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Optimal utilization strategy of dengue vaccine using mathematical model

Research Project

Project/Area Number 20K18953
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 58030:Hygiene and public health-related: excluding laboratory approach
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

Hayashi Katsuma  京都大学, 医学研究科, 特定助教 (90866039)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2021: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2020: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
KeywordsDengue / Climate change / mathematical modeling / Vaccine / Mathematical model / Epidemic / Policy making / epidemic
Outline of Research at the Start

デングウイルスは初感染では症状は軽度で二回目の感染で重症化することが知られている。デングワクチンを年少児に接種すると重症化を起こす可能性が示唆されている。本研究はデング熱ワクチンの有効な利用方法を論理的に解明し日本及び流行国を含む世界各地における最適な予防接種政策の方針を明らかにする。集団予防接種によりデング出血熱患者数が変化する過程を数理モデルによって記述し、WHOの推奨する検査や費用対効果を検討し、日本における輸入感染症としてのデング熱のリスク評価と最適な予防策を特定する。また本研究では、フィリピン政府の接種中断判断に伴うワクチン忌避運動による、集団全体の生涯リスクに対する影響も推定する。

Outline of Final Research Achievements

When we began our research in 2019, the initial goal was to consider effective strategies for the available Dengue fever vaccine, Dengue vaxia. However, due to the outbreak of COVID-19 and the strengthening of recommendations for Dengue vaxia use among previously infected individuals, we shifted our goal to quantifying Dengue fever risk under climate change in Japan. In 2022, we published the first-ever domestic paper evaluating the risk of Dengue fever outbreak under climate change. We used the MIROC model from the National Institute for Environmental Studies to assess the risk up to 2100. Furthermore, we also worked on estimating the retention rate of immunity from the COVID-19 vaccine and developing a method to estimate the efficacy of the Dengue fever vaccine. As a supplementary task, we developed and announced a model for the time-varying mortality rate of COVID-19.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究は、気候変動下でのデング熱の日本における流行リスクを評価し、将来の対策を検討することである。2014年の東京都のデング熱流行は小規模であったが、気候変動により今後の流行リスクは上昇することが予想される。観察データが少ないため、日本におけるリスク評価は難しい状況であるが、数理モデルの活用により国内発症リスクの評価を可能とした。結果として、高二酸化炭素排出量の気候変動モデルでは、2050年頃から国内のデング熱発生が増加することが確認された。デング熱は蚊媒介で、地域や個人、政府の対策が可能である。流行リスクの上昇する時期は地域により異なり、本研究が対策計画の補助となることが期待される。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2023 2022 2021

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 4 results) Presentation (4 results)

  • [Journal Article] Projecting the COVID-19 immune landscape in Japan in the presence of waning immunity and booster vaccination2023

    • Author(s)
      Sasanami Misaki、Fujimoto Marie、Kayano Taishi、Hayashi Katsuma、Nishiura Hiroshi
    • Journal Title

      Journal of Theoretical Biology

      Volume: 559 Pages: 111384-111384

    • DOI

      10.1016/j.jtbi.2022.111384

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Assessing Public Health and Social Measures Against COVID-19 in Japan From March to June 20212022

    • Author(s)
      Hayashi Katsuma、Kayano Taishi、Anzai Asami、Fujimoto Marie、Linton Natalie、Sasanami Misaki、Suzuki Ayako、Kobayashi Tetsuro、Otani Kanako、Yamauchi Masato、Suzuki Motoi、Nishiura Hiroshi
    • Journal Title

      Frontiers in Medicine

      Volume: 9

    • DOI

      10.3389/fmed.2022.937732

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Quantifying the future risk of dengue under climate change in Japan2022

    • Author(s)
      Hayashi Katsuma、Fujimoto Marie、Nishiura Hiroshi
    • Journal Title

      Frontiers in Public Health

      Volume: 10

    • DOI

      10.3389/fpubh.2022.959312

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Time-dependent risk of COVID-19 death with overwhelmed health-care capacity in Japan, 2020?20222022

    • Author(s)
      Hayashi Katsuma、Nishiura Hiroshi
    • Journal Title

      BMC Infectious Diseases

      Volume: 22 Issue: 1 Pages: 22-933

    • DOI

      10.1186/s12879-022-07929-8

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 感染症の伝播と気候変動2021

    • Author(s)
      林克磨、西浦博
    • Journal Title

      オペレーションズリサーチ

      Volume: 66 Pages: 207-2015

    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 気候変動下でのデング感染症の国内発生リスク評価2022

    • Author(s)
      林克磨
    • Organizer
      第92回日本衛生学会学術総会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] サーベイランスデータを用いたワクチン予防効果の持続期間の推定2022

    • Author(s)
      林克磨
    • Organizer
      第81回日本公衆衛生学会総会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] Assessing future risk of dengue in the context of climate change2022

    • Author(s)
      林克磨
    • Organizer
      第32回日本疫学会学術総会(2022)
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 気候変動下でのデング感染症の国内リスク評価2022

    • Author(s)
      林克磨
    • Organizer
      第92回日本衛生学会学術総会(2022)
    • Related Report
      2021 Research-status Report

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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