  with  travel  for  all  Liberia  – Plausible  base  case  determined  –  Ini2al  a.empts  with  spa2al  spread  

19

Page 20: Modeling the Ebola Outbreak in West Africa, November 7th 2014 update

DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on    DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on    

Regional  Travel  -­‐  Liberia  •  Mobility  data  comes  from  flowminder.org  

–  Probability  Matrix  of  county  to  county  trips  by  week  (15x15)  –  Number  of  trips  probably  high,  ra2os  be.er  –  Es2mates  available  for  several  model  fits  –  Data  converted  to  daily  probabili2es  

•  Method:  Make  dynamic  schedules  for  EpiSimdemics  –  Each  person  has  a  home  county  based  on  home  loca2on  –  Each  person  is  matched  with  a  person  in  each  non-­‐home  county,  based  on  gender  and  age  bin  

–  For  each  person  and  non-­‐home  county,  a  new  schedule  is  created  that  shadows  the  schedule  of  the  matched  person  

–  A  scenario  file  is  created  that  contains  rules  for  each  source/des2na2on  pair  (15  x  14  =  210  for  Liberia)  

20

Page 21: Modeling the Ebola Outbreak in West Africa, November 7th 2014 update

DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on    DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on    

Regional  Travel  -­‐  Example  

21

# Travel from Grand_Kru (2042) to Maryland (2082) with prob 0.008036427trigger repeatable person.County = 2042 and person.isTraveling = -1 apply travel_to_2082 with prob=0.008036427

intervention travel_to_2008 set person.isTraveling = 2008 set person.daysLeft = 3 set tripsTo2008++ set traveling++ set trips++ schedule county2008 1

# return from travelintervention return unschedule 1 set person.isTraveling = -1 set person.daysLeft = -1 set traveling--

trigger repeatable person.daysLeft > 0 set person.daysLeft—

trigger repeatable person.daysLeft = 1 apply return

Page 22: Modeling the Ebola Outbreak in West Africa, November 7th 2014 update

DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on    DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on    

Regional  Travel  -­‐  Trips  

22

100000

100500

101000

101500

102000

102500

103000

103500

104000

104500

105000

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Tra

velle

rs

Simulation Day

Travelers per day

Page 23: Modeling the Ebola Outbreak in West Africa, November 7th 2014 update

DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on    DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on    

Regional  Travel  –  Trips  

23

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Tri

p S

tart

s

Simulation Day

MontserradoMargibi

BomiGrand_Bassa

BongGrand_Cape_Mount

NimbaGbarpolu

River_CessLofa

Grand_GedehMaryland

SinoeRiver_GeeGrand_Kru

Page 24: Modeling the Ebola Outbreak in West Africa, November 7th 2014 update

DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on    DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on    

Rainy  Season  –  Road  Degrada2on  

24

Page 25: Modeling the Ebola Outbreak in West Africa, November 7th 2014 update

DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on    DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on    

Rainy  Season  –  Road  Degrada2on  

25

    Bomi   Bong   Gbarpolu  Grand  Bassa  

Grand  Cape  Mount   Grand  Gedeh   Grand  Kru   Lofa   Margibi   Maryland   Montserrado   Nimba   River  Cess   River  Gee   Sinoe   Green   1  

Bomi       0.55   0.5   1   0.5   0.425   0.425   0.1   1   0.425   1   0.55   0.1   0.425   0.3   Red   0.5  

Bong   0.55       0.3   0.55   0.3   1   1   1   1   1   1   1   0.1   1  0.36666666

7   Black   0.1  Gbarpolu   0.5   0.3       0.5   0.5   0.425   0.425   0.1   0.5   0.425   0.5   0.3   0.1   0.425   0.3  

Grand  Bassa   1   0.55   0.5       0.5   0.3   0.3   0.4   1   0.3   1   0.55   0.1   0.3   0.3  Based  on  traveling  from  county  capital  to  county  capital  

Grand  Cape  Mount   0.5   0.3   0.5   0.5       0.3   0.3   0.3   0.5   0.3   0.5  0.23333333

3   0.1   0.3   0.3   Based  on  17SEPT2014  data  Grand  Gedeh   0.425   1   0.425   0.3   0.3       1   1   0.55   1   0.55   1   0.1   1   0.5  

Grand  Kru   0.425   1   0.425   0.3   0.3   1       1  0.53333333

3   1   0.533333333   1   0.1   1   0.5  

Lofa   0.1   1   0.1   0.4   0.3   1   1       0.55   1   0.55   1   0.1   1  0.21428571

4  

Margibi   1   1   0.5   1   0.5   0.55  0.53333333

3   0.55      0.53333333

3   1   1   0.1  0.53333333

3   0.3  

Maryland   0.425   1   0.425   0.3   0.3   1   1   1  0.53333333

3       0.533333333   1   0.1   1   0.5  

Montserrado   1   1   0.5   1   0.5   0.55  0.53333333

3   0.55   1  0.53333333

3       0.55   0.1  0.53333333

3   0.3  

Nimba   0.55   1   0.3   0.55   0.233333333   1   1   1   1   1   0.55       0.1   1  0.23333333

3  River  Cess   0.1   0.1   0.1   0.1   0.1   0.1   0.1   0.1   0.1   0.1   0.1   0.1       0.1   0.1  

River  Gee   0.425   1   0.425   0.3   0.3   1   1   1  0.53333333

3   1   0.533333333   1   0.1       0.5  

Sinoe   0.3  0.36666666

7   0.3   0.3   0.3   0.5   0.5  0.214285

714   0.3   0.5   0.3  0.23333333

3   0.1   0.5      

Page 26: Modeling the Ebola Outbreak in West Africa, November 7th 2014 update

DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on    DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on    

Auto-­‐Calibra2on  of  ABM  

26

Page 27: Modeling the Ebola Outbreak in West Africa, November 7th 2014 update

DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on    DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on    

SIBEL  –  New  version  

27

Page 28: Modeling the Ebola Outbreak in West Africa, November 7th 2014 update

DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on    DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on    

SIBEL  –  New  features  

•  Generic  interven2on  supports  more  possible  interven2ons  

•  Dura2on  and  logis2cal  rates  of  interven2on  added  

•  Many  more…  

28

Page 29: Modeling the Ebola Outbreak in West Africa, November 7th 2014 update

DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on    DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on    

Plausible  Base  Case  

29

•  Hospital  isola2on  for  50%  -­‐  reduces  txm  by  80%  •  Proper  burial  for  50%  -­‐  reduces  txm  by  80%  •  Ebola  Mode:  Transmission  in  household  3x  more  likely  than  

outside  the  household  

Page 30: Modeling the Ebola Outbreak in West Africa, November 7th 2014 update

DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on    DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on    

Transmission  calibra2on  

30

4665  cases  

Day  158  Day  27  22  cases  

131  days  Burn  in  period  

Page 31: Modeling the Ebola Outbreak in West Africa, November 7th 2014 update

DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on    DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on    

Calibra2on  –  Spa2al  Spread  

31

Page 32: Modeling the Ebola Outbreak in West Africa, November 7th 2014 update

DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on    DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on    

Simula2on  Comparison    

32

Cases  per  100k  popula2on  

Mean  simula2on  results   Ministry  of  Health  Data  

Page 33: Modeling the Ebola Outbreak in West Africa, November 7th 2014 update

DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on    DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on    

Simula2on  Comparison  

33

Total  Cases  

Single  Simula2on  result   Ministry  of  Health  Data  

Page 34: Modeling the Ebola Outbreak in West Africa, November 7th 2014 update

DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on    DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on    

Agent-­‐based  Next  Steps  •  Spa2al  spread  calibra2on  –  Incorporate  degraded  road  network  to  help  guide  finng  to  current  data  

– Guide  with  more  spa2ally  explicit  ini2al  infected  seeds  and  intervenBons  

–  Incorporate  road  degrada2on  for  rainy  season  •  Planned  Experiments:  –  Impact  of  hospitals  with  geo-­‐spa2al  disease  

•  Study  design  /  implementa2on  under  construc2on  –  Vaccina2on  campaign  effec2veness  

•  Framework  under  development  

34

Page 35: Modeling the Ebola Outbreak in West Africa, November 7th 2014 update

DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on    

APPENDIX  Suppor2ng  material  describing  model  structure,  and  addi2onal  results  

35

Page 36: Modeling the Ebola Outbreak in West Africa, November 7th 2014 update

DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on    DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on    

Legrand  et  al.  Model  Descrip2on  

Exposednot infectious

InfectiousSymptomatic

RemovedRecovered and immune

or dead and buried

Susceptible

HospitalizedInfectious

FuneralInfectious

Legrand,  J,  R  F  Grais,  P  Y  Boelle,  A  J  Valleron,  and  A  Flahault.  “Understanding  the  Dynamics  of  Ebola  Epidemics”  Epidemiology  and  Infec1on  135  (4).  2007.    Cambridge  University  Press:  610–21.    doi:10.1017/S0950268806007217.  

36

Page 37: Modeling the Ebola Outbreak in West Africa, November 7th 2014 update

DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on    DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on    

Compartmental  Model  

•  Extension  of  model  proposed  by  Legrand  et  al.  Legrand,  J,  R  F  Grais,  P  Y  Boelle,  A  J  Valleron,  and  A  Flahault.  “Understanding  the  Dynamics  of  Ebola  Epidemics”  Epidemiology  and  Infec1on  135  (4).  2007.    Cambridge  University  Press:  610–21.    doi:10.1017/S0950268806007217.  

37

Page 38: Modeling the Ebola Outbreak in West Africa, November 7th 2014 update

DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on    DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on    

Legrand  et  al.  Approach  

•  Behavioral  changes  to  reduce  transmissibili2es  at  specified  days  

•  Stochas2c  implementa2on  fit  to  two  historical  outbreaks    –  Kikwit,  DRC,  1995    – Gulu,  Uganda,  2000  

•  Finds  two  different  “types”  of  outbreaks  –  Community  vs.  Funeral  driven  outbreaks  

38

Page 39: Modeling the Ebola Outbreak in West Africa, November 7th 2014 update

DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on    DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on    

Parameters  of  two  historical  outbreaks  

39

Page 40: Modeling the Ebola Outbreak in West Africa, November 7th 2014 update

DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on    DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on    

NDSSL  Extensions  to  Legrand  Model  

•  Mul2ple  stages  of  behavioral  change  possible  during  this  prolonged  outbreak  

•  Op2miza2on  of  fit  through  automated  method  

•  Experiment:  – Explore  “degree”  of  fit  using  the  two  different  outbreak  types  for  each  country  in  current  outbreak  

40

Page 41: Modeling the Ebola Outbreak in West Africa, November 7th 2014 update

DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on    DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on    

Op2mized  Fit  Process  •  Parameters  to  explored  selected  –  Diag_rate,  beta_I,  beta_H,  beta_F,  gamma_I,  gamma_D,  gamma_F,  gamma_H  

–  Ini2al  values  based  on  two  historical  outbreak  •  Op2miza2on  rou2ne  

–  Runs  model  with  various  permuta2ons  of  parameters  

–  Output  compared  to  observed  case  count  

–  Algorithm  chooses  combina2ons  that  minimize  the  difference  between  observed  case  counts  and  model  outputs,  selects  “best”  one  

41

Page 42: Modeling the Ebola Outbreak in West Africa, November 7th 2014 update

DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on    DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on    

Fi.ed  Model  Caveats  

•  Assump2ons:  –  Behavioral  changes  effect  each  transmission  route  similarly  

– Mixing  occurs  differently  for  each  of  the  three  compartments  but  uniformly  within  

•  These  models  are  likely  “overfi.ed”  – Many  combos  of  parameters  will  fit  the  same  curve  – Guided  by  knowledge  of  the  outbreak  and  addi2onal  data  sources  to  keep  parameters  plausible  

–  Structure  of  the  model  is  supported  

42

Page 43: Modeling the Ebola Outbreak in West Africa, November 7th 2014 update

DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on    DRAFT  –  Not  for  a.ribu2on  or  distribu2on    

Model  parameters  

43

Sierra&Leonealpha 0.1beta_F 0.111104beta_H 0.079541beta_I 0.128054dx 0.196928gamma_I 0.05gamma_d 0.096332gamma_f 0.222274gamma_h 0.242567delta_1 0.75delta_2 0.75

Liberiaalpha 0.083beta_F 0.489256beta_H 0.062036beta_I 0.1595dx 0.2gamma_I 0.066667gamma_d 0.075121gamma_f 0.496443gamma_h 0.308899delta_1 0.5delta_2 0.5

All  Countries  Combined