Demam Query (Q) adalah penyakit bakteri zoonosis yang disebabkan oleh Coxiella burnetii (C. burnetii), yang juga menyebabkan penyakit akut dan kronis pada manusia serta aborsi pada ternak. Meskipun infeksi telah ditemukan pada hewan seperti anjing, kucing, satwa liar, reptil, dan burung, penyakit ini diperkirakan sebagian besar disebarkan oleh sapi, domba, dan kambing. Susu, urin, feses, dan produk kelahiran hewan yang terinfeksi seperti plasenta dan cairan ketuban sering kali mengandung bakteri C. burnetii. Bakteri ini tahan terhadap panas dan pengeringan dan orang dapat tertular penyakit ini dengan menghirup debu dari lingkungan yang terkontaminasi susu, feses, urin, dan cairan reproduksi lainnya dari hewan yang terinfeksi. Meskipun demam Q dapat menyebar dari orang ke orang, penyakit ini belum banyak mendapat perhatian. Telah ada laporan tentang penularan penyakit secara seksual dan transplasenta, serta infeksi saluran genital yang terus-menerus pada manusia dan hewan. Demam Q juga telah ditularkan melalui transfusi darah, atau oleh wanita hamil kepada bayi yang belum lahir. Infeksi Coxiella burnetii memengaruhi 5–10% orang, menyebabkan gejala seperti demam, sakit kepala, nyeri otot, mual, muntah, diare, nyeri dada, nyeri perut, penurunan berat badan, dan batuk yang tidak produktif. Gejala yang parah dapat menyebabkan pneumonia dan hepatitis. Wanita yang terinfeksi selama kehamilan berisiko melahirkan bayi dengan berat badan lahir rendah, lahir mati, persalinan prematur, atau keguguran. Demam Q kronis adalah infeksi serius yang memerlukan pengobatan antibiotik selama berbulan-bulan dan lebih umum terjadi pada individu dengan penyakit katup jantung, kelainan pembuluh darah, sistem kekebalan tubuh yang lemah, dan wanita hamil (CDC 2019). Pemahaman terhadap dinamika penyakit menular dan strategi pengendalian potensial telah ditingkatkan secara substansial melalui pemodelan matematika, investigasi analitis konstruktif, dan simulasi numerik.
Sejauh pengetahuan kami, belum ada model matematika yang dikembangkan untuk meneliti bagaimana demam Q ditularkan di lingkungan, hewan, dan manusia dalam satu model. Studi ini menyajikan model matematika yang menggabungkan efek memori pada penyebaran demam Q, dengan mempertimbangkan manusia, hewan, dan kontaminasi lingkungan dari Coxiella burnetii. Model ini diformulasikan menggunakan sistem persamaan diferensial orde fraksional dengan pendekatan turunan fraksional Caputo untuk menangkap dampak jangka panjang dari infeksi masa lalu dan kontaminasi lingkungan. Analisis matematika dilakukan, termasuk kepositifan dan keterbatasan solusi, untuk memastikan kelayakan biologis. Keberadaan dan keunikan solusi ditetapkan untuk mengonfirmasi ketepatan model. Analisis stabilitas dilakukan menggunakan analisis stabilitas Hyers–Ulam, yang menjamin bahwa gangguan kecil pada kondisi awal tidak menyebabkan penyimpangan signifikan dalam perilaku sistem. Analisis sensitivitas dilakukan untuk menentukan parameter paling berpengaruh yang memengaruhi penularan penyakit, dan analisis peta panas sensitivitas digunakan untuk memvisualisasikan dampaknya. Dari analisis peta panas sensitivitas, terlihat bahwa parameter model lebih sensitif terhadap manusia yang rentan, manusia yang pulih, ternak yang rentan, ternak yang pulih, dan bakteri di lingkungan. Simulasi numerik lebih lanjut menunjukkan peran memori dalam memperpanjang persistensi penyakit, menyoroti bahwa mengabaikan efek historis dapat meremehkan risiko jangka panjang wabah demam Q dengan mempertimbangkan kontaminasi manusia, hewan, dan lingkungan.
Informasi detail dari riset ini dapat dilihat pada tulisan kami di:
https://link.springer.com/article/10.1007/s40808-025-02354-7
Authors: J. K. K. Asamoah, I. K. Adu, F. A. Wireko, S. B. Lassong, Fatmawati
Title: Modeling the effect of memory on the spread of Query fever considering humans, animals and the environment
