Beta

Активніше тестувати на вірус, щоб запустити економіку

17 Квітня 2020
FacebookTwitterTelegram
72

Карантин для всіх – виправданий захід в умовах необхідності діяти наосліп, але його економічні наслідки катастрофічні: його можна порівняти із забиванням цвяха кулаком. Аналіз досвіду країн, близьких до подолання епідемії, вказує на необхідність отримання максимально повної інформації про справжню кількість хворих, щоб впроваджувати обмежувальні заходи більш цілеспрямовано. Це може дозволити послабити обмеження, введені для всіх, та поступово запустити економіку. 

За числом перевірок на COVID-2019 у розрахунку на мільйон осіб Україна станом на 8 квітня займала останнє місце серед країн Європи. За даними сайту worldometers.info, на 16 квітня в Україні було здійснено лише близько 40 тис. перевірок, у той час як у сусідній Росії таких перевірок було близько 1,6 млн. Це означає, що інформація про кількість хворих та меншою мірою померлих, яка надається профільним міністерством, може не відображати справжнього  масштабу епідемії з огляду на вимушену вузькість кола осіб, які у відповідності до протоколу мають доступ до перевірки на вірус. Але що тоді вона відображає? Можливо, вона показує 10-50% всіх нових випадків зараження, і якщо умовою для перевірки є лише «контактування з інфікованою особою», з часом відносне число реєстрацій нових випадків буде знижуватись, бо буде дедалі більше осіб, які інфікувались через тих, хто не потрапили під перевірку.

За малої кількості тестувань вище державне керівництво не має коректної інформації про епідемічний стан у країні, що перетворює боротьбу з епідемією на неможливу задачу. Воно не може оцінити ефективність тих чи інших рішень. 

Але є також інша ключова причина необхідності інтенсивного тестування.  У ВООЗ вказують на необхідність запровадження негайної та суворої самоізоляції для всіх інфікованих. Саме завдяки поєднанню карантину та тестування в Китаї було зупинено поширення епідемії.

За більш детальним вивченням кількісних аспектів поширення епідемії звернімося до моделі SIR, що широко використовується при дослідженні епідеміологічних процесів. Гарна наочна демонстрація цієї моделі наведена у цьому відео. У відповідності до цієї моделі, все населення ділиться на 3 категорії: susceptible (S) – здорові люди, які можуть захворіти на хворобу (у цю категорію спочатку потрапляє майже все населення), infected (I) – інфіковані люди, які інфікують здорових людей, та recovered (R) – ті, хто одужали (або померли) та не можуть когось інфікувати чи стати інфікованими. Визначальним для поведінки числа інфікованих у цій моделі є базове репродуктивне число R0, про яке піде мова нижче. 

Базове репродуктивне число

В епідеміології швидкість поширення епідемії пов’язують із базовим репродуктивним числом R0. Воно показує середню кількість вторинних заражень від однієї інфікованої особи за період її хвороби. Ця величина визначається рівнем заразності захворювання та інтенсивністю соціальної взаємодії серед населення, де воно поширюється. Якщо R0>1, то матиме місце швидке зростання числа хворих, за якого захворіє значна частина всього населення (при R0=2 таких буде вже близько 80%). Випадок  R0<1 означає затухання епідемічного процессу. Для вірусу SARS-CoV-2 цей показник, за оцінками різних авторів (див. огляд Liu, Gale, 2020), приблизно дорівнює 3, і можна очікувати, що він вищий для великих населених пунктів.

Якщо впроваджуються якісь заходи зі стримування хвороби, то говорять про ефективне репродуктивне число R, і задачею урядів країн світу є зменшення цього числа до значень менших за 1, чого можна досягти за допомогою таких методів або їхніх комбінацій:

  1. загальне соціальне дистанціювання: для подолання епідемії достатньо зменшити інтенсивність «соціальної взаємодії» в середньому більш ніж утричі;
  2. щеплення: для подолання епідемії достатньо вакцинувати понад 2/3 від всього населення, і тоді вразливим до інфекції буде щонайбільше кожен третій, що урівноважує середню кількість заражень 3 від однієї інфікованої особи у випадку повністю вразливого населення (ефект «групового імунітету»);
  3. повна та негайна ізоляція принаймні 2/3 всіх інфікованих осіб: у цій ситуації кожна інфікована особа заражає трьох інших, але принаймні дві з них одразу опиняються у строгому карантині. 

Перший з цих методів виглядає безальтернативним в умовах відсутності вакцини та суттєвої неповноти інформації, отриманої через тестування, але він надзвичайно витратний для економіки. Допоки немає вакцини, єдиною осяжною альтернативою є третій підхід, для реалізації якого потрібно довести число нових зареєстрованих хворих принаймні до 2/3 від загальної кількості нових хворих, з подальшим переміщенням усіх у строгий карантин. Ця задача ускладнюється тим, що, як показує досвід загальнодержавного вибіркового обстеження в Ісландії, безсимптомними на момент обстеження можуть бути близько 50% усіх нових підтверджених інфікованих.

Рішуче розширення тестування як єдина альтернатива карантину

Щоб осягнути глибину проблеми, недостатньо тестувати лише тих, хто контактував із хворим, та тих, хто прибув із-за кордону. Перелік осіб, що підлягають тестуванню, має бути суттєво розширеним за рахунок:

  1. заохочення до тестування осіб зі схожими симптомами; 
  2. тестування всіх охочих, як це зроблено у Південній Кореї;
  3. тестування осіб, які у зв’язку з родом діяльності вимушені під час карантину взаємодіяти з великим числом людей (лікарі, продавці тощо);
  4. тестування інших груп та кластерів населення, ймовірність знайти інфікованих у яких вище, ніж загалом по країні.

Зокрема, задля розширення доступності тестування у Південній Кореї налагодили мобільні лабораторії, кількість яких нарощується. З їх допомогою тест може пройти кожний охочий не залишаючи власного авто. І дійсно, хоча локдаун у Південній Кореї не введено та не зупинено громадський транспорт, загальна кількість зареєстрованих хворих у цій країні демонструє стійку низхідну динаміку.  

За даними сайту worldometers.info, країни, що переломили хід поширення епідемії, активно тестували населення. Глибину проникнення тестування можна оцінювати за двома критеріями: кількістю тестів на душу населення (див. граф. 1) та часткою позитивних тестів (див. граф. 2). Низьке значення цієї частки, як правило, означає більшу глибину проникнення. Причому деякі країни, такі як Південна Корея та Ісландія, досягли стійкого зниження кількості хворих без запровадження локдауну. 

У той час як представлена на графіках 1 та 2 відносна зміна числа нових інфікованих за два розглянуті тижні показує короткострокові тенденції  у чисельності нових хворих, відносний приріст за тиждень 9-15 квітня всього числа інфікованих говорить про довгострокову динаміку. Рівень 15% приблизно відповідає ситуації, коли пік захворюваності, в цілому, залишається позаду.  Країни, в яких за тиждень 9-15 квітня число всіх зафіксованих випадків інфікування зросло менше, ніж на 15%, позначені зеленими маркерами. У цих країнах зменшення тижневого числа нових випадків захворювання спостерігається, як правило, вже відносно довго. 

Графік 1. Відношення числа тестувань до чисельності всього населення та відносна зміна кількості нових інфікованих на covid-2019 за тиждень 9-15 квітня, порівняно з тижнем 2-8 квітня для країн світу за даними сайту worldometers.info. До розгляду взято країни із загальною кількістю випадків 1000 або більше. Табличні дані наведені у додатку 1.  

Графік 2. Частка позитивних результатів тестів та відносна зміна кількості нових інфікованих на covid-2019 за тиждень 9-15 квітня, порівняно з тижнем 2-8 квітня, для країн світу за даними сайту worldometers.info. До розгляду взято країни із загальною кількістю випадків 1000 або більше. Табличні дані наведені у додатку 1.  

Покриття тестуванням майже всіх нових інфікованих та впровадження жорсткого карантину до підтверджених випадків є комплексною задачею не лише для медичної системи України, але і для всього суспільства, що має піти назустріч таким заходам. Як відомо, в Україні загалом не прийнято звертатись до лікаря з симптомами застуди, проте це могло б підвищити покриття тестуванням. 

Іншим перспективним у критичній ситуації, але суперечливим з точки зору прав людини, підходом є відслідковування переміщень всього населення та попередження про випадки близького контакту з інфікованими. Отримана при цьому інформація може бути цінною при визначенні кола осіб, що підлягають перевірці на вірус, і може допомогти суттєво підвищити рівень покриття тестуванням нових випадків інфікування. Така можливість надає певну перевагу авторитарним режимам у боротьбі з епідемією. Впровадження такого підходу в Україні вимагає публічної дискусії. 

На кону – економіка

Отже, задача за допомогою арсеналу наявних засобів подолати базисне репродуктивне число для цього вірусу  R0=3.

Умовно можна міркувати ось таким чином. В ідеальній для вірусу ситуації один інфікований інфікує трьох людей. Та якщо інтенсивність соціальної взаємодії була зменшена вдвічі, це вже буде півтори людини. Якщо половина з нових інфікованих виявлена та переміщена у карантин, це вже буде в середньому 3/4 людини. А якщо кожна людина завдяки новим гігієнічним звичкам та захисним засобам зменшить ймовірність свого зараження вдвічі, це вже буде 3/8 людини, і за таких умов епідемія швидко піде на спад. 

Будь-який захід є більш економічно виправданим, ніж зупинка економіки. Мова перш за все про швидкий та легкий доступ до захисних засобів та тестів на вірус, які мають бути у достатку та, в ідеалі, безкоштовними для людей.  Наприклад, якщо взяти за основу пропозицію від Інституту молекулярної біології та генетики, то вартість кожного ПЛР-тесту вітчизняного виробництва може становити близько 250 гривень. Отже, витративши 1 млрд. грн., можна перевірити 10% населення, як в Ісландії (у Південній Кореї цей показник менше та становить близько 1%). Ця сума виглядає досить скромно на тлі економічних втрат від карантину, які можуть скласти близько 50 млрд грн лише безпосередньо за кожен додатковий місяць карантину, не враховуючи довгострокових наслідків. За прогнозом Уряду від 30 березня, падіння реального ВВП України у 2020 році становитиме 3,9%, тоді як у більш свіжому прогнозі МВФ, оприлюдненому через півмісяця, падіння очікується у обсязі 7,7%. Це на 10,7 відсоткових пунктів (майже 0,5 трлн. грн.) гірше за опублікований півроку тому попередній прогноз від цієї організації. Продовження карантину на більші строки, ніж у розглянутих прогнозних сценаріях уряду та МВФ, означатиме необхідність їх подальшого перегляду у гірший бік.

Масове тестування та ізоляція хворих дозволять карантинні послаблення для всіх інших громадян. Мова, зокрема, про можливість відновлення роботи громадського транспорту та торгівлі з дотриманням санітарних норм. Це дозволило б великій кількості людей почати працювати. 

Зняття карантину та можливість повторного спалаху епідемії

Стійка низхідна динаміка кількості нових інфікованих може надати підстави для пом’якшення локдауну, адже ключові галузі економіки мають бути запущені якнайшвидше, хай і з певними обмеженнями. З часом кількість нових випадків COVID-19 може стати нульовою протягом досить довгого періоду, що дозволить зняти усі введені обмеження. Що робити при повторному спалаху інфекції? 

Перш ніж повертатись до карантину, ВООЗ рекомендує провести ретельні епідеміологічні розслідування та тестування тих, хто міг контактувати з хворими. Це буде «першою лінією оборони». Для стримування ситуації достатньо виявляти не менше 2/3 від усіх нових хворих (якщо R0=3), на що і мають бути витрачені значні ресурси: коли інфікованих мало і всі вони прив’язані до якогось конкретного інфікованого (одного чи декількох), задача пошуку нових інфікованих суттєво спрощується. 

«Другою лінією оборони», якщо кількість хворих піде на сотні, може стати масове тестування з головним прицілом на особливі кластери та групи з суворим карантином для хворих, якщо ефективність цього підходу для України буде підтверджена на попередньому досвіді. Система охорони здоров’я в Україні має бути достатньо ефективною, щоб гасити спалахи епідемії власними силами. У протилежному випадку за зупинку епідемій Україна буде змушена розплачуватись локдаунами. 

Додаток 1. Табличні дані для граф. 1 та 2. 

Країна Частка числа тестів стосовно кількості всього населення Частка позитивних тестів Відносна зміна загального числа інфікованих протягом тижня 9-15 квітня Зміна кількості нових інфікованих за 2 послідовних тижні
Ісландія 10,96% 4,6% 6,9% -72,0%
Гонконг 1,55% 0,9% 5,8% -71,3%
Нова Зеландія 1,45% 2,0% 14,5% -64,9%
Австралія 1,49% 1,7% 6,5% -60,7%
П. Корея 1,05% 2,0% 2,0% -58,4%
Ірак 0,11% 3,1% 17,7% -55,1%
Таїланд 0,14% 2,7% 11,6% -54,2%
Люксембург 4,91% 11,0% 11,2% -52,6%
Естонія 2,72% 4,0% 18,1% -47,0%
Литва 1,78% 2,3% 19,6% -45,9%
Швейцарія 2,30% 13,2% 13,1% -44,6%
Данія 1,42% 8,4% 23,7% -44,3%
Чехія 1,36% 4,3% 18,6% -42,6%
Німеччина 2,06% 7,8% 18,9% -39,2%
Франція 0,51% 44,3% 30,9% -37,6%
Словенія 1,79% 3,4% 14,4% -37,2%
Австрія 1,74% 9,2% 10,9% -36,9%
Алжир 0,01% 64,3% 37,4% -36,4%
Норвегія 2,40% 5,2% 12,5% -35,2%
Греція 0,49% 4,3% 16,3% -34,3%
Іран 0,36% 25,5% 18,3% -30,5%
Фінляндія 0,88% 6,9% 30,2% -28,0%
Іспанія 1,39% 27,8% 21,9% -26,4%
Вірменія 0,33% 12,0% 26,1% -25,8%
Малайзія 0,27% 5,8% 23,1% -21,3%
Боснія і Герцеговина 0,41% 8,3% 38,1% -11,3%
Канада 1,24% 6,1% 46,0% -11,2%
Італія 1,85% 14,8% 18,5% -10,8%
Польща 0,41% 5,0% 45,7% -10,3%
Азербайджан 0,74% 1,7% 52,4% -6,9%
Ізраїль 2,16% 6,7% 32,9% -6,5%
США 0,98% 19,8% 47,9% -4,7%
Пакистан 0,04% 8,2% 49,7% -1,2%
Панама 0,39% 22,3% 48,4% 1,0%
Швеція 0,74% 16,0% 41,7% 1,0%
Португалія 2,04% 8,7% 37,7% 1,2%
Філіппіни 0,04% 11,7% 40,9% 1,5%
Хорватія 0,47% 9,0% 29,6% 4,7%
Колумбія 0,10% 6,4% 51,2% 6,3%
Румунія 0,39% 9,6% 51,6% 6,7%
Бельгія 1,11% 27,2% 43,5% 7,7%
Чилі 0,48% 9,0% 49,2% 8,4%
Катар 1,89% 6,8% 67,9% 9,2%
Нідерланди 0,82% 20,0% 37,0% 9,6%
Молдова 0,16% 32,7% 74,5% 16,5%
Аргентина 0,05% 10,5% 43,2% 17,2%
Марокко 0,03% 19,7% 58,7% 20,6%
Великобританія 0,59% 24,7% 62,1% 20,7%
Єгипет 0,02% 10,0% 60,6% 21,0%
Бразилія 0,03% 45,9% 76,7% 33,5%
Сербія 0,30% 18,5% 82,8% 37,4%
Туреччина 0,57% 14,5% 81,5% 38,2%
ПАР 0,15% 2,8% 35,8% 42,2%
ОАЕ 7,76% 0,7% 101,8% 46,7%
Казахстан 0,46% 1,6% 78,1% 63,7%
Індія 0,02% 4,5% 109,1% 64,7%
Мексика 0,03% 14,6% 93,9% 66,5%
Японія 0,07% 9,2% 84,8% 73,4%
Україна 0,10% 9,7% 101,9% 81,0%
Домініканська республіка 0,09% 39,0% 71,2% 81,7%
Індонезія 0,01% 15,3% 79,8% 84,5%
Угорщина 0,40% 4,3% 76,4% 84,9%
Еквадор 0,15% 30,1% 76,6% 101,4%
Узбекистан 0,21% 1,9% 138,9% 108,0%
Білорусь 0,81% 4,9% 182,9% 129,2%
Перу 0,33% 10,5% 164,3% 136,3%
Саудівська Аравія 0,43% 3,9% 99,9% 141,7%
Ірландія 1,84% 13,8% 106,6% 146,4%
Росія 1,11% 1,7% 175,8% 170,5%
Сингапур 1,24% 5,1% 127,9% 233,2%
Бахрейн 4,31% 2,3% 103,0% 233,9%
Бангладеш 0,01% 10,6% 464,7% 517,7%
Автори
  • Ігор Іванов, кандидат фізико-математичних наук, молодший науковий співробітник Інституту механіки НАН України