Нужны ли максимально жесткие меры для борьбы с коронавирусом? Чего ждать от пандемии

Распространение коронавируса, видимо, уже нельзя остановить — зачем тогда нужна отмена авиарейсов и другие жесткие меры? Это просто паника?

Коротко. Нет, это требуется для смягчения удара по системе медпомощи: карантин и другие меры «размазывают» появление новых случаев во времени и дают медикам шанс помочь тяжелым пациентам.

В эпидемиологии принцип смягчения удара по системе медицинской помощи является общепризнанным. Его наглядно иллюстрирует простая картинка с двумя вариантами развития эпидемии фактически любого заболевания: без сдерживающих мер и с их активным применением.

В первом случае скорость распространения инфекции может быть настолько быстрой, что очень скоро число заболевших, нуждающихся в медпомощи, превышает имеющиеся ресурсы медиков, которые нельзя быстро увеличить. Начинает не хватать коек в палатах интенсивной терапии, аппаратов искусственной вентиляции легких и просто врачей. В итоге смертность оказывается существенно выше, чем во втором сценарии.

Если же распространение инфекции удается существенно замедлить за счет активных сдерживающих мер, эпидемия при этом по-прежнему продолжает распространяться, но появление новых тяжелых пациентов «размазывается» во времени. В результате ограниченных медицинских ресурсов оказывается вполне достаточно для оказания помощи. Дополнительный плюс такого сценария еще и в том, что медики, которые принимают основной удар на себя, рискуя заразиться, могут работать в более спокойном режиме и не подвергаться чрезмерной опасности.

А это сработает? Кому-нибудь уже удавалось сдержать эпидемию?

Коротко. Да, может сработать, если меры достаточно жесткие и принимаются вовремя. Об этом говорит история борьбы с испанкой и нынешняя ситуация в Китае, Сингапуре и других странах.

Настоящих масштабных пандемий респираторных заболеваний в истории человечества происходило немного, поэтому эмпирические данные о том, насколько эффективны разные меры сдерживания, ограничены. Однако они есть: например, здесь можно прочитать обзор всех известных мер сдерживания от американских центров по контролю и профилактике заболеваний (CDC).

Самый яркий пример — сравнение последствий введения карантинных мер в разных городах в США во время эпидемии испанки 1918 года: анализ, проведенный группой Марка Липсича, показал, что отсрочка с отменой массовых мероприятий и введением карантина в одних городах стоила им многих жизней, однако в других городах эти меры позволяли эффективно сдерживать инфекцию. Вот так, например, выглядит разница между Филадельфией и Сент-Луисом. В первом городе заболевания стали появляться 17 сентября, однако карантинные меры не вводили до 3 октября. Во втором — между первыми заболевшими и закрытием школ прошло всего два дня. Подобная драматическая разница наблюдается и для нынешней эпидемии при сравнении города Ухань и других районов Китая. Кроме того, эффективность таких мер хорошо показана в подробных математических моделях.

Как можно снизить скорость распространения инфекции? Она же зависит от свойств самого вируса, а не от наших усилий

Коротко. Скорость распространения зависит и от самого вируса, и от поведения людей. Даже самый заразный вирус не сможет распространяться быстро, если радикально снизить контакты между людьми.

Ключевым — и обычно заранее неизвестным параметром при прогнозировании будущего новой эпидемии — является базовое репродукционное число R₀: это среднее число людей в восприимчивой популяции, которое заражает один инфицированный. Оно, безусловно, зависит от свойств самого вируса: например, от того, насколько он устойчив во внешней среде, как легко проникает в клетки, насколько длительным оказывается заболевание, которое он вызывает, и от множества других его особенностей, которые сейчас активно исследуются. 

Однако R₀ — среднее число инфицированных людей — зависит еще и от среднего числа социальных контактов: даже если вероятность передачи в одном контакте очень велика, значение R₀ можно значительно снизить, если урезать число этих контактов в популяции до минимума. 

Важно понимать, что эффект даже небольшого снижения R₀ экспоненциально увеличивается со временем. Это иллюстрирует, например, твит с простыми вычислениями одного из ярких исследователей нынешней эпидемии, британца Адама Кучарски: если принять консервативную оценку времени удвоения новой инфекции в 5 дней, то при неизменном показателе R₀ = 2,5 число заболевших за месяц увеличится в (2,5)⁶ = 244 раза, а если R₀ снизить вдвое, число новых случаев за месяц увеличится всего вчетверо. А чтобы сократить число новых случаев вдвое, достаточно снизить R₀ всего на 10%.

Время удвоения в пять дней может быть даже заниженным, поскольку в Италии, Иране и городе Ухань на ранней стадии эпидемии число заболевших увеличивалось еще быстрее, чем по расчетам Кучарского (курируемая база всех оценок есть, например, здесь) — а значит, даже самые незначительные меры по снижению среднего числа инфицированных могли быть крайне эффективными. Вот как отличалась скорость роста инфекции в разных странах:

Если удастся снизить R₀ до критического значения — единицы, — эпидемия постепенно закончится. Это произойдет вне зависимости от того, сколько человек в популяции переболеют новой инфекцией и удастся ли медикам достаточно быстро создать вакцину. Со вспыхнувшей в 2003 году эпидемией SARS произошло ровно это: она естественным образом затухла после введения жестких карантинных мер. Никакого значительного вакцинирования тогда не проводилось (хотя работы над вакциной велись), а число переболевших даже под конец эпидемии было ничтожно малым по сравнению с общей популяцией. К сожалению, у относительно небольшого урона эпидемии SARS была и негативная сторона: после того, как она закончилась, работы по профилактике коронавирусной инфекции такого типа не велись.

В начале новой эпидемии многие эксперты думали, что с SARS-CoV-2 может произойти то же самое: введение жестких карантинных мер в Китае, казалось, должно было остановить вирус на ранней стадии, когда возможно тотальное отслеживание всех заболевших и их карантинизация. Однако новый коронавирус оказался несколько более заразным, чем SARS, а введение карантина в Китае произошло слишком поздно: спустя шесть недель после подтверждения локальной передачи от человека к человеку в городе Ухань — и уже после того, как локальные очаги распространения инфекции появились в других провинциях страны. 

Получается, если эпидемию не остановить на ранней стадии, заболеют вообще все?

Коротко. Заболеют не все, но очень многие. Эпидемия пойдет на убыль только тогда, когда доля переболевших или вакцинированных станет значительной. 

Динамика эпидемии подчиняется не слишком сложным математическим законам: если в среднем один инфицированный человек заражает больше одного человека в восприимчивой популяции, то число заболевших будет расти по экспоненте. Эта экспонента может быть более крутой — если ничего не делать, или менее крутой — если вводить карантин, закрывать школы и предпринимать другие меры по «сглаживанию пика». Однако число новых инфицированных все равно будет удваиваться за некоторые равные промежутки времени. И так будет происходить до тех пор, пока среди потенциальных мишеней для атаки вирусу не станут попадаться устойчивые к инфекции люди — на них цепочка передачи будет обрываться. В качестве иллюстрации можно провести очень грубый расчет: если каждый инфицированный заражает в среднем двух человек, то когда доля переболевших достигнет 50%, лишь один из этих двоих продолжит быть восприимчивым к инфекции — и экспоненциальный рост остановится.

Устойчивость к инфекции можно получить тремя путями.

Во-первых, она может быть просто генетической особенностью некоторых людей, во-вторых, ее можно приобрести в ходе вакцинации — если, например, удастся «размазать пик» настолько сильно, что за это время появится новая вакцина. И, наконец, устойчивость можно приобрести естественным путем, то есть просто переболеть новой инфекцией. Разные пути приобретения устойчивости иллюстрируются историями разных заболеваний: например, во время средневековых эпидемий чумы значительную роль сыграла генетическая устойчивость, оспу и полиомиелит удалось почти победить с помощью вакцин, а значительная доля переболевших в популяции объясняет отсутствие ежегодных масштабных эпидемий ветрянки и, до некоторой степени, гриппа.

В Китае число новых случаев давно упало и без вакцины. В чем подвох? 

Коротко. Это важная, но временная победа. После отмены карантинных мер эпидемия может в любой момент вернуться.

Введение жесткого режима карантина в городе Ухань оказалось хотя и запоздалым, но эффективным решением. Сразу после его введения 23 января экспоненциальный рост числа новых случаев инфекции прекратился. В исходных опубликованных официальных данных этот спад не был заметен — казалось, что рост продолжается, но на самом деле это объяснялось сдвигом времени регистрации заболевания относительно времени проявления первых симптомов.

Последующий анализ показал, что скорость распространения инфекции начала резко падать сразу же после введения карантина, а не несколько дней спустя.

Сейчас в Китае регистрируется не больше нескольких десятков новых случаев заболевания, притом что за его пределами то же число измеряется тысячами. Однако до тех пор, пока в популяции не будет достаточного количества вакцинированных или переболевших, ситуация будет напоминать не до конца потушенный костер: если в нем еще есть сухие дрова (невакцинированные люди) и тлеющие угли (локальная передача инфекции), он может снова разгореться при первом же свободном доступе воздуха. В Китае сейчас именно такая ситуация: переболевших сейчас не более 70 тысяч человек, притом что в одном городе Ухань живет 11 миллионов.

У нас тоже будет как в Китае? Можно ли обойтись менее жесткими мерами?

Коротко. Мы не знаем, как поведут себя власти, но скорее всего — да, будет как в Китае или Италии. Стратегии борьбы бывают более или менее суровыми, но различия между ними небольшие.

Законы распространения инфекции во всех странах одинаковы. Без вакцины и антивирусных препаратов с доказанной эффективностью у медиков остаются только так называемые нефармацевтические меры борьбы: закрытие границ, карантин контактных людей, отмена массовых мероприятий, закрытие школ и вузов, пропаганда социального дистанцирования. Эти меры могут быть более и менее жесткими: можно попытаться тушить пожар всеми силами сразу или дать дровам постепенно прогорать. Среди экспертов эти два полюса в спектре подходов называют сдерживанием (containment) и смягчением (mitigation).

Между двумя стратегиями нет принципиальных различий — обе требуют введения довольно затратных и тяжелых сдерживающих мер. Стратегия сдерживания при этом делает упор на быстрое и жесткое подавление распространения инфекции до той стадии, когда скорость появления новых случаев становится низкой и отдельные случаи уже можно контролировать «вручную». Это позволяет максимально эффективно подавлять рост инфекции на первом этапе и, таким образом, выиграть время. Однако самые суровые меры долго удерживать невозможно, а в условиях низкого числа переболевших и потому устойчивых людей такой подход может привести просто к сдвигу новой вспышки в будущее, но не сильно уменьшить ее абсолютный масштаб. И, конечно, такая стратегия связана с максимальным экономическим ущербом — по крайней мере, на первом этапе.

Вторая стратегия фокусируется на минимизации экономического ущерба с одновременным контролем скорости роста эпидемии: новым заболевшим позволяют появляться, но так, чтобы рост их числа не был слишком резким, чтобы не допустить перегрузки медицинской инфраструктуры. Одновременно довольно быстро увеличивается число переболевших, а значит, потенциал для повторной вспышки снижается. Однако при этом неизбежно растет число необратимых последствий — смертельных случаев.

Обе стратегии имеют своих сторонников в экспертном сообществе, и нельзя сказать, какая из них в нынешней ситуации будет наиболее эффективной. ВОЗ с самого начала и до сих пор придерживается стратегии сдерживания: как подчеркнул во время пресс-конференции 12 марта генеральный директор Тедрос Гебреисус, объявление о статусе пандемии не означает, что «страны должны сдаться — идея, что мы должны перейти от сдерживания к смягчению последствий, ошибочна и опасна». Вот как говорит о разнице подходов эпидемиолог Нил Фергюсон из Имперского колледжа в Лондоне — автор важных математических моделей борьбы с эпидемиями разных вирусов, консультирующий ВОЗ.

Эпидемиолог Нил Фергюсон рассказывает о будущем эпидемии COVID-19 и не слишком больших различиях между стратегией сдерживания и смягчения. J-IDEA

Могут ли меры по борьбе с эпидемией быть неадекватно суровыми? Или чем жестче, тем лучше? 

Коротко. Теоретически — второе, но только тогда, когда создание вакцины принципиально невозможно.

Любые меры по борьбе с эпидемиями должны быть прежде всего этически обоснованными. При этом надо учитывать, что очень жесткие меры вроде многомесячного карантина могут привести к тому, что люди перестанут добровольно ему подчиняться, но когда это произойдет — заранее установить сложно. Кроме того, рассматривая разные меры сдерживания, властям приходится делать выбор между экономическими затратами и спасенными жизнями людей из групп риска — но это тоже этический, а не эмпирический вопрос.

Если же речь идет о чисто математической задаче оптимизации скорости эпидемии с целью максимального снижения числа заболевших, то теоретически может возникнуть ситуация, при которой можно «передавить» с карантинными мерами и получить неустойчивую популяцию, где любая новая вспышка приведет к большему числу жертв, чем если бы меры были не такими жесткими. Однако такое может произойти только тогда, когда принципиально невозможно создание вакцины. Если создание вакцины реально — а в случае COVID-19 нет никаких оснований в этом сомневаться, — то меры по сдерживанию инфекции должны быть максимально жесткими.

Жесткие карантинные меры нужно вводить уже сейчас или можно подождать?

Коротко. Уже сейчас.

Интуитивно кажется, что карантинные меры нужно вводить тогда, когда есть наибольшая вероятность заражения — то есть на пике инфекции. Это не соответствует реальному механизму роста эпидемии: на самом деле чем раньше вводятся ограничительные меры, тем они эффективнее.

Достаточно подождать один день, и пиковое число пациентов, которые нуждаются в интенсивной терапии, увеличится на десятки процентов.

Учитывая, что время удвоения нынешней инфекции лежит в пределах 2–5 дней, то одного дня задержки может вполне быть достаточно для того, чтобы исчерпать ресурсы по аппаратам ИВЛ.

Единственная рациональная причина откладывать ввод карантинных мер — уверенность в том, что все случаи инфекции известны, карантинизированы и локальной неконтролируемой передачи инфекции в стране нет. CDC в своем пособии по борьбе с возможной будущей пандемией гриппа разработали систему триггеров, которые должны запускать разные фазы ответа на начало эпидемии (версия 2007 года, обновленная версия 2017 года). И главный из триггеров — это подтверждение локальной передачи внутри страны.

В России действительно так мало случаев инфекции или нам просто не говорят правду?

Коротко. Мы не знаем, но на самом деле это уже не важно. Даже если истинное число заболевших отличается на порядок от официального, это может сдвинуть пик эпидемии лишь на несколько дней.

«Медуза» (издание внесено в список иноагентов в России) уже писала, чем может объясняться относительно небольшое число заболевших в России по сравнению с другими странами, имеющими сходный транспортный поток с Китаем. Какое из предложенных тогда возможных объяснений верно, мы до сих пор не знаем. Однако если (а точнее — когда) рост числа заболевших перейдет в экспоненциальную фазу, это уже будет не важно: на число смертельных случаев будет влиять прежде всего высота пика эпидемии, а не его положение — а эта высота зависит только от эффективности предпринимаемых карантинных мер, а не от числа заболевших на сегодня.

Что делать лично мне? Я могу взять отпуск только на пару недель. Сделать это прямо сегодня или подождать пика эпидемии? 

Коротко. Если вы не в группе риска, сделайте это сегодня: так вы поможете пожилым и больным. Если вы сами в группе риска, но не можете самоизолироваться, дождитесь пика.

Есть вещи, которые многие могут осуществить, не потратив слишком много ресурсов:

• перейти на работу из дома,
• научиться тщательно мыть руки,
• научиться правильно чихать,
• изолировать всех членов семьи, даже здоровых, если в доме есть человек с подозрением на инфекцию,
• избегать массовых мероприятий.

Однако если вы не можете находиться в карантине столько времени, сколько потребуется, и вам нужно выбрать, когда это можно сделать, то в таком случае все зависит от вашей личной ситуации. Если вы в группе риска и для вас важно максимально снизить вероятность заразиться самому, имеет смысл изолироваться именно во время пика эпидемии — в этот момент вероятность заразиться максимальна. Если вы молоды и у вас нет сопутствующих заболеваний, наибольшую пользу для людей из группы риска вы принесете, если начнете самоизоляцию как можно раньше — это самый эффективный способ «сгладить пик». К сожалению, если ресурсы ограничены, придется сделать выбор между более альтруистичным и более эгоистичным поведением.

Когда это все кончится?

Коротко. Очень не скоро. Ограничительные меры могут продлиться несколько месяцев, а может быть, и больше года.

Все кончится, когда будет вакцинирована значительная часть населения. Однако на разработку вакцины даже в лучшем случае потребуется не менее трех-шести месяцев (даже без учета клинических исследований эффективности), а затем нужно будет наладить ее производство. Ни ВОЗ, ни другие официальные органы не анонсировали каких-то конкретных сроков, за которые это может произойти, сейчас есть только частные экспертные мнения. Например, эпидемиолог Нил Фергюсон ожидает, что эпидемия может продлиться год-полтора. В уже упоминавшемся руководстве CDC для эпидемии со схожей летальностью и заразностью говорится о трех месяцах карантинных мероприятий (речь идет о пандемическом гриппе, а не коронавирусных инфекциях, но в эпидемиологическом плане заболевания очень схожи).

Скорее всего, если инфекцию удастся сдержать так, как это произошло в Китае, карантинные меры будут постепенно ослабляться, а медики при этом будут контролировать скорость возникновения новых случаев и при угрозе новой вспышки снова вернут самые жесткие карантинные меры.

Если новая инфекция обладает тем же сезонным характером, что и известные легкие коронавирусные заболевания, то летом можно ожидать снижения скорости роста новых случаев — однако разработать, протестировать и распространить вакцину до начала осени будет очень сложно.
 

Текст: Александр Ершов / «Медуза»