# Hacking Epidemics: Unlocking The Drivers of Transmission Seasonality to Battle Vaccine-Preventable Diseases

> **NIH NIH DP5** · COLUMBIA UNIVERSITY HEALTH SCIENCES · 2020 · $157,422

## Abstract

Abstract 
 
Hacking Epidemics: Unlocking the Drivers of Transmission Seasonality to Battle Vaccine-­Preventable 
Diseases 
 
The UN estimates that 94.4 million children under 5 will die between 2016 and 2030 if the under-­5 
mortality rate is not decreased. Currently, infectious diseases that are preventable or treatable cause 
about half of childhood deaths. I work on childhood infectious diseases because major improvements 
can be achieved by optimizing the administration of existing vaccines and treatments. There is a 
need for smarter vaccination strategies that are adaptable to changing epidemiology and 
grounded from an understanding in human immunobiology. We have three studies that seek to 
fulfill this need. First, we will develop a statistical toolset to measure vaccine efficacy in real-­time 
using both traditional and new data streams (internet query data). By applying our toolset, we will 
evaluate the impact of the chickenpox vaccine in the US. Second, we aim to quantify the transmission 
and reactivation dynamics of herpesviruses in order to make recommendations regarding vaccination 
efforts and timing, while anticipating treatment needs. To do so, we will use data on hospitalized 
chickenpox, shingles, herpes simplex, and cytomegalovirus cases from California, spanning 3 
decades. Hospital data, vaccine coverage, demography data, and dynamic mathematical models will 
be combined to estimate transmission and reactivation rates for each of virus. We will determine if 
reactivation is seasonal, which we hypothesize is a manifestation of seasonal immunity. Third, we will 
conduct a human clinical study to determine if immunity undergoes functional changes throughout the 
year that affect susceptibility to infection. We will characterize both circadian (24-­hr) and seasonal 
rhythms in the immune system and interactions among rhythms. We propose an innovative sampling 
scheme involving multi-­day clinical sessions in winter, spring, summer, and fall, which would provide 
snapshots of immune cell activity around the 24-­hr cycle, and across seasons. This study would 
advance our knowledge of the inseparable interplay between human immunobiology and infectious 
disease dynamics.

## Key facts

- **NIH application ID:** 9994776
- **Project number:** 5DP5OD023100-06
- **Recipient organization:** COLUMBIA UNIVERSITY HEALTH SCIENCES
- **Principal Investigator:** Micaela Elvira Martinez
- **Activity code:** DP5 (R01, R21, SBIR, etc.)
- **Funding institute:** NIH
- **Fiscal year:** 2020
- **Award amount:** $157,422
- **Award type:** 5
- **Project period:** 2016-09-19 → 2021-06-30

## Primary source

NIH RePORTER: https://reporter.nih.gov/project-details/9994776

## Citation

> US National Institutes of Health, RePORTER application 9994776, Hacking Epidemics: Unlocking The Drivers of Transmission Seasonality to Battle Vaccine-Preventable Diseases (5DP5OD023100-06). Retrieved via AI Analytics 2026-05-23 from https://api.ai-analytics.org/grant/nih/9994776. Licensed CC0.

---

*[NIH grants dataset](/datasets/nih-grants) · CC0 1.0*