Published December 29, 2021 | Version v1
Publication Open

Control Strategies for the Third wave of COVID-19 infection in India: A Mathematical Model Incorporating Vaccine Effectiveness

Creators

  • 1. Vellore Institute of Technology University

Description

Abstract The waning effectiveness of the COVID-19 vaccines and the emergence of a new variant Omicron has given rise to the possibility of another outbreak of the infection in India. COVID-19 has caused more than 34 million reported cases and 475 thousand deaths in India so far, and it has affected the country at the root level, socially as well as economically. After going through different control measures, mass vaccination has been achieved to a large extent for the highly populous country, and currently under progress. India has already been hit by a massive second wave of infection in April-June, 2021 mainly due to the delta variant, and might see a third wave in the near future that needs to be controlled with effective control strategies. In this paper, we present a compartmental epidemiological model with vaccinations incorporating the dose-dependent effectiveness. We study a possible sudden outbreak of SARS-CoV2 variants in the future, and bring out the associated predictions for various vaccination rates and point out optimum control measures. Our results show that for transmission rate 30% higher than the current rate due to emergence of new variant or relaxation of social distancing conditions, daily new cases can peak to 250k in March 2022, taking the second dose effectiveness dropping to 50% in the future. Combination of vaccination and controlled lockdown or social distancing is the key to tackling the current situation and for the coming few months. Our simulation results show that social distancing measures show better control over the disease spread than the higher vaccination rates.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

الخلاصة أدى تضاؤل فعالية لقاحات COVID -19 وظهور متغير جديد أوميكرون إلى احتمال تفشي آخر للعدوى في الهند. تسبب COVID -19 في أكثر من 34 مليون حالة تم الإبلاغ عنها و 475 ألف حالة وفاة في الهند حتى الآن، وأثر على البلاد على المستوى الأساسي، اجتماعيًا واقتصاديًا. بعد المرور بتدابير رقابة مختلفة، تم تحقيق التطعيم الشامل إلى حد كبير للبلد المكتظ بالسكان، وهو قيد التقدم حاليًا. تعرضت الهند بالفعل لموجة ثانية هائلة من العدوى في أبريل/نيسان ويونيو/حزيران 2021، ويرجع ذلك أساسًا إلى متغير دلتا، وقد تشهد موجة ثالثة في المستقبل القريب تحتاج إلى السيطرة عليها من خلال استراتيجيات المكافحة الفعالة. في هذه الورقة، نقدم نموذجًا وبائيًا مقسمًا مع لقاحات تتضمن الفعالية المعتمدة على الجرعة. ندرس تفشيًا مفاجئًا محتملًا لمتغيرات فيروس كورونا 2 المرتبط بمتلازمة الجهاز التنفسي الحادة الوخيمة في المستقبل، ونبرز التوقعات المرتبطة بمعدلات التطعيم المختلفة ونشير إلى تدابير التحكم المثلى. تظهر نتائجنا أنه بالنسبة لمعدل انتقال العدوى أعلى بنسبة 30 ٪ من المعدل الحالي بسبب ظهور متغير جديد أو تخفيف ظروف التباعد الاجتماعي، يمكن أن تصل الحالات الجديدة اليومية إلى 250 ألف حالة في مارس 2022، مع انخفاض فعالية الجرعة الثانية إلى 50 ٪ في المستقبل. إن الجمع بين التطعيم والإغلاق الخاضع للرقابة أو التباعد الاجتماعي هو المفتاح لمعالجة الوضع الحالي وللأشهر القليلة المقبلة. تظهر نتائج المحاكاة لدينا أن تدابير التباعد الاجتماعي تظهر سيطرة أفضل على انتشار المرض من معدلات التطعيم الأعلى.

Translated Description (French)

Résumé L'efficacité décroissante des vaccins contre la COVID-19 et l'émergence d'une nouvelle variante de l'Omicron ont donné lieu à la possibilité d'une autre épidémie de l'infection en Inde. La COVID-19 a causé plus de 34 millions de cas signalés et 475 000 décès en Inde jusqu'à présent, et elle a affecté le pays à la racine, socialement et économiquement. Après avoir passé par différentes mesures de contrôle, la vaccination de masse a été réalisée dans une large mesure pour le pays très peuplé, et est actuellement en cours. L'Inde a déjà été frappée par une deuxième vague massive d'infection en avril-juin 2021, principalement en raison de la variante delta, et pourrait voir une troisième vague dans un proche avenir qui doit être contrôlée avec des stratégies de contrôle efficaces. Dans cet article, nous présentons un modèle épidémiologique compartimental avec des vaccinations intégrant l'efficacité dose-dépendante. Nous étudions une éventuelle flambée soudaine de variants du SRAS-CoV2 à l'avenir, et mettons en évidence les prédictions associées pour différents taux de vaccination et les mesures de contrôle optimales. Nos résultats montrent que pour un taux de transmission 30 % plus élevé que le taux actuel en raison de l'émergence de nouvelles variantes ou de l'assouplissement des conditions de distanciation sociale, les nouveaux cas quotidiens peuvent culminer à 250 000 en mars 2022, portant l'efficacité de la deuxième dose à 50 % à l'avenir. La combinaison de la vaccination et du confinement contrôlé ou de la distanciation sociale est la clé pour faire face à la situation actuelle et pour les prochains mois. Nos résultats de simulation montrent que les mesures de distanciation sociale montrent un meilleur contrôle de la propagation de la maladie que les taux de vaccination plus élevés.

Translated Description (Spanish)

Resumen La disminución de la eficacia de las vacunas COVID-19 y la aparición de una nueva variante Ómicron ha dado lugar a la posibilidad de otro brote de la infección en la India. El COVID-19 ha causado más de 34 millones de casos reportados y 475 mil muertes en la India hasta el momento, y ha afectado al país a nivel de raíz, tanto social como económicamente. Después de pasar por diferentes medidas de control, la vacunación masiva se ha logrado en gran medida para el país altamente poblado, y actualmente está en progreso. India ya se ha visto afectada por una segunda ola masiva de infección en abril-junio de 2021, principalmente debido a la variante delta, y podría ver una tercera ola en un futuro próximo que debe controlarse con estrategias de control efectivas. En este artículo, presentamos un modelo epidemiológico compartimental con vacunas que incorporan la efectividad dependiente de la dosis. Estudiamos un posible brote repentino de variantes del SARS-CoV2 en el futuro, y sacamos a relucir las predicciones asociadas para varias tasas de vacunación y señalamos medidas de control óptimas. Nuestros resultados muestran que para una tasa de transmisión un 30% más alta que la tasa actual debido a la aparición de una nueva variante o la relajación de las condiciones de distanciamiento social, los nuevos casos diarios pueden alcanzar un máximo de 250k en marzo de 2022, lo que lleva a que la efectividad de la segunda dosis caiga al 50% en el futuro. La combinación de vacunación y confinamiento controlado o distanciamiento social es la clave para abordar la situación actual y para los próximos meses. Nuestros resultados de simulación muestran que las medidas de distanciamiento social muestran un mejor control sobre la propagación de la enfermedad que las tasas de vacunación más altas.

Files

2021.12.27.21268464.full.pdf.pdf

Files (9.3 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:3c15a35365ca1532d4a0949c55e4f793
9.3 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
استراتيجيات السيطرة على الموجة الثالثة من عدوى كوفيد-19 في الهند: نموذج رياضي يدمج فعالية اللقاح
Translated title (French)
Stratégies de contrôle de la troisième vague d'infection par le COVID-19 en Inde : un modèle mathématique intégrant l'efficacité des vaccins
Translated title (Spanish)
Estrategias de control para la tercera ola de infección por COVID-19 en la India: un modelo matemático que incorpora la eficacia de las vacunas

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4200427112
DOI
10.1101/2021.12.27.21268464

Is supplement to
https://openalex.org/W4388456588 (Other)
https://openalex.org/W4283734512 (Other)
https://openalex.org/W4282944209 (Other)
https://openalex.org/W4247835363 (Other)
https://openalex.org/W4220698328 (Other)
https://openalex.org/W3157580658 (Other)
https://openalex.org/W3110773434 (Other)
https://openalex.org/W2127290136 (Other)
https://openalex.org/W2099810380 (Other)
https://openalex.org/W2051027823 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
India

References

  • https://openalex.org/W2148301044
  • https://openalex.org/W2766141368
  • https://openalex.org/W3013566370
  • https://openalex.org/W3019500796
  • https://openalex.org/W3024230195
  • https://openalex.org/W3038007832
  • https://openalex.org/W3039188847
  • https://openalex.org/W3043000797
  • https://openalex.org/W3046111851
  • https://openalex.org/W3047203988
  • https://openalex.org/W3089872047
  • https://openalex.org/W3090452635
  • https://openalex.org/W3111936288
  • https://openalex.org/W3123021790
  • https://openalex.org/W3127941442
  • https://openalex.org/W3132264726
  • https://openalex.org/W3155313092
  • https://openalex.org/W3156551287
  • https://openalex.org/W3157162195
  • https://openalex.org/W3169900637
  • https://openalex.org/W3184172540
  • https://openalex.org/W3202826390