Мы все сделали не так. Математик рассказал, как остановить пандемию коронавируса

Американский математик Грант Сандерсон, создал симуляцию пандемии Covid-19. С ее помощью он показал, как на передачу коронавируса влияют такие факторы, как социальное дистанцирование, тестирование населения, изоляция инфицированных, соблюдение правил гигиены и карантин.

Сандерсон окончил Стэнфордский университет в 2015 году со степенью бакалавра по математике. С 2015 по 2016 год он работал в Академии Хана (американская некоммерческая образовательная организация). Спустя год Сандерсон уволился, чтобы полностью сосредоточиться на канале 3Blue1Brown.

В своем ролике о коронавирусе Сандерсон в самом начале подчеркивает, что он не эпидемиолог. Для наглядной демонстрации разных вариантов распространения коронавируса он использовал простейшую модель с точками, летающими в границах квадрата (точка — один человек, квадрат — сообщество (коллектив, населенный пункт).

С помощью симуляции математик попытался ответить на такие вопросы:

1. Что случится, если большинство людей будут держаться друг от друга подальше, но время от времени будут посещать публичные места вроде магазинов или школ.
2. Что случится, если будет возможность идентифицировать и изолировать инфицированных? А что если некоторым удастся улизнуть? Например, потому что у них нет симптомов или потому что их тест дал отрицательный результат.
3. Как влияют на ситуацию путешествия между отдельными сообществами.
4. И что случится, если люди будут избегать контакта друг с другом некоторое время, а потом им это надоест и они прекратят это делать.

При этом Сандерсон исходил из предпосылки, что главной задачей любых противоэпидемических мероприятий является снижение количества летальных случаев. Для чего нельзя допускать одновременного появления большого количества заболевших, а также необходимо стремиться к полной победе над инфекцией.

В итоге математик пришел к таким выводам:

Вывод №1

Скорость роста количества заболевших очень сильно зависит от количества ежедневных контактов, вероятности заражения при контакте и продолжительности периода, когда инфицированные могут свободно перемещаться, заражая других.

Вывод №2

Добавление в модель распространения инфекции общего места, которое люди регулярно посещают, резко увеличивает скорость роста распространения инфекции.

Вывод №3

Наиболее эффективным на сегодня способом снизить скорость распространения инфекции остается идентификация и изоляция инфицированных. Например, благодаря быстрому тестированию и реагированию на подозрительные случаи. Программная симуляция показывает, что это позволяет полностью остановить распространение инфекции.

Почти такого же эффекта удается достичь даже тогда, когда каждый пятый случай остается необнаруженным. В этом случае пик количества случаев будет не намного выше чем при 100% изоляции всех заболевших.

В то же время если усложнить модель, добавив возможность путешествовать между различными сообществами и ухудшив результативность поиска и изоляции инфицированных до 50% результат почти не будет отличаться от ситуации, когда ничего не предпринимается вообще. Соответственно, критически важным остается вопрос доступности и качественности тестирования.

Однако если идентифицировать большинство заболевших не получается, то на помощь может прийти социальное дистанцирование и карантин. Как показала симуляция, даже если 50% населения не выполняет условия карантина, в результате кривая заболеваемости оказывается сглаженной. Тем не менее, эпидемия затягивается во времени, а общее количество заболевших все равно остается огромным.

Вывод №4

Прекращение сообщения между городами/районами/странами, в которых уже наблюдается вспышка заболевания или эпидемия, практически не влияет на скорость роста случаев заболевания. Наличие крупных транспортных хабов в сообществах, связанных друг с другом, делает эту стратегию еще менее эффективной, если меры приняты с опозданием.

Вывод №5

Посещение публичных мест резко увеличивает скорость распространения инфекции, даже если снизить вероятность заражения для таких контактов вдвое. Тем не менее, соблюдение правил личной гигиены, если оно приводит к снижению вероятности заразиться вдвое, оказывается таким же эффективным, как и снижение частоты посещений публичных мест в пять раз.

В конечном итоге автор делает заключение, что социальное дистанцирование спасает жизни, а нарушение правил карантина или продолжение работы мест общего пользования резко снижают его эффективность. Одновременно без налаженной системы идентификации и изоляции случаев заболевания при снятии карантина следует ждать второй волны заболевания с не менее разрушающими последствиями.

Сандерсон также предполагает, что в будущем человечество будет способно поддерживать уровень глобализации, останавливая распространение инфекций на корню, так как это выглядит реалистичной задачей.

Напомним, с ночи 28 марта Украина полностью закрыла пассажирское сообщение с миром. Первые ограничения по транспортному сообщению ввели еще 17 марта. За это время в Украину вернулись около полумиллиона человек, почти 100 тыс. — при содействии дипломатов. Однако сам процесс эвакуации шел с переменным успехом. На границе сначала только измеряли температуру, хотя, как признали в Гонпогранслужбе, эта мера показала себя неэффективной, так как многие въезжающие перед пересечением границы пьют жаропонижающие препараты. В результате повышенную температуру выявили только у 52 человек. При этом экспресс-тесты на коронавирус всем пассажирам стали делать только в последние дни и только в аэропорту Борисполь. Также только на прошлой неделе ввели обязательное согласие на 14-дневную самоизоляцию при пересечение границы, но и в этом случае эффективный контроль за ее выполнением так и не был налажен.

Первые случаи заражения коронавирусом выявили у вернувшихся из-за границы украинцев, при этом многие из них не придерживались правил самоизоляции, встречались с родственниками, друзьями и ходили в церковь. В регионах также фиксируются случаи заражения у людей, которые не покидали в последнее время территорию Украины и не контактировали с другими зараженными. Самая большая такая вспышка случилась в Монастырисском районе Тернопольской области, где уже заразились 36 человек.