Как будет развиваться и когда кончится пандемия: что показывают модели ученых

Пандемия коронавируса порождает множество разговоров, слухов и пересудов. Сегодня Fishki хочет обратиться к относительно надежным данным: моделям, которые выстраивают аналитики и учёные.

Каковы самые мрачные сценарии? Что за модель была разработана для России энтузиастами? И когда уже это всё закончится?

Транспорт нужно перекрыть!

Одной из неожиданных организаций, решивших подключиться к моделированию развития эпидемии стал онлайн-сервис для путешественников «Туту.ру». Обладая большой базой данных по перемещению транспорта, сайт предоставил её аналитикам некоммерческого сообщества Open Data Science. Те соединили её с математическими алгоритмами распространения инфекций и создали заточенную специально под российские реалии модель.

«В России есть 5 городов, на которые приходится половина всех перелетов: Москва, Санкт-Петербург, Симферополь, Краснодар, Сочи, - рассказал один из аналитиков, - На 26 направлений из 9736 (это все виды транспорта) приходится 80% всего пассажиропотока, а всего в модели — 951 город.

Вывод: у нас сильно централизованная транспортная система и пассажиропоток. Это позволяет болезни быстрее распространятся при условии инфицирования транспортных хабов с одной стороны, но с другой — позволяет быстро пресечь распространение болезни при условии перекрытия ключевых направлений».

Исследователи однозначно поддержали идеи карантина, сказав, что при отсутствии каких-либо ограничений количество заражённых в Москве перевалит за 100 000 к 29 апреля, неделю спустя та же участь постигнет Санкт-Петербург, а к 20-м числам июня зараза пересечёт Россию и достигнет «заветного рубежа» во Владивостоке.

Ограничение трафика перевозок на 90% сильно изменит ситуацию - «стотысячниками» будут только Моква и Санкт-Петербург, однако общее число заражённых вполне может достичь миллиона. В связи с этим авторы проекта считают ситуацию серьёзной и склонны согласиться с карантинными мерами, принятыми в Москве.

«Пожалуйста, соблюдайте рекомендации ВОЗ, чаще мойте руки и следите за собой. Снизьте число социальных контактов и путешествий», - говорят аналитики.

Помимо этого «Туту.ру» собрал мнения людей разных профессий о том, когда эпидемию удастся преодолеть.

117 тысяч жертв к сентябрю?

Проводят свои исследования и официальные учёные. Доцент МГУ Михаил Тамм спрогнозировал развитие эпидемии по модели SEIR - той же модели, которой руководствовались властные органы за океаном, принимая решение о введении жёсткого карантина в одном из крупнейших городов США - Чикаго.

Доработанная для коронавируса модель учитывает все основные параметры эпидемии:

1. Долю тяжелобольных и уровень смертности в зависимости от возраста больных.

2. Протяжённость инкубационного периода и заразной фазы болезни.

3. Неполную регистрацию зараженных из-за бессимптомного протекания болезни и недостаточного тестирования.

4. Возможные сезонные изменения распространения вируса.

5. Возможные меры сдерживания и подавления эпидемии.

6. Мощности медицинской системы города — количество аппаратов ИВЛ (искусственной вентиляции лёгких) и коек в реанимационных отделениях больниц.

Согласно данной модели, без принятия каких-либо ограничительных мер к сентябрю от коронавируса в Москве умерли бы 117 тысяч человек. Пик эпидемии пришёлся бы на середину мая, когда интенсивную помощь пришлось бы оказывать 48 тысячам человек. Частичные меры сдерживания, подобные тем, что практиковались в Москве до прямого ограничения передвижения людей, сократили бы число жертв до 92 тысяч, а число тяжелобольных на пике - до 32 тысяч.

При этом в модель закладывался сезонный спад вируса, что не доказано. Также предполагалось, что всем будет оказана своевременная помощь, чего при таких масштабах совершенно точно не произойдёт.

Нынешний же карантин при его строгом соблюдении, по мнению Тамма, ограничит число летальных исходов до 250, а тяжелобольных не будет больше 80 человек единовременно.

От тысячи до миллиона заражённых - за 50 дней

Рассуждают учёные и о более базовых вещах. Математик Грант Сэндерсон рассказал, по каким законам происходит эпидемиологическое заражение населения. Учитывая саму природу явления - носитель вируса заражает несколько новых человек, те становятся носителями, каждый заражает несколько новых и т.д. - наиболее правильной для описания этого процесса является экспоненциальная модель. Экспоненциальная модель означает, что каждый день количество заражённых нужно умножать на определённое число - отследив динамику коронавируса, Сэндерсон называет таким числом что-то в промежутке от 1,12 до 1,25.

Возможно, выглядит это не слишком грозно, но при дальнейших подсчётах получается, что каждые 17 дней количество заражённых будет возрастать в 10 раз.

Соответственно, радоваться относительно небольшому числу жертв от вируса никогда не стоит - ведь через месяц оно легко может стать в 100 раз больше. «Если люди в достаточной степени взволнованы, то причин для волнения меньше. Но если никто не взволнован — это повод начать волноваться» - добавляет Сэндерсон.

Учёный называет этот механизм непреложным для эпидемий - вопрос лишь в том, когда он остановится. Это может быть похоже на случай атипичной пневмонии SARS в 2002-2003 гг., когда вирус удалось сдержать на примерно 8 000 заболевших. Или разрастись до масштабов эпидемии испанского гриппа в 1918-1919 гг., охватившей более 500 миллионов человек.

Более подробно свои соображения Сэндерсон изложил в видео на YouTube (есть русские субтитры).

Интерактивный вирус

Интересные графические модели развития коронавируса предоставила газета Washington Post. Издание опубликовало интерактивные панели взаимодействия, где искусственный интеллект каждый раз заново просчитывает динамику развития эпидемии по четырём моделям:

1. Никаких ограничений.

2. Заражённый город закрывается на карантин.

3. Социальная изоляция четверти населения.

4. Социальная изоляция 7/8 населения.

Данные симуляции демонстрируют, что идея ограничений в каком-то конкретном городе разделит эпидемию на две крупные волны, самым же эффективным методом предотвращения распространения вируса является масштабная социальная изоляция. В нашем медиа-поле эти модели адаптировало издание «Комсомольская правда».

Когда всё закончится?

Естественно, высказываются аналитики и по поводу сценариев окончания эпидемии. Блогер Илья Варламов собрал в своём блоге несколько сценариев, высказанных западными учёными.

Самый оптимистичный сценарий прогнозирует окончание эпидемии через 1-2 месяца. О нём говорит Уильям Хэнэйдж, профессор эпидемиологии в Гарвардской школе общественного здравоохранения. Специалист считает, что этот срок может быть реален, если коронавирус внезапно не окажется серьёзным патогеном. По словам Хэнэйджа, в настоящее время большинство пациентов переносит заболевание довольно легко, так что, вероятно, у людей начал вырабатываться иммунитет.

Но всё же такой вариант считают маловероятным. Эндрю Ноймер, профессор общественного здравоохранения в Университете Калифорнии, полагает, что быстрый сценарий будет и самым трагичным. Он включает отказ от социальных ограничений, что перегрузит систему здравоохранения и будет стоить многих жизней, но при этом человечество сделает шаг к естественному иммунитету.

Уильям Хэнэйдж предполагает и более постепенный сценарий - 3-4 месяца. За это время можно провести два вида тестов: один на сам коронавирус, а второй – на антитела, вырабатываемые организмом людей, которые обладают к нему иммунитетом.

Эта информация может помочь выделить и изолировать наиболее уязвимые группы населения, остальные же смогут вернуться к нормальной жизни. Кроме того, у врачей есть шанс через 3-4 месяца выработать эффективный курс лечения болезни.

Также на некоторое снижение общественной напряжённости позволяет надеяться предполагаемая сезонность вируса. Если к лету он, как обычный грипп, пойдёт на спад, часть социальных ограничений может быть снята.

Самый явный вариант возвращения к нормальной жизни - это изобретение вакцины против коронавируса. Но этот процесс завершится нескоро. В лучшем случае препарат будет создан к весне 2021 года, ещё полгода уйдёт на различные испытания. Плюс, прививание огромных групп населения также займёт месяцы. Возможно, к тому времени это даже уже будет не вполне актуально - человечество выработает естественный иммунитет, так что дальнейшие вспышки коронавируса будут не опаснее вспышек гриппа и не потребуют социальных ограничений.

Читайте также:

• Вакцина БЦЖ - что это? Спасает ли "советская" прививка БЦЖ от коронавируса

• Как в СССР: Японию и Корею спасла от коронавируса "советская" медицина