< Modélisation

Почему для понимания эпидемии VIDOC-19 решающее значение имеют суперпропаганда?

Текст обновлен в 2020-06-23 гг.


Эпидемия КОВИД-19 распространяется, в основном, через ситуации суперразмножения. Чтобы избежать новой вспышки, важно отслеживать и ограничивать наиболее "легковоспламеняющиеся" места/события и таким образом предотвращать возникновение суперразмножающихся ситуаций.

Эффективность передачи КОВИДА-19 от одного человека к другому крайне различна: большинство инфекций гасятся без потомства, но небольшое количество инфекций (10-20%) приводит к большому количеству случаев заражения (до 80%). Это явление может объяснить, почему вспышка крупной эпидемии во Франции произошла только в марте 2020 года, хотя коронавирус SARS-CoV-2 спорадически присутствовал на территории Франции еще в декабре 2019 года.

Для возникновения вспышки эпидемии необходимо, чтобы произошли события суперраспространения. Такие ситуации могут быть как биологическими, когда одни люди выбрасывают больше инфекционных частиц, чем другие, так и социальными, когда происходят события, которые концентрируют большое количество людей в одном месте. Они позволяют КОВИД-19 перейти от "фонового" уровня к стадии эпидемии. Понимание и контроль за этими сверхразмножающимися ситуациями, местами или событиями необходимо заранее, чтобы предотвратить возможную вторую волну, не прибегая к экстремальным мерам по сдерживанию.

Чтобы понять, как распространяется КОВИД-19, недостаточно знать его репродуктивную норму (R0). Следует также учитывать еще одну характеристику инфекций, коэффициент k рассеивания (каппа). В то время как коэффициент воспроизводства отражает среднюю инфицированность всех инфицированных лиц, фактор рассеивания измеряет изменчивость этого коэффициента воспроизводства в пределах популяции.

Когда k высокий, эпидемия прогрессирует постепенно и равномерно, как масляное пятно: такая ситуация наблюдалась во время эпидемии испанского гриппа в 1918 году. Чем ближе k к 0, для того же R0, тем больше варьируется число людей, инфицированных инфицированным человеком, и тем больше эпидемия может распространяться через суперразмножающиеся события. Например, при k = 0,1 и R0 = 3 73% людей заражают менее одного человека, но 6% - более 8. Затем эпидемия прогрессирует прерывисто, что в статистическом выражении отвечает отрицательному биномиальному распределению (в то время как сезонный грипп ближе к распределению по типу Пуассона, которое достигается, когда k стремится к бесконечности). Режим диффузии через сверхразмножающиеся ситуации наблюдался во время эпидемии атипичной пневмонии (R0 = 2; k = 0.16) и, в меньшей степени, МЭРС (R0 = 0.6; k = 0.25). Оценки k менее точны, чем оценки R0, потому что k - мера дисперсии, в то время как R0 - средняя величина. Это означает, что для получения хорошей оценки k требуется много случаев передачи. В настоящее время исследования показывают, что значение k для КОВИД-19 составляет около 0,1-0,4.

В этих условиях статистически необходимо, чтобы несколько десятков случаев заболевания происходили одновременно, чтобы создать необходимые условия для взлета эпидемии. Здесь важную роль играют суперразмножающиеся ситуации: внезапно окружающая среда становится благоприятной для распространения КОВИДа-19, несмотря на его низкую заразность у большинства инфицированных людей. Эта особенность объясняет, почему наиболее важные вспышки КОВИД-19 систематически происходили не в крупных мегаполисах (как в случае с инфекциями пуассонского типа), а также в менее населенных местах (например, в Мюлузе или Кодогно), где произошло суперразмножающееся событие. Кроме того, в соответствии с отрицательным биномиальным распределением, после установления фокуса, быстро растет число случаев заболевания, в течение нескольких поколений инфицированных пациентов. Эпидемиологические модели предсказывают, что для установления и стабилизации экспоненциального роста такой эпидемии необходимо непрерывное снабжение суперразмножающимися ситуациями. Таким образом, эти результаты позволяют предположить, что эпидемию можно в значительной степени контролировать, если ликвидировать ситуации, приводящие к передаче вируса от матери к ребенку.

В то время как в передаче коронавируса SARS-CoV-2 доминируют несколько вспышек, в то время как большинство из них самозатухают, это означает, что во избежание новой вспышки крайне важно знать и отслеживать наиболее "легковоспламеняющиеся" места/события и таким образом предотвращать возникновение суперразмножающихся ситуаций.


facebook твиттер linkedin

Источники

Коронавирус SARS-CoV-2, вероятно, спорадически присутствовал во Франции уже в декабре 2019 года.

Десланд, А., Берти, В., Танджауи-Ламботт, И., Алуи, К., Карбоннель, Е., Захар, Ж. Р., ... и Коэн, Ю. (2020). SARS-CoV-2 уже распространялся во Франции в конце декабря 2019 года. Международный журнал антимикробных агентов, 106006.

Показатель R0 для сезонного гриппа был оценен в 1,3 (диапазон от 0,9 до 2,1).

Коберн, Б. Джей, Вагнер, Б. Г. и Блоуэр, С. (2009). Моделирование эпидемий и пандемий гриппа: взгляд в будущее свиного гриппа (H1N1). БМС медицина, 7(1), 30.

Коэффициент дисперсии k для атипичной пневмонии оценивается в 0,16 (доверительный интервал 90% - 0,11-0,64).

Ллойд-Смит, Дж. О., Шрайбер, С. Дж., Копп, П. Э. и Гетц, В. М. (2005). Суперраспространение и влияние индивидуальной вариации на возникновение болезни. Природа, 438(7066), 355-359.

Коэффициент дисперсии k для MERS-CoV был оценен в 0,26.

Кухарский, A.J., и Альтхаус, C. (2015). Роль суперраспространения в передаче коронавируса ближневосточного респираторного синдрома (MERS-CoV). Евронаблюдение, 20(25), pii-21167.

Исследование кластеров в Гонконге (что соответствует 1037 людям, у которых тестирование было положительным), проведенное в мае 2020 года, показало, что 20% случаев заражения атипичной пневмонией (SARS-CoV-2) ответственны за 80% местной передачи инфекции. Социальное воздействие приводит к более вторичным случаям, чем взаимодействие в семье или на работе. Коэффициент дисперсии k оценивается в 0,45 (95% ДИ: 0,30-0,72).

Адам, Д., Ву, П., Вонг, Дж., Лау, И., Цан, Т., Кошмар, С., ... и Коулинг, Б. (2020). Кластеризация и суперраспространение потенциала тяжелой коронавирусной инфекции острого респираторного синдрома 2 (SARS-CoV-2) в Гонконге.

По оценкам британского исследования для КОВИД-19, для значений R0 около 2-3, коэффициент дисперсии k составляет около 0,1 (медиана 0,1; 95% доверительный интервал: 0,05-0,2 для R0 = 2,5): это означает, что 10% индивидуумов ответственны за 80% случаев заражения.

Эндо, А., Эбботт, С., Кухарский, А. Дж. и Фанк, С. (2020). Оценка чрезмерной дисперсии при передаче КОВИД-19 с использованием размеров вспышки за пределами Китая. Wellcome Open Research, 5(67), 67.

Швейцарское моделирующее исследование КОВИД-19 до января 2020 г. показывает R0 между 1,4 и 3,8 (медиана 2,2) и k между 0,014 и 6,95 (медиана 0,54). Эпидемические данные до января 2020 г. не позволяют получить более точную оценку k. Оценки k менее точны, чем оценки R0, потому что k - мера дисперсии, в то время как R0 - средняя величина.

Риу, Дж. и Альтхаус, К.Л. (2020). Схема ранней передачи от человека к человеку роман Вухань 2019 коронавирус (2019-nCoV), декабрь 2019 по январь 2020. Евронадзор, 25(4), 2000058.

На основе геномов коронавируса SARS-CoV-2 команда из Оксфорда подсчитала, что коронавирус достиг Великобритании и начал распространяться в пределах страны по крайней мере в 1 356 внедрениях, и что это число, вероятно, было занижено. Введение в курс дела осуществлялось в основном через путешественников из Испании (34%), Франции (29%) и Италии (14%).

Пайбус О., Эндрю Рамбо, Луи дю Плесси, Александр Э. Зарабски, Мориц У. Г. Крэмер, Джейна Рагвани, Бернардо Гутьеррес, Верити Хилл, Джон МакКрон, Рейчел Колкун, Бен Джексон, Айне О'Тул, Джордан Эшворт от имени консорциума COG-UK. (2020 г.) Предварительный анализ импорта SARS-CoV-2 и создание линий электропередачи Великобритании. Отпечаток на сайте virological.org

Пояснения по параметру kappa и важности суперраскладывания ситуаций.

Корсия-Меффре, С. (2020). COVID-19: "Единственное, что имеет значение, это где она падает" или как избежать возможной второй волны. Vidal

Данное исследование показывает, что чем выше громкость (амплитуда) голоса, тем больше количество частиц, излучаемых во время речи, в диапазоне от 1 до 50 частиц в секунду (от 0,06 до 3 частиц на см3) для низких и высоких амплитуд, независимо от того, на каком языке говорят (английском, испанском, мандаринском или арабском). Кроме того, небольшая часть людей ведет себя как "суперэмиттеры", систематически высвобождая в десять раз больше частиц, чем другие.

Asadi, S., Wexler, A. S., Cappa, C. D., Barreda, S., Bouvier, N. M., & Ristenpart, W. D. (2019). Aerosol emission and superemission during human speech increase with voice loudness. Scientific reports, 9(1), 1-10.

Статья, представленная 27 мая, в которой подводятся итоги ситуации в области суперразмножения в контексте распространения эпидемии КОВИД-19 и определяются ключевые факторы ситуации в области суперразмножения. Если эпидемия КОВИД-19 увеличивается в размерах и превышает несколько десятков случаев, то динамика передачи начинает демонстрировать устойчивый экспоненциальный рост, при этом темпы роста приближаются к темпам роста модели с распределением Пуассона, имеющей такой же показатель R0. Тогда, как только эпидемия взлетит, она будет выглядеть еще более взрывоопасной, чем когда распределение следует за распределением Пуассона. Установление и стабилизация экспоненциального роста такой эпидемии требует постоянного снабжения суперразмножающимися ситуациями. Таким образом, эти результаты свидетельствуют о том, что эпидемию можно в значительной степени контролировать, а эффективное количество реффикса значительно уменьшается, когда исключаются суперразмножающиеся ситуации, вызывающие передачу инфекции.

Альтаус, Б. М., Венгер, Е. А., Миллер, Ж. К., Скарпино, С. В., Аллард, А., Хеберт-Дюфрейн, Л. и Ху, Х. (2020). Стохастичность и неоднородность в динамике передачи SARS-CoV-2. arXiv preprint arXiv:2005.13689.

Подробнее

Смертность, смертность, избыточная смертность, R0, каппа: о чем мы говорим?

Какова ситуация с суперразмножением КОВИД-19?

Какова цель социального дистанцирования?

Почему во время вспышки КОВИД-19 не рекомендуется проводить собрания?

Каков риск пересечения VIDOC в группе, зная уровень заболеваемости?

Сколько людей вокруг меня заразны КОВИДом?