Переклади: Help make a translation?
Допоможіть цьому гайду отримати R > 1:
Що буде далі? Майбутнє COVID-19, пояснене у інтерактивних симуляціях 🔬 Ось справді глибоке занурення в тему! 30 хв читання:
Що буде далі?
Майбутнє COVID-19, пояснене у інтерактивних симуляціях
🕐 30 хв гри/читання  ·  створили Marcel Salathé (епідеміолог) та Nicky Case (ілюстрації/код).
Переклали українською Юлія Мостова та Андрій Мостовий. Помилки в перекладі надсилайте сюди.

"Єдине, чого ми мусимо боятися, так це самого страху" не найкраща порада.

Авжеж, не варто скуповувати туалетний папір. Та якщо політики понад усе остерігаються страху народу, вони знецінюватимуть реальні небезпеки, щоб уникнути масової паніки. Сам по собі страх не є проблемою, проблема у тому, в яке русло ми його скеровуємо. Страх дає нам енергію впоратися з нагальними небезпеками та підготуватися до небезпек майбутнього.

Ми (Марсель, епідеміолог, та Нікі, ілюстрації/код) направду стурбовані. Можемо побитися об заклад, що ти теж! Тому ми скерували наш страх у створення цих інтерактивних симуляцій, щоб ти міг використати свій страх для розуміння ситуації:

Цей гайд (опублікований 1 травня, 2020. Натисни на примітку!→1) має на меті дати тобі надію ТА страх. Щоб подолати COVID-19 у спосіб який захищає наше фізичне, психологічне та фінансове здоров'я, нам потрібен оптимізм, аби будувати плани, та песимізм, щоби мати план Б. Як сказала Gladys Bronwyn Stern:“Оптиміст будує літаки, а песиміст шиє парашути.”

Тож пристебнися: ось-ось ми потрапимо в зону турбулентності.

Останні декілька місяців

Пілоти користуються симуляторами польотів, щоб навчитися, як не розбивати літаки.

Епідеміологи користуються симуляторами епідемій, щоб навчитися, як не втратити людство.

Тож давай зробимо дуже-дуже простий "епідеміологічний симулятор польотів"! У цій симуляції Інфіковані люди можуть перетворити Сприйнятливих людей у більше Інфікованих людей:

Згідно з оцінками, на початку спалаху COVID-19 вірус перестрибує з до в середньому кожні 4 дні.2 (з багатьма варіаціями)

Якщо ми симулюємо "подвоєння кожні 4 дні" і нічого більше у населення, починаючи з 0.001% , що станеться?

Натисни "Старт", щоб зіграти в симуляцію! Ти можеш переграти її пізніше з іншими налаштуваннями: (технічна примітка: 3)

Це крива експоненційного зростання. Починає потихеньку, потім вибухає. Від "Ой та це ж просто ГРВІ" до "Окей, через застуду не створюють масові кладовища у багатих містах".

Але ця симуляція хибна. На щастя, експоненційне зростання не може продовжуватися вічно. Одна річ, яка зупиняє поширення вірусу, це коли інші вже мали вірус:

Чим більше , тим швидше стають , але чим менше , тим повільніше стають .

Як це змінює розвиток епідемії? Давай поглянемо:

Це логістична крива зростання у формі S. Починає потроху, вибухає, потім знову сповільнюється.

Але ця симуляція все ще хибна. Ми не врахували, що Інфіковані люди врешті-решт перестають переносити інфекцію, коли 1) одужують, 2) "одужуть" з ураженими легенями або 3) помирають.

Заради спрощення, уявімо, що всі Інфіковані стають Одужалими. (Просто пам'ятай, що у реальності деякі помирають.) не можуть заразитися знову, і уявімо – лише на трохи – що вони мають імунітет на все життя.

Згідно з оцінками щодо COVID-19, ти залишаєшся Інфікованим в середньому на 10 днів.4 Це означає, що хтось одужає менше ніж за 10 днів, хтось більше. Ось як це виглядає у симуляції, яка починається з 100% :

Це протилежність експоненційного зростання - крива експоненційного згасання.

Що стається, якщо ми симулюємо S-криву логістичного зростання з одужанням?

Давай поглянемо.

Червона крива це поточні випадки ,
Сіра крива це загальна кількість випадків (поточні + одужалі ), починається з лише 0.001% :

Ось звідки походить та сама відома крива! Вона не має назви. Але ти бачив(ла) її мільярди разів поряд із закликом "Потрібно вирівняти криву!".

Це SIR Модель,5
(Cприйнятливі Інфіковані Одужалі)
друга найважливіша ідея Епідеміології для чайників:

Примітка: Симуляції, які використовують для прийняття політичних рішень, значно складніші, ніж ці! Але SIR Модель може пояснити ті ж наукові спостереження, навіть якщо бракує деяких деталей.

Все ж додаймо одну деталь: перед тим, як стають , вони спершу стають . Тими, хто були у контакті. Це той період, коли вони вже були інфіковані, але не можуть інфікувати інших.

(Цей варіант називається SEIR Модель6, де "E" означає "Ті, хто були у контакті". Зверни увагу, що Ті, хто були у контакті вживаються не у звичному значенні, коли зараження могло відбуватися або ні. У цьому технічному визначенні, "Ті, хто були у контакті" точно мають вірус. От же ж ця наукова термінологія!)

Згідно з оцінками COVID-19, ти Інфікований, але не розповсюджуєш інфекцію в середньому протягом 3 днів.7 Що відбувається, коли ми додаємо це до симуляції?

Червона + Рожева крива це поточні випадки (активні носії + ті, хто були у контакті ),
Сіра крива це загальна кількість випадків (поточні + одужалі ):

Змінюється не багато. Як довго ти залишаєшся "Тим, хто був у контакті", змінює співвідношення до і те, коли поточна кількість випадків досягає піку... але висота піку і загальна кількість випадків залишається тою ж.

Чому так? Тому що перша найважливіша ідея Епідеміології для чайників:

Скорочено від "Числа поширення" (Reproduction). Це середня кількість людей, яку інфікує перед одужанням (або смертю).

R змінюється протягом епідемії з виробленням імунітету та коли вживаються спеціальні заходи.

R0 це те, якою була R на початку епідемії, перед виробленням імунітету та вжиттям заходів. R0 більш точно відображає потужність самого вірусу, але все одно може різнитися. Наприклад, R0 вище у густонаселених містах, ніж у сільській місцевості.

(Більшість новинних статей – навіть деякі наукові дослідження! – плутають R та R0.)

R0 для сезонних ГРВІ складає приблизно 1.288. Це означає, що на початку спалаху грипу, кожен інфікує в середньому 1.28 людей. (Якщо це не ціле число здається дивним, пам'ятай, що в середньому жінки народжують 2.4 дитини. Це не значить, що десь світом бігають половинки дітей.)

Згідно з оцінками, R0 для COVID-19 складає 2.2,9 втім одне ще не закінчене дослідження вказує, що R було 5.7(!) у Вухані.10

У наших симуляціях – на початку та в середньому інфікує когось кожні 4 дні протягом 10 днів. "4 дні" потрапляють у проміжок "10 днів" 2.5 рази. Це означає, що кожен інфікує в середньому 2.5 людини. Отже, R0 = 2.5. (примітки:11)

Пограй з цим R0 калькулятором, перетягуючи повзунки, щоб побачити, як R0 залежить від часу одужання та швидкості нових заражень:

Але пам'тай: чим менше , тим повільніше стають . Поточне число поширення (R) залежить не лише від початкового числа поширення (R0), але також від того, скільки людей вже більше не Сприйнятливі. (Напприклад, після одужання та набуття природного імунітету.)

Коли достатня кількість людей має імунітет, то R < 1 та епідемія під контролем! Це називається колективним імунітетом. У випадку з грипом колективний імунітет досягається за допомогою вакцинації (прим. перекладача: меншою мірою в Україні). Намагатися досягти "природного колективного імунітету", дозволяючи масове інфікування, жахлива ідея. (Але не з тої причини, яка одразу спала на думку! Ми пояснимо це пізніше.)

Давай ще раз запустимо SEIR модель, але демонструючи R0, R з плином часу та з межею колективного імунітету:

Примітка: Загальна кількість випадків не припиняє рости після досягнення колективного імунітету, а перевищує його! І вона перетинає межу у той же час, як кількість поточних випадків досягає піку. (Це стається незалежно від того, як ти зміниш налаштування, - спробуй сам(а)!)

Відбувається це тому, що коли є більше не-, ніж межа колективного імунітету, то отримуєш R < 1. І коли R < 1, число нових випадків перестає зростати - тобто досягає піку.

Якщо ти можеш винести лише один урок з цього гайду, візьми цей – це надзвичайно складна схема, тому, будь ласка, дай собі часу, щоб повністю її зрозуміти:

Це значить: нам НЕ потрібно відстежити усі інфікування або майже усі інфікування, щоб зупинити COVID-19!

Це парадокс. COVID-19 надзвичайно заразний, але щоб стримати його, нам необхідно зупинити лише понад 60% захворювань. Всього 60%?! Якщо R0 = 2.5, зменшення його на 61% дає нам R = 0.975, тобто R < 1 і вірус приборкано! (точна формула:12)

(Якщо ти думаєш, що R0 або інші числа у нашій симуляції завеликі чи замалі, добре, що ти ставиш під сумнів наші припущення! У кінці гайду ти знайдеш "Режим Пісочниці", де ти зможеш задати свої числа й побачити, що вийде.)

Кожний захід для запобігання COVID-19, про який ти коли-небудь чув(ла) – миття рук, соціальне дистанціювання, загальнодержавний карантин, самоізоляція, відстеження контактів, маски, навіть колективний імунітет - усі вони роблять одне й те ж:

Знижують R до R < 1.

Тож зараз давай скористаємося нашим "епідеміологічним симулятором польотів", щоб з'ясувати, як ми можемо досягти R < 1 у спосіб, який захищає наше фізичне, психологічне та фінансове здоров'я?

Приготуйся до аварійної посадки...

Наступні декілька місяців

...могли би бути ще гіршими. Ось паралельна реальність, якої ми уникли:

Сценарій 0: Ніяк не діяти

Приблизно 1 з 20 хворих на COVID-19 потребує місце у палаті інтенсивної терапії (ПІТ).13 У такій країні як США, є 1 ліжко у ПІТ на кожні 3400 людей.14 Тож США може дозволити собі 20 з 3400 одночасно інфікованих людей - або ж 0.6% населення.

Навіть якщо ми збільшимо місткість палат інтенсивної терапії більше ніж у 3 рази до 2%, ось, що би відбулося, якщо би ми не вживали ніяких заходів:

Виглядає не дуже добре.

Цього висновку дійшли у доповіді Imperial College від 16 березня: якщо не вживати ніяких заходів, у нас переповнюються палати інтенсивної терапії і 80% населення будуть інфіковані. (пам'тай, загальна кількість випадків перевищує колективний імунітет)

Навіть якщо лише 0.5% інфікованих помирають – оптимістичне припущення, коли не залишилось вільних палат, - у великій країні, як США з населенням у 300 мільйонів, 0.5% від 80% з 300 мільйонів = 1.2 мільйонів померлих... ЯКЩО би ми бездіяли.

(Багато новин та постів у соціальних мережах повідомляло, що "80% населення будуть інфікованими", забуваючи додати уточнення "ЯКЩО МИ НІЧОГО НЕ РОБИТИМЕМО". Весь страх було скеровано у кліки та лайки, а не на обміркування ситуації. Ох...)

Сценарій 1: Вирівняти криву / Колективний імунітет

План "Вирівняти криву" було прорекламовано кожною організацією з охорони здоров'я в той час, як першопочатковий план "колективного імунітету" від Великобританії викликав загальне несхвалення. То був той же план. Просто Великобританія не змогла комунікувати його правильно. 15

Втім обидва плани мають буквально фатальні недоліки.

По-перше, давай поглянемо на два основні способи "вирівняння кривої": миття рук та фізичне дистанціювання.

Інтенсивніше миття рук зменшує розповсюдження грипу та застуди на ~25%16 у заможних країнах, в той час, як повне закриття міста, як Лондон, зменшує кількість взаємодії між людьми на ~70%17. Тож давай припустимо, що миття рук може зменшити R аж на 25%, а дистанціювання на 70%:

Пограй з цим калькулятором, щоб побачити, як % не-, миття рук та дистанціювання зменшують R: (цей калькулятор візуалізує їх відносні наслідки, тому через це здається, що збільшення одного зменшує ефект інших.18)

Тепер давай змоделюємо, що трапилося би з пандемією COVID-19, якщо, починаючи з березня 2020, ми би збільшили миття рук, але ввели лише помірне фізичне дистанціювання – R знижується, але все ще більше 1:

Три примітки:

  1. Це зменшує загальну кількість випадків! Навіть якщо R < 1, зменшення R все одно зберігає людські життя, зменшуючи різницю між загальною кількістю випадків та колективним імунітетом. Багато людей думають, що "вирівняння кривої" розподіляє кількість заражень у часі, але не зменшує загальну кількість випадків. Це не можливо у будь-якій моделі Епідеміології для чайників. Оскільки у новинах поширювався меседж, що 80%+ населення будуть інфіковані, люди зробили висновок, що не існує способу повпливати на загальну кількість заражень. Ех...

  2. Через зовнішнє втручання та вжиття заходів, поточна кількість випадків досягає піку перед досягненням колективного імунітету. Насправді, у цій симуляції загальна кількість випадків зовсім трохи перевищує межу колективного імунітету - план Великобританії! На етапі R < 1 можна зупинити будь-які втручання і COVID-19 залишиться під контролем! Що ж, лише з однією проблемою...

  3. Все одно закінчаться місця у палатах інтенсивної терапії на декілька місяців (і не забувай, що ми вже збільшили місткість ПІТ у три рази для симуляцій)

Це ще одне відкриття з доповіді Imperial College від 16 березня, яке переконало Великобританію забути про першопочатковий план. Будь-яка спроба пом'якшення ефектів (зменшення R, але R > 1) зазнає невдачі. Єдиний спосіб - це активна протидія (зменшення R до R < 1).

Тобто не достатньо просто "вирівняти" криву, потрібно розчавити криву. Наприклад, за допомогою...

Сценарій 2: Закриття міст/країн протягом місяців

Давай подивимося, що стається, коли ми розчавлюємо криву за допомогою 5 місяців у карантинному режимі, зменшенням практично до 0, і нарешті – нарешті – поверненням до нормального життя:

Упс.

Це та сама друга хвиля, про яку всі говорять. Як тільки ми виходимо з карантину, ми знову отримуємо R > 1. Тож декілька залишених (або приїжджих ) можуть спричинити стрибок заражень рівномірно поганий тому, який би ми отримали у Сценарії 0: Ніяк не діяти.

Загальний карантин - не рецепт успіху, а лише можливість для перезавантаження.

Тож що, ми маємо закривати міста знову і знову?

Сценарій 3: Періодичні карантини

Це рішення було вперше запропоноване у доповіді Imperial College від 16 березня і пізніше у статті з Harvard.19

Ось симуляція: (Після того, як програєш запрограмовний сценарій, спробуй змоделювати свій графік карантинів, змінюючи повзунки під час програвання симуляції! Пам'ятай, що ти можеш зупинити, відновити гру та змінити її швидкість.)

Це дозволило би стримувати кількість випадків і не переповнювати палати інтенсивної терапії! І це значно краще, ніж 18-місячний карантин, допоки стане доступною вакцина. Нам просто необхідно...закрити міста на декілька місяців, відкритися на декілька місяців і повторювати це, аж поки не з'явиться вакцина. (І якщо вакцини не буде, продовжувати цей сценарій до досягнення колективного імунітету...десь до 2022 року.)

Звісно, при моделюванні ситуаії доволі легко провести умовну лінію "Місткості палат інтенсивної терапії", але існує багато важливих факторів, які ми не можемо змоделювати тут. Наприклад:

Психологічне здоров'я: Самотність - одне з найбільших джерел депресії, тривожних розладів та суїцидів. А ще вона може призводити до ранньої смерті на рівні 15 викурених цигарок в день.20

Фінансове благополуччя: "А що з економікою?" звучить так, ніби гривні важливіші за людські життя, але економіка - це не лише про акції та інвестиції. Це також про спроможність людей забезпечувати себе та свої родини їжею та дахом над головою, вкладати у майбутнє дітей, насолоджуватися мистецтвом, подорожами, відеоіграми - це про речі, які наповнюють наше життя сенсом. До того ж, сама по собі бідність жахливо впливає на психологічне та фізичне здоров'я.

Ми не кажемо, що ми не повинні знову сідати на карантин! Ми розглянемо "періодичні карантини" трохи пізніше. Все ж, це не ідеальний варіант.

Але зажди...хіба Тайвань та Південна Корея вже не приборкали COVID-19? На цілих 4 місяці, без довготривалих закриттів міст?

Як?

Сценарій 4: Тестувати, Відслідковувати, Ізолювати

"Авжеж, ми *могли би* зробити те, що зробили Тайвань та Південна Корея напочатку, але вже занадто пізно. Ми проґавили початок."

То ось воно що! “Загальний карантин - не рецепт успіху, а можливість перезавантаження”... і новий старт - це те, що там потрібно.

Щоб зрозуміти, як Тайвань та Південна Корея стримали COVID-19, нам необхідно зрозуміти точний перебіг типового зараження COVID-1921:

Якщо інфіковані самоізолюються лише тоді, коли знають, що захворіли (тобто коли відчувають симптоми), вірус вже міг поширитися на інших:

І насправді, 44% всіх заражень саме такі: досимптомні! 22

Але, якщо ми знаходимо та ізолюємо людей, які були в нещодавньому контакті з хворими з вираженими симптомами...ми зупиняємо поширення вірусу, залишаючись на крок вперед!

Це називається відстеженням контактів. Ідея ця не нова і була потужно застосована, щоб стримати Еболу23, а зараз це ключова стратегія Тайваню та Південної Кореї щодо COVID-19!

(Це також допомагає нам розумніше використовувати обмежену кількість тестів у нашому розпорядженні, щоб знайти досимптоматичних без необхідності тестувати майже кожного.)

Традиційно, контакти встановлюються за допомогою особистих інтерв'ю, але сам по собі цей спосіб занадто повільний для коронавірусного вікна у 48 годин. Тому він потребує додаткової підтримки - НЕ заміни - від мобільних додатків для відстеження контактів.

(Ця ідея прийшла не від ІТ-шників: використання подібних додатків було вперше запропоноване командою епідеміологів з Oxford.)

Зажди, то ці додатки відслідковують, з ким ти зустрічаєшся?...Це ж означає, що ми добровільно віддаємо свою приватність на поталу "Великому Брату"?

З два чорти! DP-3T, команда епідеміологів та криптографів (включаючи одного з нас, Marcel Salathé), вже розробляє додаток для відстеження контактів, код якого знаходиться у публічному доступі. Додаток не розкриває твою особу, місцезнаходження, імена контактів та їх кількість .

Ось як він працює:

(та ось повний комікс (*англ.))

Разом зі схожими командами, як TCN Protocol24 та MIT PACT25, вони надихнули Apple та Google впровадити функцію конфіденційного відстеження контактів в Android/iOS.26 (Не довіряєш Google/Apple? Добре! Привабливість цієї системи в тому, що їй не потрібна довіра!) Згодом місцеві органи охорони здоров'я можуть попросити тебе встановити додаток (або вже це зробили). Якщо це конфіденційний додаток з публічно доступним кодом, будь ласка, дослухайся до них!

Але що на рахунок людей без смартфонів? Або інфікування через дверні ручки? Чи дійсно безсимптомні випадки? Додатки для відстежнення контактів не можуть зафіксувати всі зараження...і нічого страшного! Нам не потрібно відслідкувати всі передачі, лише 60%+, щоб отримати R < 1.

(Відсутність симптомів у перші дні часто плутають з асимптомальністю. Справжні асимптоматичні випадки зустрічаються рідко:27)

Ізоляція хворих із помітними симптомами може зменшити R на 40%, а ізоляція людей, які були з ними в контакті та ще не відчувають симптомів, знижує R на 50%28:

Отже, навіть не ізолюючи 100% всіх контактів, ми можемо отримати R < 1 без необхідності загального карантину! Це значно краще для нашого психологічного та фінансового благополуччя. (Держава має підтримувати тих, кому доведеться самоізолюватися: оплатити тести, зберегти робоче місце, надати оплачуваний лікарняний тощо. Все ж значно дешевше, ніж загальний карантин.)

Потім необхідно підтримувати R < 1, допоки вакцина не стане доступною, що перетворить Сприйнятливих на Захищених імунітетом . Правильний колективний імунітет:

(Зверни увагу: цей калькулятор припускає, що вакцини діють у 100% випадків. Пам'ятай, що через цю похибку, у реальному житті для досягнення колективного імунітету потрібно вакцинувати більше людей, ніж в результаті отримаємо Захищених імунітетом.)

Добре, досить балачок. Ось симуляція:

  1. Декількох місяців у карантині, допоки ми не зможемо...
  2. Перейти до режиму "Тестувати, Відстежувати, Ізолювати", допоки ми не...
  3. Вакцинуємо достатньо людей, а отже...
  4. Перемога.

Тож ось воно! Так ми зможемо здійснити аварійну посадку цього літака.

Так ми зможемо подолати COVID-19.

...

Але що, якщо все одно все піде погано? Вже відбулося багато недоброго. Що ж, страх - це не погано! Страх дає нам енергію розробити план Б.

Саме песиміст не забуває пошити парашут.

Сценарій 4+: Маски для всіх, Літо, Запобіжники

Що як R0 значно вище, ніж ми думали, й заходів, про які ми говорили, навіть з фізичним дистанціюванням, не достатньо для R < 1?

Пам'ятай, навіть, якщо ми не можемо досягнути R < 1, зменшення R все одно зберігає життя. Втім R < 1 - наша ціль, тому ось декілька способів зменшити R:

Маски для всіх:

"Зажди," можеш запитати ти, "Я думав(ла), що маски не захищають від інфікування?"

І це слушне зауваження. Маски не захищають тебе від зараження29... вони допомагають тобі не інфікувати інших.

Якщо інфікована людина носить хірургічну маску, то це зменшує розпосюдження грипу на 70%. 30 Зменшення передачі на 70% мало би такий же вплив, як закриття міст!

Тим не менш, ми не маємо цілковитої впевненості, що маски мають такий же вплив на COVID-19. У світі науки дослідження мають бути опубліковані, лише коли ти на 95% впевнений у результатах. (...мають бути31). Станом на 1 березня 2020, впевненість у ефективності масок менша за 95%.

Тим не менш, боротьба з пандемією чимось схожа на гру в покер. Роби ставки, лише коли впевнений на 95%, і ти втратиш все, на що ставив. Згідно з нещодавною статтею про маски з British Medical Journal,32 ми мусимо робити аналіз витрат/вигід в умовах невизначенності. Як ось цей:

Витрати: Саморобні тканяні маски (на ~2/3 такі ж ефективні, як і хірургічні33) коштують дуже дешево. Хірургічні маски дорожчі, але все ж відносно дешеві.

Вигоди: Навіть якщо існує 50/50 шанс, що хірургічні маски зменшують передачу на 0% або 70%, середнє "очікуване значення" все ще 35%, таке ж як у частковому карантині! Тож давай змоделюємо, що хірургічні маски зменшують R на 35%, враховуючи нашу невпевненість. (Знову ж, ти можеш перевірити наші припущення, змінюючи параметри)

(інші аргументи за/проти масок:34)

"Їх складно носити правильно." Мити руки відповідно до вказівок ВОЗ теж складно, але ми все одно рекомендуємо це робити, тому що неідальне миття рук, краще жодного.

"Люди почнуть недбаліше ставитися до миття рук та соціального дистанціювання." А хіба паски безпеки змушують людей ігнорувати дорожні знаки? Ми би припустили протилежне: маски є постійним фізичним нагадуванням залишатися обережними, а в Східній Азії маски це також символ солідарності!

Самі лише маски не зменшать R до R < 1. Але якщо миття рук та "Тестувати, Відстежувати, Ізолювати" призводять до R = 1.10, то носіння масок лише 1/3 людей зменшить R до R < 1 - вірус стримано!

Літо:

Окей, це не "захід", який ми можемо контролювати, але він допоможе! Деякі статті кажуть, що літо ніяк не повпливає на COVID-19. Вони частково праві: літо не знизить R до R < 1, але воно зменшить R.

Для COVID-19, кожен додатковий 1°С знижує R на 1.2%.35 До прикладу, у Нью-Йорку різниця температур влітку та взимку складає 15°C, тож влітку R знизиться на 18%.

Лише літо не допоможе досягнути R < 1, але якщо ми обмежені у ресурсах, ми можемо скоротити деякі заходи влітку, щоб застосувати їх на більшу потужність взимку.

Запобіжний Карантин:

І якщо б цього всього все ще не було достатньо для R < 1... ми могли би закрити міста знову.

Але нам би не довелося мати 2 місяці карантину та 1 місяць без обмежень знову та знову. Оскільки R було б зменшене, нам потрібно було би лише один чи два "запобіжних" карантини до того, як вакцина стане доступною. (Нещодавно Сінгапуру довелося це зробити, незважаючи на те, що вони тримали COVID-19 під контролем 4 місяці. Це не поразка: це передумова успіху.)

Ось симуляція цього сценарію:

  1. Карантин, потім...
  2. Миття рук та "Тестуй, Відстежуй, Ізолюй", з помірною кількістю "Масок для всіх", потім...
  3. Ще один "запобіжний карантин" перед появою вакцини.

Не кажучи вже про інші заходи, які можуть допомогти знизити R:

Ми сподіваємося, що ці сценарії дають тобі хоч трохи надії.

Навіть у песимістичному сценарії можливо подолати COVID-19, при цьому захистивши наше психологічне та фінансове здоров'я. Треба лишень використовувати карантини міст як кнопку перезапуску, тримати R < 1, ізолюючи окремі випадки та відстежуючи контакти з конфіденційними мобільними додатками, і мати хоча би саморобні маски для всіх...і життя зможе повернутися до більш-менш нормального!

Звісно, від частого миття рук пересушиться шкіра. Але ти зможеш запросити свою кохану людину на побачення до книгарні! Ти зможеш сходити на кіно з друзями. Ти зможеш спостерігати за людьми, які насолоджуються простими радощами життя.

Навіть у найгіршому сценарії... життя вистоїть.

Тож зараз давай сплануємо все для найгіршого сценарію. Приземлення на воду! Будь ласка, дістаньте свої рятувальні жилети та пройдіть до аварійних виходів:

Наступні декілька років

Ти інфікуєшся COVID-19 та одужуєш. Або робиш щеплення проти COVID-19. У будь-якому разі тепер в тебе є імунітет...

...на як довго?

Але станом на 1 травня 2020, імунітет людей до COVID-19 залишається невідомим.

Для цих симуляцій припустимо, що імунітет зберігається протягом 1 року. Ось симуляція, що починається зі 100% Одужалих, експоненційно знижуючись у сприйнятливих, неімунних через 1 рік в середньому з варіацією:

І знову крива експоненційного згасання!

Це та сама SEIRS Модель. Остання "S" означає - знову Сприйнятливі.

Тепер, давай зсимулюємо спалах COVID-19 протягом 10 років, якщо не було вжито жодних заходів... та з умовою, що імунітет зберігається лише 1 рік:

В попередній симуляції ми спостерігали лише один спалах вірусу, який перенавантажив палати інтенсивної терапії. Зараз ми маємо декілька та кількість випадків залишається завжди на рівні місткості палат інтенсивної терапії. (яку ми збільшили втричі для цих симуляцій)

R = 1, це ендемія.

На щастя, літо зменшує R, тому це зробить ситуацію краще:

Ох.

Парадоксально, літо робить спалахи гіршими та регулярними! Відбувається це тому, що літо зменшує кількість нових , у результаті, зменшуючи кількість людей з імунітетом . Швидкість отримання імунітету населенням різко падає влітку, спричиняючи великі регулярні спалахи вірусу взимку.

На щастя, вирішити цю проблему досить реально: потрібно вакцинувати людей кожну осінь/зиму, так само як це відбувається з щепленням від грипу:

(Після програвання запису, спробуй змоделювати свою власну кампанію вакцинації! Пам'ятай, що ти можеш зупинити та відновити симуляцію в будь-який момент)

Але ось більш страхітливе питання:

Що якщо вакцини не буде роками? Або взагалі?

Варто уточнити, що це малоймовірно. Більшість епідеміологів прогнозують появу вакцини через 1-2 роки. Так, ніколи раніше не було розроблено вакцини від інших коронавірусів, але лише тому, що SARS було подолано швидко, а звичайні ГРВІ не варті того.

Тим не менш, дослідники інфекційних захворювань висловлюють своє занепокоєння: Що буде, якщо ми не зможемо зробити дотстатньо вакцин? 40 Що буде, якщо ми поспішимо з вакциною і вона не буде безпечною? 41

Навіть у жахливому сценарії відсутності вакцини ми все одно маємо 3 варіанти виходу. Ось вони, перелічені від найбільш до найменш страшних:

1) Вживання періодичних або послаблених заходів, націлених на R < 1, щоб досягнути колективного імунітету. (Примітка: це призведе до багатьох смертей та інфікованих з ураженими легенями. Також цей сценарій не спрацює, якщо імунітет від вірусу не є довгостроковим.)

2) Постійно вживати заходів для R < 1. Відстеження контактів та носіння масок стане новою нормою після появи COVID-19, так само, як тести на ІПСШ та презервативи стали новою нормою після появи ВІЛ/СНІД.

3) Вживати заходів для R < 1, поки не буде розроблене лікування, яке допоможе хворим на COVID-19 одужати без необхідності інтенсивної терапії. Зменшення використання палат інтенсивної терапії в 10 разів - це, по суті, те саме, що й збільшення їх кількості в 10 разів:

Ось симуляція сценарію без довготривалого імунітету, без вакцини та навіть без вживання будь-яких заходів - лише повільне збільшення місткості ПІТ, щоб пережити довгострокові спалахи вірусу

Навіть у найгіршому з найгірших сценаріїв... життя вистоїть.

. ..

Можливо, ти хочеш заперечити наші припущення та спробувати інший R0 або інші числа. Або спробуй змоделювати свою власну комбінацію заходів!

Ось "Режим Пісочниці" з доступом до всіх параметрамів. (Гортай нижче, щоб побачити всі параметри) Грайся скільки душа забажає:

Цей простий "епідеміологічний симулятор польотів" навчив нас багато чому. Він дав нам можливість відповісти на питання про минулі місяці, декілька наступних місяців та наступні роки.

Тому, врешті-решт, давай повернемося до...

Сьогодення

Літак потонув. Ми заскочили на рятувальні плоти. Настав час нарешті знайти землю.42

Команди епідеміологів та політиків (лівих, правих, та багатопартійних) дійшли консенсусу щодо того, як побороти COVID-19, при цьому захищаючи наші життя та свободи.

Ось приблизна ідея з деякими (менш популярними) запасними планами:

То що це означає для ТЕБЕ, зараз?

Для всіх: Поважайте карантин, щоб ми всі могли вийти з першої фази якмога швидше. Продовжуйте мити ті руки. Шийте саморобні маски для обличчя. Завантажуйте конфіденційні мобільні додатки для відстеження контактів, коли вони стануть доступні. Залишайтеся здоровими, фізично та психологічно! Та напишіть своїм місцевим можновладцям підняти дупу та...

Для політиків: Створюйте закони для підтримки людей, яким необхідно бути в самоізоляції/на карантині. Наймайте більше людей для відстеження контактів хворих, користуючись для підтримки конфіденційними додатками для відстеження контактів. Виділяйте більше коштів на речі, які нам потрібно розробляти та виготовляти зараз у великих обсягах, наприклад...

Для виробників: Створюйте тести. Створюйте вентилятори. Створюйте персональні засоби захисту для працівників лікарень. Створюйте тести. Створюйте маски. Створюйте додатки. Створюйте противірусні, профілактичні та інші засоби, а не лише вакцини. Створюйте вакцини. Створюйте тести. Створюйте тести. Створюйте тести. Створюйте надію.

Не знецінюйте страх, щоб створювати надію. Наш страх має співпрацювати з нашою надією, як виробники літаків та парашутів. Готуючись до страшного майбутнього, ми створюємо обнадійливе майбутнє.

Єдина річ, яку ми маємо боятися, це ідея, що єдине, чого ми мусимо боятися, так це самого страху.


  1. Ці примітки міститимуть джерела, посилання чи бонусні коментарі. Як оцей коментар:

    Цей гайд було опубліковано 1 травня, 2020. Багато деталей застаріють, але ми впевнені, що гайд охопить 95% сценаріїв майбутнього і що Епідеміологія для чайників буде корисною завжди.↩︎

  2. "Середній [serial] інтервал був 3.96 днів (95% CI 3.53–4.39 днів)”. Du Z, Xu X, Wu Y, Wang L, Cowling BJ, Ancel Meyers L (Примітка: Ранні видання статті не вважаються фінальними версіями)↩︎

  3. Пам'ятай: усі ці симуляції дуже спрощені в освітніх цілях.

    Одне спрощення: Коли ти кажеш цій симуляції "Інфікуй 1 людину кожні X днів", вона насправді збільшує # інфікованих на 1/X кожного дня. Те ж відбувається у інших параметрах цих симуляцій – "Одужує кожні X днів" насправді зменшує # інфікованих на 1/X кожного дня.

    Ці значення не тотожні, але достатньо наближені, і у освітніх цілях більш зрозумілі, ніж пряме введення показників передачі та одужання.↩︎

  4. “Медіанний період передачі [...] був 9.5 днів.” Hu, Z., Song, C., Xu, C. et al Так, ми знаємо, що "медіанний" не тотожно "середньому". Втім достатньо наближено для освітніх цілей.↩︎

  5. Для більш технічних пояснень SIR Моделі, читай the Institute for Disease Modeling та Wikipedia↩︎

  6. Для більш технічного пояснення SEIR Моделі, читай the Institute for Disease Modeling та Wikipedia↩︎

  7. “Припускаючи, що інкубаційний період в середньому 5.2 днів з іншого дослідження ранніх випадків COVID-19, ми зробили висновок, що розповсюдження вірусу починалося з 2.3 днів (95% CI, 0.8–3.0 дні) перед появою симптомів” (переклад: Припускаючи, що симптоми розпочинаються з 5 дня, розповсюдження починається 2 дні раніше = Розповсюдження починається з 3 дня) He, X., Lau, E.H.Y., Wu, P. et al.↩︎

  8. “Медіанне значення R для сезонного грипу було 1.28 (IQR: 1.19–1.37)” Biggerstaff, M., Cauchemez, S., Reed, C. et al.↩︎

  9. “За нашими оцінками, R0 2019-nCoV приблизно дорівнює 2.2 (90% інтервалу найбільшої густини: 1.4–3.8)” Riou J, Althaus CL.↩︎

  10. “Ми підрахували медіанне значення R0=5.7 (95% CI 3.8–8.9)” Sanche S, Lin YT, Xu C, Romero-Severson E, Hengartner N, Ke R.↩︎

  11. Це лише враховуючи, що ти однаково розповсюджуєш інфекцію протягом усього періоду, коли ти можеш заражати інших. Знову ж таки, це спрощення для освітніх цілей.↩︎

  12. Пам'ятай R = R0 * кількість дозволених заражень. Пам'ятай також, що кількість дозволених заражень = 1 - кількість заражень, які були недопущені.

    Отже, щоб отримати R < 1, потрібно отримати R0 * Кількість дозволених заражень < 1.

    Отже, Кількість дозволених заражень < 1/R0

    Отже, 1 - Кількість недопущених заражень < 1/R0

    Отже, Кількість недопущених заражень > 1 - 1/R0

    Отже, потрібно зупинити більше, ніж 1 - 1/R0 заражень, щоб отримати R < 1 і приборкати вірус!↩︎

  13. "Відсоток випадків COVID-19 у США, які потребували палати інтенсивної терапії, з 12 лютого по 16 березня, відповідно до вікових груп". Від 4.9% до 11.5% усіх COVID-19 хворих потребували ПІТ. Навіть якщо рахувати з найнижчої межі, це 5% або 1 з 20. Зверни увагу, що ці числа відповідають особливостям вікового складу США і можуть бути вищими у країнах зі старішим населенням та нижче у країнах з молодшим населенням.↩︎

  14. “Кількість ліжок у ПІТ = 96,596”. Від the Society of Critical Care Medicine населення США було 328,200,000 у 2019. 96,596 з 328,200,000 = приблизно 1 з 3400.↩︎

  15. “Він каже, що справжня ціль така ж, як і ціль інших країн: вирівняти криву, рівномірно розподіляючи інфікування. У наслідок, нація може отримати колективний імунітет, це побочний ефект, а не самоціль. [...] Справжній план уряду, який доступний онлайн, навіть не згадує про колективний імунітет.”

    З статті у The Atlantic by Ed Yong↩︎

  16. “Всі вісім повноцінних дослідженнь стверджують, що миття рук зменшує ризик ГРВІ від 6% до 44% [сумарне значення 24% (95% CI 6–40%)].” Ми округлили сумарне значення до 25% у симуляціях для спрощення. Rabie, T. and Curtis, V. Примітка: згідно з цим аналізом, дослідження про миття рук (принаймні у заможних країнах) залишають бажати кращого.↩︎

  17. “Ми помітили зниження на 73% в середньому щоденної кількості контактів кожного учасника спостреження. Цього було би достатньо, щоб зменшити значення R0 з 2.6 перед закриттям до 0.62 (0.37 - 0.89) після закриття міста”. Ми округлили це число до 70% у симуляціях для спрощення. Jarvis and Zandvoort et al↩︎

  18. Це спотворення зникло б, якщо би ми помістили R на логарифмічну шкалу...але тоді довелося би пояснювати логарифмічні шкали.↩︎

  19. За відсутності інших заходів, ключова метрика успіху соціального дисцтанціонування - це заповненість палат інтенсивної терапії. Щоб запобігти цьому, може виникнути потреба продовжити соціальне дистанціювання або застосовувати його періодично до 2022 року.” Kissler and Tedijanto et al↩︎

  20. Читай Figure 6 from Holt-Lunstad & Smith 2010. Зверни увагу, що було виявлено саме кореляцію. Але, окрім спостереження, не існує іншого способу перевірити цю гіпотезу, хіба що примусово вказувати піддослідним залишатися самотніми усе життя.↩︎

  21. 3 дні в середньому, щоб почати заражати інших: “Припустивши, що інкубаційний період в середньому 5.2 днів, згідно з іншим досліженням ранніх випадків COVID-19, ми зробили висновок, що розповсюдження вірусу носієм починалося з 2.3 днів (95% CI, 0.8–3.0 днів) перед початком симптомів” (переклад: Припускаючи, що симптоми починаються на 5 день, розповсюдження інфекції починається за 2 дні = Тобто розповсюдження починається на 3 день) He, X., Lau, E.H.Y., Wu, P. et al.

    4 дні в середньому, щоб заразити інших: “Середній інтервал був 3.96 днів (95% CI 3.53–4.39 днів)” Du Z, Xu X, Wu Y, Wang L, Cowling BJ, Ancel Meyers L

    5 днів в середньому, щоб відчути симптоми: “Медіанний інкубаційний період від 5.1 днів (95% CI, 4.5 до 5.8 днів)” Lauer SA, Grantz KH, Bi Q, et al↩︎

  22. “Ми встановили, що 44% (95% точності, 25–69%) другорядних заражень відбулося під час досимптомального стану перших заражень” He, X., Lau, E.H.Y., Wu, P. et al↩︎

  23. Відстеження контактів було критично важливим заходом у Ліберії та стало одним із наймасштабніших у історії епідеміології.” Swanson KC, Altare C, Wesseh CS, et al.↩︎

  24. Тимчасова Кількість Контактів, децентралізований, сфокусований на захисті конфіденційності протокол відстеження контактів↩︎

  25. PACT: Конфіденційне Автоматизоване Відстеження Контактів↩︎

  26. Apple та Google співпрацюють над розробкою технологій для відстеження передачі COVID-19. Зверни увагу, що вони не розрозбляють додаток самотужки, лише створюють системи, які підтримуватимуть роботу таких додатків.↩︎

  27. Багато новин - та й багато наукових статей - не підкреснювали відмінності між "хворими, які не мали симптомів під час тестування" (досимптоматичні) та "хворими, які ніколи не мали симптомів" (справжня асимптомність). Єдиний спосіб розрізнити їх - відслідковувати хворих після тестування.

    Саме це й зробило це дослідження. (Примітка: "Ранні публікації статей не вважаються фінальними версіями.") У кол-центрі в Південній Кореї, де відбувся спалах COVID-19, "лише 4 (1.9%) не мало ніяких симптомів протягом 14 днів карантину, й ніхто з їхніх співмешканців не інфікувався."

    Це означає, що "справжня асимптоматичність" зустрічається дуже рідко, а зараження від асимптоматичних хворих може бути ще рідшим!↩︎

  28. З того ж дослідження Оксфорду, яке першим порекомендувало створити додаток для боротьби з COVID-19: Luca Ferretti & Chris Wymant et al Дивись Figure 2. Припустивши, що R0 = 2.0, вони з'ясували, що:

    • Симптоматичні хворі складають R = 0.8 (40%)
    • Досимптомні хворі R = 0.9 (45%)
    • Асимптоматичні хворі R = 0.1 (5%, втім це число може бути набагато меншим)
    • Зараження з навколишнього середовища, наприклад, через ручки дверей R = 0.2 (10%)

    Додай сюди контакти хворих, які поки не мають/не матимуть симптомів(45% + 5%) і отримаєш 50% R!↩︎

  29. Жодна з представлених хірургічних масок не продемонструвала достатню фільтруючу здатність та не відповідає іншим характеристикам, щоб вважатися захисним респіраторним засобом.” Tara Oberg & Lisa M. Brosseau↩︎

  30. Загальне зменшення у 3.4 рази [зменшення на 70%] в кількості аерозольних копій, які ми спостерігали, в поєднанні з майже повним усуненням великих краплин, продемонстрованого Johnson et al., говорить про те, що хірургічні маски, які носять інфіковані люди, могли б мати клінічно значний вплив на передачу вірусу.” Milton DK, Fabian MP, Cowling BJ, Grantham ML, McDevitt JJ↩︎

  31. Будь-який справжній науковець, мабуть, вже сміється/плаче з останніх речень. Читай: p-hacking, the replication crisis)↩︎

  32. Настав час вжити запобіжних заходів” Trisha Greenhalgh et al [PDF]↩︎

  33. Davies, A., Thompson, K., Giri, K., Kafatos, G., Walker, J., & Bennett, A Дивись Table 1: 100% бавовняна футболка має 2/3 фільтруючої здатності хірургічних масок, згідно з тестуваннями двома бактеріальними аерозолями.↩︎

  34. "Нам потрібно зберегти запаси для лікарень." Повністю погоджуємося. Але це, ймовірніше, аргумент на користь збільшення виробництва масок, а не їх розподілення. Тим часом, ми можемо користуватися тканяними масками.↩︎

  35. “Підвищення температури на 1 градус Цельсію [...] знижує [s] R на 0.0225” і “Середнє значення R цих 100 міст 1.83”. 0.0225 ÷ 1.83 = ~1.2%. Wang, Jingyuan and Tang, Ke and Feng, Kai and Lv, Weifeng↩︎

  36. “Антитіла SARS зберігалися протягом 2 років в середньому [...] Тож хворі на SARS могли заразитися повторно через ≥3 роки після початкового зараження.” Wu LP, Wang NC, Chang YH, et al. "На жаль", ми ніколи не дізнаємося, на скільки довго вистачає імуінітету до SARS, оскільки ми позбулися його так швидко.↩︎

  37. Ми не виявили великої різниці між вірогідністю мати позитивний тест хоча б одного разу та вірогідністю повторення бета-коронавірусів HKU1 та OC43 на 34 тижні після першого зараження.” Marta Galanti & Jeffrey Shaman (PDF)↩︎

  38. Коли людина справляєтсья з вірусом, вірусні частинки залишаються на якийсь час. Вони не можуть спричинити інфікування, але можуть показати позитивний тест.” from STAT News by Andrew Joseph↩︎

  39. Від Bao et al. Примітка: Ця стаття була лише у передпублікації і не була розглянута експертами. Також варто зауважити, що вони проводили тести на повторне інфікування лише після 28 днів.↩︎

  40. “Якщо з'явиться вакцина від коронавірусу, чи зможе світ виробити достатньо вакцин для усіх?” by Roxanne Khamsi, on Nature↩︎

  41. “Не спішіть застосовувати вакцину або ліки від COVID-19 без достатніх гарантій безпеки” by Shibo Jiang, on Nature↩︎

  42. Метафора про пошук землі від Marc Lipsitch та Yonatan Grad, on STAT News↩︎

(Натисни, щоб побачити Feetnotes)

Feetnotes:

мийте руки! 👏