Взять под контроль число R. Почему масштабное тестирование может уменьшить экономические потери

VoxUkraine разобрался, какие данные, модели и подходы ученые используют, чтобы сформировать доказательную политику для выхода из коронакризиса. Мы также попытались поэкспериментировать с одной из таких моделей на основе украинских данных.

Для эпидемиологов эта ситуация не является полностью новой. Используя опыт предыдущих эпидемий («испанки», Эболы, SARS, малярии), ученые построили модели, с помощью которых можно спрогнозировать динамику распространения эпидемии (SIR, SEIR, SEIS, MSEIR, MSEIRS и т.д.). Главная переменная в этих моделях — так называемое базовое репродуктивное число R — количество людей, которых может инфицировать один человек. Это число отличается у разных видов вируса и зависит от того, как часто люди контактируют друг с другом. 

Когда политики пытаются остановить распространение эпидемии, это означает, что они должны взять под контроль это репродуктивное число R. R<1 означает, что эпидемия идет на спад, а R>1 — что она, наоборот, разворачивается. Пока что недостаточно данных, чтобы точно оценить значение R для COVID-19. Согласно публикациям ВОЗ, оно может колебаться в пределах от 2 до 2,5 (у сезонного гриппа оно составляет приблизительно 1,3). Однако это только предварительные оценки. 

Меры, которые правительства принимают для сдерживания пандемии, эффективны, когда они снижают это число R. Жесткий карантин, который сейчас ввела Украина, действительно помогает существенно сократить скорость распространения вируса. Однако, как показывают имитационные модели, после снятия таких ограничений вирус может вновь начать распространяться, что станет началом следующей волны. Поэтому, чтобы минимизировать эти риски при выходе из карантина, правительство должно предложить взвешенные и осуществимые решения по контролю эпидемии.

Теоретические оценки показывают, что наиболее эффективной стратегией для существенного снижения R является тестирование и изоляция людей, которые оказываются носителями вируса. Поэтому большинство рекомендаций уже сегодня основываются именно на необходимости проведения тестов. Однако, сколько именно тестов, с какой периодичностью и в течение какого времени надо проводить в определенной стране, чтобы остановить эпидемию, — вопросы, которые пока остаются без ответов.

Ограничительные меры правительств

Чтобы остановить стремительную вспышку эпидемии, на первом этапе большинство стран уже пришло к выводу о необходимости введения жестких ограничений. Все виды таких ограничений можно разделить на 4 группы: 

1. Карантин (локдаун). Около 80 стран мира запретили своим гражданам покидать дома без крайней необходимости (пища, медицинская помощь, индивидуальные физические нагрузки и выгул животных). Работодателям советуют перевести всех, кого возможно, на дистанционную работу. Закрыты заведения, где обычно находится много людей и есть большой риск заражения — рестораны, фитнес-клубы, кинотеатры, торговые центры, парикмахерские и тому подобное. Запрещены собрания и иногда работа некритичных предприятий.
2. Ограничение передвижения. Около 120 стран мира прибегли к ограничению движения между странами и внутри страны. Это запрет на въезд тем, кто был в странах с подтвержденными случаями, дополнительные проверки здоровья на границе. А для уменьшения времени пребывания людей на улице 40 стран ввели комендантский час. Некоторые страны выделили отдельные часы для передвижения пенсионеров. Большинство стран ограничили пользование общественным транспортом.
3. Меры общественного здоровья. Почти 100 стран мира принимают меры по увеличению пропускной способности системы здравоохранения — строительство новых больниц, обучение и найм врачей, возвращение врачей с пенсии, закупки тестов, средств защиты и аппаратов искусственной вентиляции лёгких. Меры биобезопасности на предприятиях — защитные маски для работников, мониторинг температуры тела, использование антисептиков. Более 150 стран объявили о карантине (от 7 до 30 дней) для тех, кто въезжает в страну из-за рубежа или из стран с подтвержденными случаями коронавируса. Почти все страны ввели тестирование на коронавирус и планируют активно разворачивать его и в дальнейшем.
4. Социальное дистанцирование. Ограничение массовых собраний, причем в разных странах максимально разрешенное количество участников варьируется от 5 человек в Хорватии до 500 человек на улице и 100 в помещении в Австралии. Во многих странах ограничено количество людей на похоронах и свадьбах (максимум 5-15 человек) и посещение больниц и домов престарелых. Кто выиграл от карантина — так это часть заключенных. В Бахрейне помиловали 901 человека, в Эфиопии — 4 тысячи. В Италии заключенным разрешили оставаться дома с электронными браслетами до июня 2020.

Многие страны закрыли на карантин учебные заведения — перевели их на преподавание онлайн. В Болгарии школы работают как обычно, но дезинфицируют помещения и не допускают к обучению детей и учителей с симптомами простуды. В Латвии закрывают только те школы, где зафиксированы случаи коронавируса. Детские сады в некоторых странах работают (Болгария, Исландия, Эстония — по решению местных властей, Финляндия — для родителей на критических работах). Также только онлайн работают многие некритические государственные сервисы.

Даже если такие меры сработают и скорость распространения вируса удастся замедлить, такое положение не может длиться долго — ведь у карантина есть много тяжелых «побочных эффектов», и не только для экономики. Так, около 10 стран мира, среди которых Австралия, Австрия, Китай, Япония, Италия, Германия и Литва, создали горячие линии для поддержки тех, кто нуждается в психологической помощи, поскольку уже столкнулись с ростом количества обращений за ней.

Если в ближайшее время ученые не придумают безопасную вакцину, следующим шагом правительства должна стать политика, которая поможет людям жить в мире, где существует коронавирус. Сейчас ожидается, что вакцину удастся создать за 12-18 месяцев. Это означает, что правительствам уже сейчас нужно приложить усилия, чтобы сформировать новые правила и стимулы, которые позволят обществу постоянно контролировать распространение вируса.

Каковы альтернативы?

Предварительные оценки Пола Ромера показывают, что достичь снижения скорости распространения вируса и удержания этого параметра ниже порогового уровня (т.е. R<1), можно, например, если случайно отбирать для тестирования ежедневно 7% населения и изолировать на 14 дней тех, кто оказался больным (при этом остальное население будет работать как обычно). То есть, в среднем каждый человек будет делать тесты каждые 2 недели. Такая стратегия может быть эффективной даже если тесты не являются достаточно точными и предположительно дают 20% ложноотрицательных результатов и 1% ложноположительных. Такая стратегия может быть более эффективной, если отбирать людей для тестирования не случайно, а среди профессий с наибольшим риском заражения, отслеживать контакты и прочее. Однако важно большое количество тестов и стимулы для изоляции больных на 14 дней. 

Такая стратегия нуждается в значительных инвестициях. Однако при сравнении этих расходов с экономическими потерями от карантина, которые ранее оценил Оливье Бланшар, они могут оказаться несущественными (так, для США расходы на тесты достигнут 200 млрд долларов, то есть менее 1% ВВП, в то время как пакет стимулирования экономики в результате кризиса сегодня составляет 2 трлн долларов — почти 10% ВВП, а потери для экономики оцениваются в 8-15% ВВП). Также важно, чтобы политика правительства предусмотрела стимулы для участия в таком тестировании. 

Сейчас тестирование в большинстве стран осуществляется по показаниям: у человека есть симптомы коронавируса, подтвержденный контакт с больным или он был в стране с активной эпидемией. Но уже появляются страны, которые начали более масштабное тестирование. Исландия предложила протестировать всех граждан, а в Южной Африке 10 тысяч тестировщиков ходят по домам и проводят тестирование граждан. В Туркменистане все иностранные туристы и работники государственных органов обязаны пройти тестирование.

В правительстве Украины все соглашаются с необходимостью проведения тестирований. Однако вопрос, каким должно быть их количество и как должен осуществляться мониторинг, чтобы выход из карантина не стал причиной второй волны эпидемии, пока остается без ответа. Прежде всего из-за отсутствия достоверных данных о распространении вируса.

На данный момент отсутствие данных — это проблема не только Украины. Большинство стран пока не знают количество людей, которые болеют или болели COVID-19, умирают от этой болезни, либо болели бессимптомно. Уже есть данные отдельных стран, которые начали масштабные тестирования (график 1) и проверили наличие вируса у 1-2% населения. Украина пока только планирует разворачивать такую ​​активность. По состоянию на середину апреля в Украине было протестировано 0,08% населения.

Почему нужны тесты?

Результаты тестирований, если они достоверны, могут свидетельствовать о действенности политики правительства в условиях конкретной страны. Страны постепенно накапливают такие данные (график 2). Однако расхождение в результатах является существенным, так как на практике страны применяют различные методы тестирования. В среднем на каждые 100 проведенных тестов в Украине обнаруживают до 10 больных. Это соответствует средним показателям стран, сделавших не менее 5000 тестов и обнародовавших эти данные (89 стран). Однако многие страны имеют другой опыт. Например, во Франции из 100 человек, которые сделали тесты, 47 оказались больны, в Испании и Бразилии — 40 и 33 человека соответственно. Такие показатели, скорее всего, связаны с тем, что в этих странах в первую очередь тестируют людей, которые с большей вероятностью могут быть больными. В то же время в Южной Корее, Латвии и Литве вирус обнаруживают только у 2 человек из 100 протестированных. 

Существенный разброс имеют показатели смертности. Например, в Италии, Великобритании, Бельгии, Франции, Нидерландах и Испании 10-13% человек, у которых зафиксирован коронавирус, умерли. В выборке стран, которые уже сделали 5 тысяч или более тестов, этот показатель в среднем равен 3,5%, в Украине — 3%. Причин такого разброса очень много — различные подходы к тестированию, перегрузка медицинской системы, проведение массовых мероприятий в начале развертывания эпидемии, средний возраст населения, миграция и туризм и др.

Чего ожидать Украине?

Хотя украинские данные трудно считать достоверными, мы попытались сделать ориентировочные оценки динамики распространения вируса. Мы предполагаем, что статистика проведенных тестов действительно отражает количество больных коронавирусом. Сейчас это предположение не является реалистичным, потому что страна фактически начала тестирования в начале марта и проводила очень ограниченное количество тестов. По оценкам Лондонской школы гигиены и тропической медицины, существует значительная неопределенность относительно того, какую часть случаев инфицирования на самом деле отражают официальные данные. Отсутствие достоверных данных — не уникальная проблема Украины: многие страны сегодня знают лишь о части случаев. Если предположить уровень летальности 1-1,5%, то скорее всего, в марте в Украине были отражены лишь 10% случаев от тех, которые имели место на самом деле. Поэтому мы не советуем использовать полученные цифры как единственный фактор принятия решений, пока правительство не обеспечило качественные процедуры сбора данных и алгоритмы тестирования.

Для расчетов мы воспользовались стандартной SIR моделью и адаптировали R код, который разработал Antoine Soetewey для анализа распространения вируса в Бельгии, к украинским данным (график 3). 

Модель показала, что по состоянию на первую декаду апреля скорость распространения вируса все ещё не под контролем, поскольку от одного больного инфицируются 1.24 людей (R = 1.24). С начала апреля этот показатель снизился (с 1.57 до 1.24). Это может быть связано как с действием карантинных ограничений и замедлением скорости распространения вируса (график 4), так и с несовершенными алгоритмами тестирования, когда тесты не охватывают много случаев. При изменении алгоритма тестирования и более широком охвате населения тестами этот показатель может номинально увеличиться.

Если доверять статистике, пик заболеваемости следовало бы ожидать в середине мая — на тот момент в стране будет заражено более 2.1% населения (infected, 822 тыс), из которых 49.3 тыс. (6% от инфицированных) будут нуждаться в интенсивном лечении

Сейчас правительство заявило о планах по увеличению количества тестирований и об изменении алгоритма тестирования. Если ранее тестировали людей с симптомами коронавируса, вернувшихся из-за границы или имевших контакты с такими людьми, то новый алгоритм будет дополнительно предусматривать тестирование всех пациентов с пневмонией и тех, кто умер от неё. 

Сейчас Украина может проводить 30 тысяч тестирований в неделю, а в будущем сможет делать 80 тысяч. Это около 0,4% населения каждые 2 недели. Но фактически сейчас украинские лаборатории делают только от 2,5 до 3 тысяч тестирований в сутки. Главный санитарный врач страны Виктор Ляшко отмечает, что у нас тестируют «всех, кого нужно тестировать», и такое количество связано не с нехваткой материалов, а с малым количеством подозрений на COVID-19. Остается вопрос, окажется ли такая стратегия жизнеспособной и позволит ли она сдерживать скорость распространения эпидемии (удерживать R<1) после выхода из карантина. 

Чтобы оценивать, действительно ли выбранная стратегия сдерживания распространения COVID-19 решает проблему и при необходимости правильно корректировать ее, нужно собирать качественные данные и проводить масштабные тестирования. В частности, нужно тестировать людей, которые

• имеют медицинские показания к тестированию и какие-либо симптомы коронавирусной инфекции,
• были идентифицированы в результате отслеживания контактов больных, 
• по роду своей деятельности контактируют с большим количеством людей. 

Также целесообразно выбрать небольшие пилотные районы для проведения выборочных тестирований, чтобы оценить количество инфицированных людей, которые не испытывают симптомов.