Взяти під контроль число R. Чому масштабне тестування може зменшити економічні втрати від карантину

Пандемія Covid-19 вносить корективи у життя країн. Щоб стримати поширення вірусу, держави запроваджують карантини, обмеження перетину кордонів, забороняють діяльність певних підприємств. Ці заходи все більше поглиблюють економічну кризу. Важливе питання для урядів – як швидко адаптувати суспільні норми до нової реальності? Якщо після зняття карантину вірус знову буде швидко поширюватися, як це відбувається останніми днями у Китаї, довіра до уряду буде руйнуватися та разом із поглибленням економічної кризи може виникнути політична. 

VoxUkraine розібрався, які дані, моделі та підходи науковці використовують, щоб сформувати доказову політику для виходу з коронакризи. Ми також спробували поекспериментувати з однією із таких моделей на основі українських даних.

Для епідеміологів ця ситуація не є цілком новою. За підсумками досвіду попередніх епідемій (Spanish flu, Ebola, SARS, Malaria), науковці побудували моделі, за допомогою яких можна спрогнозувати динаміку поширення епідемії (SIR, SEIR, SEIS, MSEIR, MSEIRS тощо). Головна змінна в цих моделях – так зване базове репродуктивне число R – кількість людей, яких може інфікувати одна людина. Це число відрізняється для різних видів вірусу та залежить від того, як часто люди контактують один з одним. 

Коли політики намагаються зупинити поширення епідемії, це означає, що вони повинні взяти під контроль це репродуктивне число R. R < 1 означає, що епідемія йде на спад, а R>1 – що вона, навпаки, розгортається. Поки що недостатньо даних, щоб точно оцінити значення R для COVID-19. Згідно з публікаціями ВООЗ, воно може коливатися в межах від 2 до 2.5 (у сезонного грипу воно є близьким до 1.3). Проте це лише попередні оцінки. 

Заходи, які уряди вживають для стримування пандемії, є ефективними, коли вони знижують це число R. Жорсткий карантин, який зараз запровадила Україна, дійсно допомагає суттєво скоротити швидкість поширення вірусу. Проте, як показують імітаційні моделі, після зняття таких обмежень вірус може знов почати поширюватися, що стане початком наступної хвилі. Тому, щоб мінімізувати ці ризики при виході із карантину, уряд повинен запропонувати виважені й здійсненні рішення з контролю епідемії. 

Теоретичні оцінки показують, що найбільш ефективною стратегією для суттєвого зниження R є тестування та ізоляція людей, які виявляються носіями вірусу. Тому більшість рекомендацій вже сьогодні ґрунтуються саме на необхідності проведення тестів. Проте, скільки саме тестів, з якою періодичністю та протягом якого часу треба проводити в певній країні, щоб зупинити епідемію, – питання, які наразі залишаються без відповідей.

Обмежувальні заходи урядів

Щоб зупинити стрімкий спалах епідемії, на першому етапі більшість країн вже дійшла до висновку про необхідність запровадження жорстких обмежень. Всі види таких обмежень можна розділити на 4 групи: 

1. Карантин (локдаун). Близько 80 країн світу заборонили своїм громадянам залишати домівки без нагальної потреби (їжа, медична допомога, індивідуальні фізичні навантаження та вигул тварин). Роботодавцям радять перевести всіх, кого можливо, на дистанційну роботу. Закриті заклади, де зазвичай знаходиться багато людей і є великий ризик зараження – ресторани, фітнес-клуби, кінотеатри, торговельні центри, перукарні тощо. Заборонені зібрання та інколи робота некритичних підприємств. 
2. Обмеження пересування. Близько 120 країн світу вдалися до обмеження руху між країнами та всередині країни. Це заборона в’їзду тим, хто був у країнах з підтвердженими випадками, додаткові перевірки здоров’я на кордоні. А для зменшення часу перебування людей на вулиці 40 країн запровадили комендантські години. Деякі країни виділили окремі години для пересування пенсіонерів. Більшість країн обмежила користування громадським транспортом.
3. Заходи громадського здоров’я. Майже 100 країн світу вживає заходи зі збільшення пропускної спроможності системи охорони здоров’я – будівництво нових лікарень, навчання та найм лікарів, повернення лікарів з пенсії, закупівлі тестів,  засобів захисту та апаратів штучного дихання. Заходи біобезпеки на підприємствах – захисні маски для працівників, моніторинг температури тіла, використання антисептиків. Понад 150 країн оголосили про карантин (від 7 до 30 днів) для тих, хто в’їжджає до країни з-за кордону або з країн з підтвердженими випадками коронавірусу. Майже всі країни запровадили тестування на коронавірус та планують активно розгортати його й надалі.
4. Соціальне дистанціювання. Обмеження масових зібрань, причому в різних країнах максимальна дозволена кількість учасників варіюється від 5 людей у Хорватії до 500 людей на вулиці і 100 у приміщенні в Австралії. У багатьох країнах обмежена кількість людей на похоронах та весіллях (максимум 5-15 осіб) та відвідування лікарень і будинків людей похилого віку. Хто виграв від карантину – так це частина ув’язнених. У Бахрейні помилували 901 людей, в Ефіопії – 4 тисячі. В Італії ув’язненим дозволили залишатися вдома з електронними браслетами до червня 2020.

Багато країн закрили на карантин навчальні заклади, багато з них перейшли на навчання онлайн. В Болгарії школи працюють як зазвичай, але дезінфікують приміщення та не допускають до навчання дітей і вчителів із симптомами застуди. В Латвії закривають лише ті школи, де зафіксовані випадки коронавірусу. Дитячі садки в деяких країнах працюють (Болгарія, Ісландія, Естонія – за рішенням місцевої влади, Фінляндія – для батьків на критичних роботах). Також тільки онлайн працюють багато некритичних державних сервісів. 

Навіть якщо такі заходи спрацюють та швидкість поширення вірусу вдастся сповільнити, такий стан не може тривати довго – адже карантин має багато тяжких “побічних наслідків”, і не лише для економіки. Так, близько 10 країн світу, серед яких Австралія, Австрія, Китай, Японія, Італія, Німеччина та Литва, створили гарячі лінії для підтримки тих, хто потребує психологічної допомоги, бо вже зіштовхнулися зі зростанням кількості звернень по неї.

Якщо найближчим часом науковці не придумають безпечну вакцину, наступним кроком уряду повинна стати політика, яка допоможе людям жити у світі, де існує коронавірус. Наразі очікується, що вакцину вдасться створити за 12-18 місяців. Це означає, що урядам уже зараз потрібно докласти зусиль, щоб сформувати нові правила та стимули, які дозволять суспільству постійно контролювати поширення вірусу. 

Які альтернативи?

Попередні оцінки Пола Ромера, показують, що досягти зниження швидкості поширення вірусу та утримання цього параметра нижче порогового рівня (тобто R<1), можна, наприклад, якщо випадково відбирати для тестування щоденно 7% населення та ізолювати на 14 днів тих, хто виявився хворим (при цьому решта населення працюватимуть як зазвичай). Тобто в середньому кожна людина буде робити тести кожні 2 тижні. Така стратегія може бути ефективною навіть якщо тести не є достатньо точними та за припущенням дають 20% хибно негативних результатів та 1% хибно позитивних. Така стратегія може бути більш ефективною, якщо відбирати людей для тестування не випадково, а серед професій із найбільшим ризиком зараження, відслідковувати контакти тощо. Проте важливою є велика кількість тестів і стимули для ізоляції хворих на 14 днів. 

Така стратегія потребує значних інвестицій. Проте при порівнянні цих видатків з економічними втратами від карантину, які попередньо оцінив оцінив Олів’є Бланшар, вони можуть виявитися несуттєвими (так, для США видатки на тести досягнуть 200 млрд дол, тобто менше 1% ВВП, тоді як пакет стимулювання для економіки внаслідок кризи на сьогодні становить 2 трлн дол – майже 10% ВВП, а втрати для економіки оцінюються у 8-15% ВВП). Також, важливо, щоб політика уряду передбачила стимули для участі у такому тестуванні. 

Зараз тестування в більшості країн здійснюється за показами: людина має симптоми коронавірусу, підтверджений контакт із хворим чи була у країні з активною епідемією. Але вже з’являються країни, які почали більш масштабне тестування. Ісландія запропонувала протестуватися всім громадянам, а в Південній Африці 10 тисяч  тестувальників ходять по домівках та проводять тестування громадян. У Туркменістані всі іноземні туристи та працівники державних органів зобов’язані пройти тестування. 

В уряді України всі погоджуються з необхідністю проведення тестувань. Проте питання, якою повинна бути їхня кількість та як повинен здійснюватися моніторинг, щоб вихід із карантину не став причиною другої хвилі епідемії, поки залишається без відповіді.  Перш за все через відсутність надійних даних про поширення вірусу. 

Наразі відсутність даних – це проблема не лише України. Більшість країн поки не знають кількість людей, які хворіють або хворіли на COVID-19, помирають від цієї хвороби, або хворіли та не відчували симптомів. Вже є дані окремих країн, які почали масштабні тестування (графік 1) та перевірили наявність вірусу в 1%-2% населення. Україна поки лише планує розгортати таку активність. Станом на середину квітня в Україні було протестовано 0.08% населення.

Чому потрібні тести?

Результати тестувань, якщо вони достовірні, можуть свідчити про дієвість політики уряду в умовах конкретної країни. Країни поступово накопичують такі дані (графік 2). Проте розбіг у результатах є суттєвим, тому що на практиці країни застосовують різні алгоритми тестування. В середньому, на кожні 100 проведених тестів в Україні виявляють до 10 хворих. Це відповідає середнім показникам країн, які зробили щонайменше 5000 тестів та оприлюднили ці дані (89 країн). Проте багато країн має інший досвід. Наприклад, у Франції зі 100 людей, які зробили тести, 47 виявилися хворими, у Іспанії та БразиліЇ – 40 та 33 людини відповідно. Такі показники, скоріш за все, пов’язані з тим, що в цих країнах першочергово тестують людей, які з більшою ймовірністю можуть бути хворими. Натомість у Південній Кореї, Латвії та Литві вірус виявляють лише у 2 людей зі 100 протестованих. 

Суттєвий розкид мають показники смертності. Наприклад, в Італії, Великобританії, Бельгії, Франції, Нідерландах та Іспанії 10-13% людей, у яких зафіксований коронавірус, померли. У вибірці країн, які вже зробили 5 тисяч або більше тестів, цей показник в середньому дорівнює 3.5%, в  Україні – 3%. Причин такого розкиду дуже багато – різні підходи до тестування, перезавантаження медичної системи, проведення масових заходів на початку розгортання епідемії, середній вік населення, міграція та туризм та ін. 

Чого очікувати Україні?

Хоча українські дані важко вважати надійними, ми спробували зробити орієнтовні оцінки динаміки поширення вірусу. Ми припускаємо, що статистика проведених тестів дійсно відображає кількість хворих на коронавірус. Наразі це припущення не є реалістичним, тому що країна фактично почала тестування на початку березня та проводила дуже обмежену кількість тестів. За оцінками Лондонської школи гігієни та тропічної медицини, існує суттєва невизначеність щодо частки випадків інфікування, яку дійсно покривають офіційні дані. Відсутність надійних даних не є унікальною проблемою для України – багато країн сьогодні знають лише про частину випадків. Якщо припустити рівень летальності 1-1.5%, то скоріш за все, у березні в Україні були відображені лише 10% випадків, які були насправді. Через це ми не радимо використовувати отримані цифри як єдиний чинник ухвалення рішень доки уряд не забезпечив якісні процедури збору даних та алгоритми тестування.

Для розрахунків ми скористалися стандартною SIR моделлю та адаптували R код, який розробив Antoine Soetewey для аналізу поширення вірусу в Бельгії, до українських даних (графік 3). 

Модель показала, що станом на першу декаду квітня швидкість поширення вірусу все ще не є під контролем, оскільки від одного хворого інфікуються 1.24 людей (R=1.24). З початку квітня цей показник знизився (з 1.57 до 1.24). Це може бути пов’язано як з дією карантинних обмежень та сповільненням швидкості поширення вірусу (графік 4), так і з недосконалими агоритмами тестування, коли тести не охоплюють багато випадків. При зміні алгоритму тестування та більш широкому охопленні населення тестами цей показних може номінально збільшитися.

Якщо довіряти статистиці, пік захворюваності варто було б очікувати у середині травня – на цей момент у країні буде заражено понад 2.1% населення (infected, 822 тис), з яких 49.3 тис. (6% від інфікованих) потребуватимуть інтенсивного лікування.

Наразі уряд заявив про плани зі збільшення кількості тестувань та зміну алгоритму тестування. Якщо раніше тестували людей, які мають симптоми коронавірусу, повернулися з-за кордону або мали контакти з такими людьми, то новий алгоритм додатково передбачатиме тестування всіх пацієнтів із пневмонією та тих, хто помер від неї. 

Зараз Україна може проводити 30 тисяч тестувань на тиждень, а у майбутньому зможе робити їх 80 тисяч. Це близько 0.4% населення кожні 2 тижні. Але фактично зараз українські лабораторії роблять лише від 2,5 до 3 тисяч тестувань за добу. Головний санітарний лікар країни Віктор Ляшко зазначає, що у нас тестують “всіх, кого потрібно тестувати”, й така кількість пов’язана не з нестачею матеріалів, а з малою кількістю підозр на COVID-19. Залишається питання, чи виявиться така стратегія життєздатною та чи дозволить вона стримувати швидкість поширення епідемії (тримати R<1) після виходу з карантину. 

Щоб оцінювати, чи дійсно обрана стратегія стримування поширення COVID-19  вирішує проблему та за необхідності правильно коригувати її, потрібно збирати якісні дані та проводити масштабні тестування. Зокрема, потрібно тестувати людей, які 

• мають медичні покази до тестування та будь-які симптоми коронавірусної інфекції,
• були ідентифіковані в результаті відстеження контактів хворих, 
• за родом своєї діяльності контактують з великою кількістю людей. 

Також доцільно обрати невеликі пілотні райони для проведення вибіркових тестувань, щоб оцінити кількість інфікованих людей, які не відчувають симптомів.