Dinâmica de epidemias com vacinação e opiniões pró versus anti-vacina: aproximação de campo médio e simulações de Monte Carlo

Abstract

Empregando ferramentas da Física Estatística investigamos os possíveis cenários macroscópicos que emergem quando acopla-se uma dinâmica de epidemias sob campanha de vacinação com uma dinâmica de opiniões competitivas pró versus anti -vacina. Consideramos a abordagem de campo médio que é topologicamente equivalente a uma rede totalmente conectada. As mudanças de opinião seguem o modelo da Regra da Maioria. Os agentes anti-vacina seguem o modelo suscetível-infectado-suscetível(SIS) com taxas de transmissão λ e recuperação α, enquanto que os agentes a favor da vacinação vão vacinar-se com uma taxa γ, grau de engajamento, caso contrário seguem um modelo SIS com taxas (1 − γ)λ e α. Consideramos que a imunidade conferida pela vacina pode ser perdida com uma taxa de ressuscetibilidade φ. Os resultados analíticos em campo médio e simulações de Monte Carlo revelam um rico diagrama de cenários epidêmicos no curto prazo incluindo uma região onde os agentes pró-vacina mesmo em minoria inicial podem suprimir o surto epidêmico e outra região onde mesmo que toda a população inicial seja pró-vacina ainda há ocorrência de surto epidêmico se o grau de engajamento não for suficientemente alto. No longo prazo também observou-se uma diversidade de cenários interessantes: (i) tanto para φ = 0 quanto φ = 0 6 a pressão social tem um efeito duplo pois ela facilita a presença da fase endêmica quando a maioria inicial é anti-vacina, porém ela dificulta a persistência coletiva do contágio se a maioria inicial é pró-vacina; (ii) a transição de fase ativa-absorvente exibida pelo modelo epidêmico pode ser destruida se o grau de engajamento γ dos agentes pró-vacina é suficientemente alto e a vacina fornece imunidade temporária (φ 6= 0) (iii) para φ = 0 a densidade estacionária de infectados I∞ depende da densidade inicial de agentes pró-vacina de modo não-trivial