Алла Токарчук - Первый мировой карантин. Краткая история пандемии 2020 года

Кермак и Маккендрик продемонстрировали функциональность SIR-модели, показав, что она точно воссоздает динамику заболевания чумой во время вспышки 1905 года в Бомбее. На протяжении 90 лет с момента создания SIR-модель (и ее модификации) успешно применялась для описания и профилактики всевозможных заболеваний – от лихорадки денге в Латинской Америке до европейской чумы свиней в Нидерландах и норовируса (желудочного гриппа) в Бельгии 19 19 https://globalaffairs.ru/articles/matematika-zhizni-i-smerti/ .

Во время распространения пандемии COVID-19 в Китае начали разрабатывать и другие математические модели, учитывающие известные особые характеристики именно этого заболевания, такие как наличие инфекционных невыявленных случаев и различные медицинские и инфекционные условия госпитализированных людей. В частности, одна из моделей включает новый подход, который рассматривает долю выявленных случаев по сравнению с реальным общим числом инфицированных, что позволяет изучить важность этого соотношения для воздействия COVID-19. Модель также может оценить потребность койко-мест в больницах 20 20 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7190554/ Ivorra B, Ferrández MR, Vela-Pérez M, Ramos AM. Mathematical modeling of the spread of the coronavirus disease 2019 (COVID-19) taking into account the undetected infections. The case of China. Commun Nonlinear Sci Numer Simul . 2020;88:105303. doi:10.1016/j.cnsns.2020.105303 .

Исходя из известных характеристик пандемии COVID-19 мы предполагаем, что каждый человек находится в одном из следующих отсеков:

• Восприимчивый ( susceptible ): человек не инфицирован возбудителем болезни.

• Пораженный (exposed): человек находится в инкубационном периоде после заражения возбудителем болезни, у него нет видимых клинических признаков. Человек мог заразить других людей, но с меньшей вероятностью, чем люди, помещенные в инфекционные отделения. После инкубационного периода человек переходит в отсек контагиозных.

• Контагиозный ( infectious ): после инкубационного периода это первая часть инфекционного периода, где еще не ожидается, что никто не будет выявлен. У человека закончился инкубационный период, он способен заразить других людей, и у него появляются клинические признаки. По завершении данного периода люди в этом отсеке могут быть либо взяты под контроль органами здравоохранения (и мы классифицируем их как госпитализированные), либо не выявляться властями и оставаться заразными (но в другом отсеке).

• Контагиозный, но не выявленный ( infectious but undetected ): после нахождения в отсеке человек все еще может заражать других людей, у него проявляются клинические признаки, но его не выявили и о нем не сообщается властями. Предполагаем, что только люди с легкими или средними симптомами могут попасть в этот отсек, а не люди, которые умрут. После указанного периода люди из этого отсека переходят в отсек выздоровевших ( recovered ).

• Госпитализирован или помещен в карантин дома ( hospitalized or in quarantine at home ) (его выявили и власти сообщили о нем), но выздоровеет: человек находится в больнице (или на карантине дома) и все еще способен заражать других людей. По завершении этого состояния человек переходит в отсек выздоровевших ( recovered ).

• Госпитализирован, но умрет ( hospitalized that will die ): человек госпитализирован и все еще способен заразить других людей. По окончании этого состояния человек переходит в отсек скончавшихся ( dead ).

• Скончался от COVID-19 ( dead by COVID-19 ): человек не пережил болезнь.

• Выздоровел после того, как ранее его выявили в качестве контагиозного ( recovered after being previously detected as infectious ): человека ранее определили как заразного, он пережил болезнь, больше не заразен и выработал естественный иммунитет к вирусу. Когда человек переходит в этот отсек, то остается в больнице на период выздоровления, составляющий около 10 дней (в среднем).

• Выздоровел после того, как был контагиозным, но не был выявлен ( recovered after being previously infectious but undetected ): человек ранее не считался контагиозным, пережил болезнь, больше не является заразным и развил естественный иммунитет к вирусу.

Власти могут применять различные меры, чтобы контролировать распространение COVID-19:

• Изоляция: инфицированные люди изолированы от контактов с другими людьми. С ними контактируют только специалисты-медики, однако происходит заражение и этих специалистов. Изолированные пациенты получают адекватное лечение, которое снижает уровень смертности от COVID-19.

• Карантин: перемещение людей в зоне происхождения инфицированного человека ограничено и контролируется (например, пункты быстрого санитарно-карантинного контроля в аэропортах), чтобы избежать распространения болезни потенциально инфицированными людьми.

• Отслеживание: целью отслеживания является выявление потенциальных заразных контактов, которые могли заразить человека или передать COVID-19 другим людям. Увеличение количества тестов позволит добиться роста процента выявляемых инфицированных людей.

• Наращивание объема санитарных ресурсов: количество койко-мест в медучреждениях и численность медперсонала, который задействован в выявление и лечение инфицированных людей, увеличивается, что приводит к уменьшению инфекционного периода для отсека контагиозных 21 21 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7228347/ Wang Y, Wang Y, Chen Y, Qin Q. Unique epidemiological and clinical features of the emerging 2019 novel coronavirus pneumonia (COVID-19) implicate special control measures. J Med Virol . 2020;92 (6):568—576. doi:10.1002/jmv.25748 .

На сегодняшний день модели эпидемии COVID-19 обычно пока еще не учитывают экономические последствия пандемии. Что касается контроля над COVID-19, то в настоящее время идут интенсивные дебаты между двумя стратегиями «подавления» и «смягчения». Политика подавления, внедренная в Китае и некоторых других странах, включает в себя самые решительные меры для резкого сокращения передачи болезни и быстрого сдерживания эпидемии за счет ущерба экономическому развитию в период борьбы со вспышками. Политика смягчения последствий, проводимая США и многими европейскими странами, предусматривает более мягкие меры для постепенного сглаживания кривой распространения инфекции и повышения коллективного иммунитета при одновременном обеспечении определенного экономического роста.

Математические модели эпидемии хорошо подходят для учета экономического воздействия COVID-19, количественной оценки взаимодействия эпидемиологических и экономических факторов и рекомендации оптимального баланса между контролем пандемии и экономическим развитием. В этом отношении комбинированная структура эпидемиологического и экономического моделирования может оказаться особенно полезной, чтобы помочь правительствам и органам здравоохранения в разработке их стратегии и политики.

В настоящее время многие детали, касающиеся экологии, генетики, микробиологии и патологии SARS-CoV-2, остаются неизвестными, что усложняет математическое моделирование. Между тем, существует ряд аспектов, связанных с COVID-19, от политических и социальных вопросов до культурных и этических стандартов, которые сложно представить в модели.