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ソーシャル・ディスタンスでどれくらいの効果があるのか,いったいいつまでやらないといけないのか,これからどうなるのか,という予測について,2020年4月14日のサイエンスにでた論文から解説します.長い論文なのでページを分けて投稿します.

ポストパンデミックまでのSARS-CoV-2の伝播動態の予測【3】

これについては,特に世界中の人たちが 知りたい と熱望していると思います.

science.sciencemag.org/content/early/2020/04/14/science.abb5793
2020年4月14日にScienceに掲載された論文から見ていきましょう.
リファレンスは番号を振っておきますので元論文から拾ってください.

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それでは,いよいよ最も気になるSARS-CoV-2の伝播がどうなるのかということを見ていきましょう.

SARS-CoV-2の伝播のシミュレーション

次に,動的伝播モデルに3番目のβコロナウイルスを組み入れ,SARS-CoV-2の伝播モデルを作った.他のベータコロナウイルスの最良適合値(表S8)から,潜伏期間4.6日(26,37~39)および感染期間5日と仮定した.
交差免疫,免疫期間,最大Ro,およびRoの季節変動の程度を変化させることを可能にした.我々は,世界保健機関がSARS-CoV-2のアウトブレイクをパンデミックと宣言した2020年3月11日,持続的伝播の確立時期を想定し(40),感度分析で確立時期を変更した(図S7).代表的なパラメータ値のセットについて,2025年までのSARS-CoV-2の年間感染(表S2~S4および図S7)およびSARSCoV-2の年間有病率のピーク(表S5~S7および図S7)を測定した.
パンデミック後のSARS-CoV-2の動態を,年1回のアウトブレイク,隔年のアウトブレイク,散発的アウトブレイク,または事実上の排除(表S2~S7)のカテゴリーにまとめた.
全体として,免疫期間が短く他のβコロナウイルスからの交差免疫の程度が小さいほど,SARS-CoV-2による感染の総発生率が高く,秋の流行開始および伝播性の季節的変動が小さいほど,パンデミックのピークサイズが大きかった.モデルシミュレーションにより,以下の重要な点が実証された.

SARS-CoV-2はいつでも増殖可能である

モデル化したすべてのシナリオにおいて,SARS-CoV-2は確立時期に関係なく大規模なアウトブレイクを引き起こすことができた.冬/春の流行開始はピークの低い集団発生に有利であったが,秋/冬の流行開始はより急性の集団発生につながった(表S2~S4および図S7).5年間の累積発生率の代理変数は,すべての確立時期で同等であった(表S2~S4).

SARS-CoV-2に対する免疫は永続的ではなく,規則的な環境に入る可能性が高い

パンデミック・インフルエンザと同様に,多くのシナリオがSARSCoV-2が他のヒトベータコロナウイルス(図3,A,Bなど)と並んで長期循環に入り,おそらく今後5年間にわたって毎年,隔年,または散発的なパターンをとる(表S2~S4).短期免疫(40週程度,HCoV-OC43およびHCoV-HKUIと同様)なら年1回のSARS-CoV-2のアウトブレイクが成立,長期免疫(2年)ならは隔年のアウトブレイクが成立しやすい.

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図3温帯地域におけるSARS-CoV-2の侵入シナリオ。
これらのプロットは,SARS-CoV-2(黒,1,000人あたりの症例),HCoV-OC43(青,%陽性×%ILI),およびHCoV-HKU1(赤,%陽性×%ILI)の有病率を示す.パンデミックおよびパンデミック後のシナリオを推定したもの.シナリオは,SARS-CoV-2とHCoV OC43 / HKU1(χ3X)およびその逆(χX3)間の交差免疫,SARS-CoV-2免疫の持続時間(1 /σ3),季節変動を加味したR0(f)らを使用し,2020年3月11日に流行開始(灰色の縦線)してからの経時的に得たものである.各プロットの生成に使用されるパラメーター値を以下に示す.
(A)SARS-CoV-2の免疫持続期間が短い(1 /σ3= 40週間)と,毎年のSARS-CoV-2アウトブレイク発生をもたらす可能性がある.
(B)SARS-CoV-2免疫持続期間が長い(1 /σ3= 104週間)と,隔年でアウトブレイクが発生する可能性があり,数年で発生が小さくなる可能性がある.
(C)感染率の季節変動が大きい(f = 0.4)と,侵入波のピークサイズが減少しますが,その後,より深刻な冬の大発生につながる可能性があります[(B)と比較して].
(D)SARS-CoV-2に対する免疫持続時間が長期間(1 /σ3=無限)は,ウイルスの排除につながる可能性がある.
(E)免疫期間が中程度(1 /σ3= 104週間)であり,HCoVs OC43 / HKU1が中程度の交差免疫を付与する場合,SARS-CoV-2の再発は,明らかな消失期間の後,2024年までに発生する可能性がある.
SARS-CoV-2(χ3X= 0.3)に対して.(A) χ3X = 0.3, χX3 = 0, 1/σ3 = 40 weeks, f = 0.2. (B) χ3X = 0.7, χX3 = 0, 1/σ3 = 104 weeks, f = 0.2. (C) χ3X = 0.7, χX3 = 0, 1/σ3 = 104 weeks, f = 0.4. (D) χ3X = 0.7, χX3 = 0, 1/σ3 = infinity, f = 0.2. (E) χ3X = 0.3, χX3 = 0.3, 1/σ3 = 104 weeks, f = 0.4.
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伝播の季節的変動が大きいと,最初のパンデミック波の間のピーク発生率は小さくなるが,冬期の大流行の再発は大きくなる
SARS-CoV-2伝播の季節的変動の量は,インフルエンザ(12)と同様に地理的位置によって異なる可能性がある.ニューヨークにおけるインフルエンザのRoは夏に約40%低下するが,フロリダ州では20%近く低下しており,これはHCoV-OC43およびHCoV-HKUl (表S8)のRoの推定低下と一致する.Roの40%の夏季の減少は,最初のSARS-CoV-2パンデミック波の緩和されていないピーク発生率を低下させるだろう.しかし,季節的な影響が強くなると,伝播が少ない時期には感受性個体(感染しやすい免疫を持たない人)の蓄積が大きくなる.
夏季に流行が繰り返され,パンデミック後の時期にピークが高くなる(図3C).

SARS-CoV-2に対する免疫が永続的であれば,ウイルスは大流行を起こした後5年以上消失する

長期免疫は一貫してSARS-CoV-2の効果的な排除をもたらし,感染の全体的な発生率を低下させた.SARS-CoV-2がHCoV-OC43およびHCoV-HKUlに対する交差免疫を誘導すると,すべてのベータコロナウイルスの発生率は低下し,ほぼ消失する可能性さえある(図3D).SARS-CoV-2がHCoV-HKUlに対して70%の交差免疫を誘導した場合には,HCoV-OC43およびHCoV-HKUlの事実上の排除が可能であり,これはHCoV-OC43がHCoV-HKUlに対して誘導する交差免疫の推定レベルと同じである.

SARS-CoV-2に対する他のβコロナウイルス由来の交差免疫が低いと,SARS-CoV-2を死滅させる可能性があり,2-3年後には回復するに過ぎない

たとえSARS-CoV-2免疫が2年間しか持続しないとしても,SARS-CoV-2が完全に死滅しない限り(図3E),HCoV-OC43とHCoV-HKUlからの軽度(30%)の交差免疫は,2024年の再興前の最長3年間,SARS-CoV-2の伝播を効果的に排除することができた.
これらのシナリオを例示するために(図3),HCoVOC43およびHCoV-HKUlの推定Roにより知られる最大冬期Ro2.2を用いた(表S8).これは,SARS-CoV-2(41)の基本的な再現数の低いが妥当な推定値である.冬期のRoが2.6に上昇すると,より激しいアウトブレイクにつながるが,シナリオの定性的範囲は依然として類似している(図S8).

初めてのパンデミック流行波期間中の介入シナリオの評価

SARS-CoV-2のパンデミック後の伝播動態にかかわらず,進行中の流行に対処するためには早急な対策が必要である.薬学的治療およびワクチンは,開発および試験に数カ月から数年を要することがあり,SARS-CoV-2伝播を抑制する唯一の即時的手段として非薬学的介入(NPis)が残されている.広範なSARS-CoV-2伝播がみられる多くの国では,ソーシャルディスタンスが採用されている.これらの介入効果測定の必要な期間と強度は,まだ特徴づけられていない.これに対処するため,SEIRS伝播モデル(図S9)を適応させ,中等度/軽度/無症候性感染(感染症の95.6%),入院に至るが救命処置には至らない感染症(感染症の3.08%),救命処置を必要とする感染症(感染症の1.32%)を捕捉した(26).SARS-CoV-2に対するHCoV-OC43およびHCoV-HKUlからの交差免疫がないという最悪のシナリオを想定したところ,SARS-CoV-2モデルはこれらのウイルスの伝播動態に影響されなかった..

こうした伝播動態モデルは,ノンクリティカル入院期間の平均は,救命救急を要しない者が8日,救命救急を要する者が6日であり,救命救急の平均期間は10日(26)であるというほかの研究結果ににフィットすると仮定した.著者らはピーク(冬時間) Roを2.2~2.6の間で変化させ,HCoV‐OC43とHCoV‐HKUlに対する推測された季節強制によって導かれる冬時間Roの60%(すなわち,比較的強い季節性)~100%(すなわち,季節性なし)の間で夏時間Roを変化させた(表S8).
救命救急需要のベンチマークとして,米国の救命処置能力のオープンデータとして,成人1万人あたり0.89病床であることを用いた(2).2020年3月11日の流行定着時に基づいて流行軌跡をシミュレートした.著者らは,O~60%の範囲にある一定の割合でRoを減少させることによってソーシャルディスタンスをシミュレートした.我々は,一定期間(最長20週間)または流行確立から2週間後に無期限に開始したRoが最大60%低下した「一時的」ソーシャルディスタンス介入を評価した.また,ソーシャルディスタンスが感染率が閾値を上回ると「オン」,下回ると「オフ」となる間欠的な社会的距離測定を評価し,成人1万人あたりの救命救急患者数を0.89人未満に抑えることを目標とした.10,000人あたり35例の「on」閾値は,冬期Ro= 2.2の季節性および非季節性症例の両方において,この目標を達成した.成人1万人当たり5例をオフ閾値とした.これらの閾値は,間欠的介入シナリオを定性的に説明するために選択された;実際には,閾値は地域の流行動態および病院の能力に合わせる必要がある.介入の期間と頻度にどのような影響を及ぼすかを評価するために,これらの閾値(図S10およびS11)周辺の感度分析を行った.また,潜伏期間,感染期間,各入院期間について余分なコンパートメントを設けたモデルを実施し,これらの状態における待ち時間が指数分布ではなくγ分布となるようにした(補足資料・方法・図S16,S17参照).最後に,社会的距離測定の頻度と全期間に対する救命処置能力の倍加(および関連するオン/オフ閾値)の影響を評価した.
著者らは,季節的強制の有無にかかわらず,流行のピークとタイミングに対する,様々な効果と期間の一時的な社会的距離の努力の影響を評価した.伝播が季節的な強制の影響を受けない場合,一時的な社会的距離測定は流行のピークサイズを縮小させた(図4および図S12).

図4

季節性がない場合の1回限りのソーシャルディスタンスのシナリオ.
(AからE)2020年3月11日に確立されたCOVID-19感染症(実線)と重大なCOVID-19症例(破線)のシミュレーションされた有病率.ソーシャルディスタンスが続く(A)4週間,(B)8週間,(C)12週間,(D)20週間,(E)無期限.季節的な強制はない.
R0は2.2で一定に保たれた(R0 = 2.6については図S12を参照).ソーシャルディスタンスの効果は,0からR0の60%減少までさまざまであった.累積感染サイズは,各有病率プロット(FからJ)の横に,群れの免疫閾値(水平の黒い棒)で示されている.一時的な距離のシナリオのうち,長期(20週間),中程度の効果(20%〜40%)のソーシャルディスタンスでは,全体的なピークと全体の発生サイズが最小となる.
季節的強制を伴うシミュレーションの場合,介入後の復活ピークは,ピーク有病率と感染総数の両方の観点から,制約のない流行のサイズ(図5および図S13)を超える可能性がある.

図S12

R0 = 2.6の季節性がない場合の1回限りのソーシャルディスタンスのシナリオ。
(A-E)の流行のシミュレーション
2020年3月11日の確立後のCOVID-19感染症(実線)および重症COVID-19症例(破線)の期間
ソーシャルディスタンス(青の網掛け部分)は2週間後に示され、社会的距離の持続期間は
(A)4週間、(B)8週間、(C)12週間、(D)20週間、(E)無期限。 季節的な強制はありません。
R0は2.6で一定にした。
社会的距離の効果は、0からR0の60%減少まで様々であった。
累積感染サイズは,各有病率プロット(FからJ)の横に,群れの免疫閾値(水平の黒い棒)とともに示される.
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すべてのシナリオで,シミュレートされたソーシャルディスタンスを解除したところ,感染の再興が認められた.しかしながら,より長くより厳密な一時的なソーシャルディスタンスは,必ずしも相関しなかった
流行ピークサイズの大幅な縮小たとえば,Roが60%減少した20週間のソーシャルディスタンスの場合(図4D),復活ピークの大きさは,コントロールされていない流行のピークの大きさとほぼ同じであった.つまり,社会的距離は非常に効果的で,事実上個体群免疫は構築されなかった.ピークサイズの最大の減少は,症例をほぼ等しく分ける社会的距離の強度と期間に由来する(42).
季節的強制によるシミュレーションでは,介入後の復活ピークは,有病率のピークと感染総数の両方で,制約のない流行の大きさを上回る可能性があった(図5および図S13).
強いソーシャルディスタンスは集団中の感受性個体(免疫がなく感染しやすい個体)の高い割合を維持し,晩秋と冬にRoが上昇すると激しい流行に至った.臨床症例の有病率を臨床ケア能力以下に維持するのに有効なワンタイム介入はなかった.

図5

季節性感染による一時的なソーシャルディスタンスのシナリオ.
(AからE)11の確立後のCOVID-19感染症(実線)と重症COVID-19症例(破線)の強い季節的強制力(冬季R0 = 2.2,夏季R0 = 1.3,または40%低下)を想定した有病率シミュレーション
2020年3月以降のソーシャルディスタンス(青色の網掛け部分)の期間が示され,ソーシャルディスタンスの持続期間は(A)4週間,(B)8週間,(C)12週間,(D)20週間, (E)無期限(冬季R0 = 2.6のシナリオについては,図S13を参照).ソーシャルディスタンスの効果は,0からR0の60%減少までさまざまであった.累積感染サイズは,各有病率プロット(FからJ)の横に,群れの免疫閾値(水平の黒い棒)とともに示される.夏の間の広範囲にわたる感染を防ぐことは,伝染ピークを平らにして長引かせることができますが,激しい秋の波で感染する可能性のある感受性の高い(免疫のない)個人が多いことにつながる可能性がある.

図S13


R0 = 2.6の季節性がある1回限りの社会的距離のシナリオ。
(A-E)有病率の仮定シミュレーション
COVID-19感染の強い季節的強制力(f = 0.4で冬季R0 = 2.6および夏季R0 = 1.6となる)および2020年3月11日の確立後のCOVID-19症例(実線)と重症COVID-19症例(点線)
2週間後にソーシャルディスタンス適用、持続期間は(A)4週間、(B)8週間、(C)12週間、(D)20週間、(E)無期限。 ソーシャルディスタンスの効果は、0からR0の60%減少までさまざまであった。
累積感染サイズは、群れの免疫閾値(黒横線)とともに示してある。 夏の間の広範囲の感染を防ぐことは、伝染病を平らにし、長引かせることができるが、激しい秋の波で感染する可能性のある感受性の高い個人が多いことにつながる可能性がある.

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図6

現在および拡大された救命処置能力を有する間欠的なソーシャルディスタンスシナリオ
SARS-Cov-2有病率(黒い曲線)と重症例(赤い曲線)は,季節的な強制なし(AとC)と季節的な強制あり(BとD)の間欠的なソーシャルディスタンス(濃い青い領域)を考慮して計算.ディスタンスはR0を60%低下する.
クリティカルケア能力は,実線の黒横線で描かれ,ソーシャルディスタンスのオン/オフの閾値は,破線の横線で描かれている.
(A)(B)は現在の米国の救命救急能力を有するシナリオであり,(C)と(D)は現在の救命救急能力の2倍のシナリオである.
冬期のR0の最大値は2.2であり,季節的なシナリオでは,夏期のR0は1.3(40%の低下)である.
有病率は黒で,重症例は赤である.
各メインプロット(E~H)の右側には,時間の経過に伴う免疫の割合が,群れの免疫閾値(黒横線)とともに緑色で描かれている.

図S14

R0 = 2.6で,現在および拡大された救命処置能力を有する間欠的なソーシャルディスタンスシナリオ.
季節的強制(A,C)のないソーシャルディスタンス
季節的強制あり(B,D)
現在の救命救急処置能力(A,B;黒横実線)
現在の救命救急処置能力2倍の処置能力(C,D;黒実横線)
の間欠的ソーシャルディスタンス(濃青領域)と,
ソーシャルディスタンスのオン/オフ閾値は,破線の水平線で描かれている.
最大冬季R0は2.6であり,季節的シナリオでは夏季R0は1.6である(f = 0.4).
ディスタンスは,R0の60%の減少をもたらす.
有病率は黒で,重症例は赤で描かれている.
各メインプロット(E-H)の右側に,経時的な免疫の割合を群れの免疫閾値(黒横線)とともに緑色で描いてある.
季節性のないシナリオ(BおよびD)では,R0 = 2.2のシナリオと同じ閾値を用いて介入を誘発すると,臨界ケア能力の閾値を超えてしまう;この場合,流行のコントロールを維持するために閾値を改訂する必要がある.
季節的強制の有無によるR0 = 2.2およびR0 = 2.6の有効閾値の描出については図S10-11を参照のこと.

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間欠的なソーシャルディスタンスは,救命処置能力を超えないようにすることができた(図6および図S14)感染の自然経過により,ソーシャルディスタンスの開始と救命救急需要のピークとの間には約3週間の遅れがある.伝播が季節的に強制される場合,夏季のソーシャルディスタンスは,Roが年間を通してその最大冬季値で一定に保たれている場合,少ない頻度でよい可能性がある.集団における免疫の蓄積が感染の再興を遅らせるので,流行が続くにつれてソーシャルディスタンスの間隔が長くなる.しかし,現行の救命処置能力下では,SARS-CoV-2の流行の全期間は2022年まで続く可能性があり,その時点の25%(冬期Ro = 2と季節性;Fig. S11A)と75%(冬期Ro = 2.6と季節性なし;Fig. S9C)の間にソーシャルディスタンスを実施する必要があった.
潜伏期間,感染期間,入院期間がガンマ分布である場合,発生率はより急速に上昇し,遠隔措置を実施するためのより低い閾値(我々のモデルではRo = 2.2に対して10,000人あたり25例)およびより頻回の介入(図S16)が必要となる.
救命処置の能力を高めることで,集団の免疫がより急速に蓄積され,流行期間全体および社会的距離測定の全期間が短縮された(図6,CおよびD).ソーシャルディスタンスの頻度および期間は,現在および拡大された救命処置の能力を有するシナリオ間で類似していたが,2022年7月までに結論づけられた流行と,伝播の季節的強制の程度にもよるが,ソーシャルディスタンスは,2021年初頭から中頃までに完全に緩和することができた(図6,CおよびD).入院を必要とする感染の割合を半減させた仮定的治療を導入すると,救命処置の能力を倍増させるのと同様の効果があった(図S15).

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いかがでしたか?
NHKニュースでこの論文が
「2022年までかかる可能性がある」なんて簡単に報道されてしまい
こんなの,アブストラクトだけ読まれて簡単に報道されると困るな,とおもって一生懸命翻訳しました.

皆さんにわかっていただいたいことは
SARS-CoV-2は,SARS-CoV-1のようになくならない,つまり,集団免疫ができて,どんどんアウトブレイクしなくなるまで続く
すなわち,長丁場になることを覚悟してほしいってことです.

こういう論文は,専門家会議とか,コロナ対策本部とかは絶対読んでいますよ.
もっともっとたくさんの論文を詳細に検討しているはずです.
わたしなんかよりもっと頭の良い優れた専門家たちで一生懸命やってます.

なので,国の言っていることを信じてください.
厚生労働省は防衛省の次にブラックな職場として有名です.
医系技官たちは医師ですから,一般病院で診療したほうが断然お財布に優しい.
だけど,彼らは国民の皆さんのことを思って,日々,施策を考えているんです.
皆さんを守りたいからです.

そしてわたしも,そういう彼らを日頃見ていて,少しでも彼らの負担が減るようにと
皆さんに どうなっているのか? がわかるようにホームページを作って情報発信をしています.

みなさん,どうか国の施策を信じてください.

よろしくお願いいたします.

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長くなるのでページを分けます.

 

この記事の筆者:仲田洋美(医師)

医師・仲田洋美の保有資格

医籍登録番号 第371210号
麻酔科標榜医 厚生労働省医政発第1017001号 麻 第26287号
日本内科学会 認定内科医 第19362号
日本内科学会 総合内科専門医 第7900号
日本プライマリ・ケア連合学会 指導医 第2014-1243号
日本臨床腫瘍学会 がん薬物療法専門医 第1000001号
臨床遺伝専門医制度委員会認定 臨床遺伝専門医 第755号
日本感染症学会認定 インフェクションコントロールドクター ID3121号
日本化学療法学会 抗菌化学療法認定医 第J-535号

見ての通り、感染症専門医ではありませんが、感染症に関する二つの資格は一応持っているのと、「遺伝子検査」の専門医でもあります。
あと、この凝り性な性格でお勉強したので、通常の内科専門医よりは断然詳しいと思います。

間違っているところがあったらお知らせください。

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