Jak walczyć z epidemią?
Choroby zakaźne mają to do siebie, że ich dynamika jest do pewnego stopnia przewidywalna. Gdy nowiusieńki wirus rozpoczyna swoją „przygodę” w populacji, przyrost osób zakażonych wzrasta najpierw wykładniczo. Co to znaczy? W zrozumieniu przyrostu wykładniczego pomaga stara przypowieść o mędrcu w Indiach, który wynalazł grę w szachy. Władca był tak zachwycony nową grą, że zaproponował mędrcowi wybranie nagrody. Mędrzec poprosił o położenie jednego ziarnka ryżu na pierwszym polu, dwóch na kolejnym i podwajanie liczby ziaren, aż zapełni wszystkie pola szachownicy. Władca, początkowo odbierając tę prośbę jako objaw skromności, szybko zorientował się, że całkowita liczba ziaren wielokrotnie przekracza jego zasoby ryżu (18 trylionów ziaren).
Załóżmy zatem, że każda osoba zakażona wirusem będzie przekazywać tego wirusa dwóm kolejnym osobom; wtedy w teoretycznie nieskończonej populacji liczba zakażonych po dwóch tygodniach wyniesie ponad 8 tysięcy osób, ale po trzech tygodniach już miliard. Oczywiście w rzeczywistej populacji tak gwałtowny przyrost nie potrwa za długo, bo po jakimś czasie zabraknie osób podatnych na infekcje – ich liczba zacznie maleć z czasem (np. dzięki wyrobionej odporności) i z każdym dniem wirus będzie zakażać coraz mniej nowych osób, aż ich zabraknie. W końcu wszyscy zakażeni wyzdrowieją nabierając odporności (zakładając, że każdy przeżyje) i fala epidemiologiczna dobiegnie końca.
Krzywą epidemiologiczną można podzielić na trzy fazy. W fazie 1. następuje wykładniczy przyrost zakażonych, ponieważ populacja jest podatna na chorobę (nie ma odporności). W fazie 2. epidemia spowalnia, bo liczba osób podatnych maleje i większość z nich jest albo zakażona, albo odporna. W fazie 3. fala mija, gdy nowych zakażonych nie przybywa a populacja zdrowieje.
Najpotężniejszą bronią w walce z chorobami zakaźnymi są szczepionki, ponieważ z epidemiologicznego punktu widzenia redukują one liczbę osób podatnych na infekcje w populacji. Trzymajmy się zatem naszego przykładu, że każda osoba zakażona wirusem może przekazać go dwóm kolejnym osobom (tzw. współczynnik reprodukcji R0=2), ale załóżmy dodatkowo, że co druga osoba w populacji jest zaszczepiona. Wtedy, statystycznie rzecz biorąc, zakażona osoba przekaże wirusa już tylko jednej osobie bo druga została zaszczepiona. Liczba zakażonych wirusem przestanie wzrastać wykładniczo i epidemia nie wybuchnie. Oczywiście minimalny procent populacji, który trzeba zaszczepić, zależy od tego jak zakaźna jest choroba. Jeżeli zakażona osoba przekazuje wirusa trzem osobom (R0=3), to trzeba zaszczepić minimum średnio 2 z 3 osób czyli 67 proc. populacji. W przypadku ospy zakaźnej zakażona osoba zaraża średnio 15 osób (R0=15), więc zaszczepione musi być minimum 94 proc. populacji. Wtedy mówi się, że populacja ma „odporność stadną” (ang. „Herd-immunity”) na daną chorobę zakaźną.
Dystansowanie społeczne w walce z pandemią
Co zrobić jednak, gdy nie mamy szczepionek? Wtedy jedyną naszą bronią są metody, które redukują transmisję wirusa między zakażonymi i te metody ogólnie nazywa się dystansowaniem społecznym. Idea polega na ograniczeniu kontaktów między ludźmi, przez co przerywamy łańcuchy transmisji wirusa i opóźniamy wzrost liczby zakażonych osób w populacji. Przykładem takich działań jest ograniczanie godzin pracy, praca zdalna przez telefon lub internet, zamykanie lokali gastronomicznych i miejsc publicznych, zamykanie żłobków, przedszkoli i szkół, a nawet zawieszanie transportu publicznego i przymusowe kwarantanny. Takie działania są kluczowe we wczesnej fazie epidemii, ponieważ wykładniczy przyrost osób chorych jest ogromnym wyzwaniem dla służby zdrowia, która ma ograniczone zasoby i nie jest w stanie poradzić sobie z wykładniczym przyrostem pacjentów. Konsekwencją takiego nagłego przytłoczenia pacjentami może być brak możliwości pomocy osobom potrzebującym, a przez to wzrost śmiertelności. Dlatego ograniczając kontakty między ludźmi przez dystansowanie społeczne rozkładamy epidemię w czasie i pozwalamy służbie zdrowia nadążyć z leczeniem chorych, których liczba dalej będzie wzrastać, ale wolniej. Drugim argumentem za dystansowaniem społecznym jest też zyskanie czasu – spowolnienie epidemii na kilka tygodni daje organom państwa czas na reakcję, redystrybucję środków i zasobów, i lepsze przygotowanie się do działania.
Dlaczego dystansowanie społeczne jest potrzebne? Gdy nie dystansujemy się społecznie, wykładniczy przyrost liczby zakażonych może szybko przeciążyć służbę zdrowia. Przez to część chorych, nie mogąc otrzymać pomocy, może niepotrzebnie ucierpieć lub nawet umrzeć. Z dystansowaniem społecznym spowalniamy przyrost zakażonych w populacji, dzięki czemu pomagamy chorym otrzymać pomoc, której potrzebują.
Skąd wiemy, że dystansowanie społeczne działa? Klasycznym tego przykładem jest wykres liczby zachorowań z pandemii grypy H1N1 (zwanej hiszpanką) z 1918 roku z dwóch miast USA, z których w jednym (St. Louis) wprowadzono zamknięcie szkół stosunkowo szybko, a w drugim (Philadelphia) nie, co przełożyło się na zupełnie inny wykres wzrostu liczby zachorowań. Bardzo podobną dynamikę widzimy w przypadku obecnej pandemii koronawirusa, na przykład porównując dwie prowincje we Włoszech: Lodi, gdzie wprowadzono restrykcje stosunkowo szybko, bo już 23 lutego, i Bergamo, gdzie wprowadzono je dopiero 8 marca. Dane o liczbie zachorowań z obu prowincji pokazują, że ich wzrost w Bergamo jest dużo szybszy. Analizy danych z Wuhan w Chinach, gdzie zostały wprowadzone drastyczne metody dystansowania społecznego, pokazały, że w ciągu jednego tygodnia współczynnik reprodukcji R0 SARS-CoV-2 redukowano z ponad 2 do około 1, zatrzymując przyrost wykładniczy. Podobne efekty obserwujemy w innych krajach azjatyckich, które bardzo poważnie podeszły do pandemii, mocno ograniczając kontakty z osobami zarażonymi. W literaturze naukowej pełno jest też publikacji, których autorzy używając symulacji komputerowych są w stanie oszacować wpływ konkretnej interwencji na transmisję choroby zakaźnej. Pokazują w ten sposób, że dystansowanie społeczne jest skutecznym narzędziem w walce z epidemią.
Jak się dystansować?
Dystansowanie społeczne działa, ale kluczowym pytaniem jest nie to: czy, ale jak się dystansować. Najbardziej ekstremalna forma dystansowania społecznego, czyli praktyczne zawieszenie funkcjonowania kraju (zamknięcie granic, szkół czy miejsc publicznych oraz restrykcje mobilności obywateli, itp.) z pewnością będzie najbardziej skuteczna w spowolnieniu liczby zachorowań na COVID-19. Jednak działania takie mają ogromny koszt dla kraju, zarówno społeczny jak i ekonomiczny i nie mogą być utrzymane zbyt długo. Poza tym długoterminowo nie rozwiązuje to problemu, bo większość populacji pozostanie dalej podatna na infekcje i powrót do poprzedniego stanu rzeczy doprowadzi do kolejnej epidemii, a przynajmniej do czasu, aż nie pojawi się szczepionka (prawdopodobnie między 12 a 18 miesięcy). Dlatego mówiąc o dystansowaniu społecznym powinniśmy myśleć o konkretnych pomysłach na ograniczanie kontaktów społecznych, a nie o bezwzględnej kwarantannie wszystkich.
Sposobów jest dużo i nie jest oczywiste, które z nich są optymalne. Zamykanie przedszkoli i szkół na przykład może być dobrym pomysłem, bo wstępne badania sugerują, iż pomimo tego, że dzieci rzadko chorują na COVID-19, mogą być nosicielem wirusa i przekazywać go dalej. Z drugiej strony zamykanie szkół jest dużym problemem dla rodziców, z których wielu pracuje w służbie zdrowia i będzie za chwilę potrzebnych do pomocy z napływającymi pacjentami. Zamykanie placówek też może potencjalnie zwiększyć liczbę zakażeń wśród osób starszych, które wkroczą do pomocy przy opiece nad wnukami, żeby rodzice mogli pracować. Jedno badanie sugeruje, że właśnie demografia może tłumaczyć wysoką ilość przypadków śmiertelnych we Włoszech.
Dla pracujących dorosłych ograniczanie kontaktów zawodowych może z kolei być skuteczne. Badania sieci społecznych za pomocą smartfonów z W. Brytanii pokazują bowiem, że kontakty zawodowe stanowią sporą część wszystkich kontaktów społecznych, chociaż nie jest jasne na ile podobne obserwacje miałyby miejsce w innych krajach. Zupełne zamknięcie zakładów pracy niesie za sobą z kolei ogromne koszty ekonomiczne, ale reorganizacja trybu pracy dla wielu osób – na przykład zastąpienie pracy w biurze pracą przez internet – może przyczynić się do ograniczenia transmisji wirusa w populacji. Restrykcje podróżne i zamknięcie granic również mogą pomóc w spowolnieniu szczytu epidemii, ale mogą nie być aż tak skuteczne, jak się może wydawać. Jeden z raportów WHO szacuje, że same restrykcje podróżne niewiele dałyby w powstrzymywaniu epidemii grypy. Wszystkie te czynniki powinny być wzięte pod uwagę przy podejmowaniu optymalnych decyzji co do konkretnych metod dystansowania społecznego w skali kraju, najlepiej przy udziale symulacji komputerowych porównujących ze sobą różne scenariusze.