Hvordan spredes Coronavirus? Liz Specht nedbryder systemisk risiko – ved matematikken – da 16 millioner sættes i karantæne i Italien

Søndag udstedte embedsmænd i Italien en karantæne, der vil låse 16 millioner mennesker, inklusive beboere i Venedig og Milano, ned, da landets antal sager om koronavirus sprang til 7.375.

Ifølge Associeret presse, karantæne i Italien gælder for Lombardiet og mere end et dusin andre provinser, der påvirker konferencer, begivenheder og bryllupper og steder, hvor folk samles, herunder museer, biografer, indkøbscentre og restauranter. De stramme begrænsninger vil påvirke ca. 25% af landets befolkning.

Siger premiere Giuseppe Conte,

”Der vil være et forbud for alle at flytte ind og ud af disse territorier og også inden for det samme territorium. Undtagelser er kun tilladt for dokumenterede faglige behov, ekstraordinære tilfælde og sundhedsmæssige problemer. ”

Med antallet af bekræftede Covid-19 tilfælde stigende, forsøger folk at vurdere risiciene, mens de analyserer dataene. Ifølge Johns Hopkins University er der i øjeblikket 109.575 bekræftede tilfælde verden over, op fra 101.932 fredag. Siden den første sag blev opdaget i Wuhan, Kina i december sidste år, har Covid-19 dræbt 3.799.

Så hvordan vil virussen fortsætte med at sprede sig i lokale samfund? Og hvordan kan fremskrivninger tage højde for spredning blandt hjemløse, hvor test er begrænset eller ikke-eksisterende?

Liz Specht, associeret direktør for videnskab og teknologi ved The Good Food Institute, gæstelektor ved Singularity University og tidligere bachelor forskningsassistent i kemisk og biomolekylær teknik ved Johns Hopkins University, lægger ud via Twitter hvordan virussen forventes at sprede sig – efter antallet.

”Jeg tror, ​​at de fleste mennesker ikke er opmærksomme på risikoen for systemisk sundhedssvigt på grund af COVID19, fordi de simpelthen ikke har kørt tallene endnu. Lad os snakke matematik.

Lad os antage, at der er 2.000 aktuelle sager i USA i dag 6. marts. Dette er cirka 8 gange antallet af bekræftede (laboratoriediagnosticerede) tilfælde. Vi ved, at der er betydelig under-Dx på grund af manglende testsæt; Jeg vil behandle implikationer senere af under- / overoverslag.

Vi kan forvente, at vi fortsat vil se en fordobling af tilfælde hver sjette dag (dette er en typisk fordoblingstid på tværs af flere epidemiologiske undersøgelser). Her mener jeg * faktiske * sager. Bekræftede tilfælde kan synes at stige hurtigere på kort sigt på grund af nye testkit-udrulninger.

Vi ser på omkring 1 mio. Sager i USA inden udgangen af ​​april, 2 mio. Til ~ 5. maj, 4 mio. Til ~ 11. maj osv. Eksponentialer er svære at forstå, men sådan går det.

Når sundhedssystemet begynder at mætte under denne sagsbelastning, bliver det stadig sværere at opdage, spore og indeholde nye transmissionskæder. I mangel af ekstreme indgreb sænkes dette sandsynligvis ikke væsentligt, før det rammer >>1% af den modtagelige befolkning.

Hvad betyder en sagsbelastning af denne størrelse for sundhedssystemet? Vi undersøger kun to faktorer – hospitalssenge og masker – blandt mange, mange andre ting, der vil blive påvirket.

USA har omkring 2,8 hospitalssenge pr. 1000 mennesker. Med en befolkning på 330 mio. Er dette ~ 1 mio. Senge. Til enhver tid er 65% af disse senge allerede besat. Det efterlader omkring 330.000 senge tilgængelige landsdækkende (måske lidt færre denne årstid med regelmæssig influenzasæson osv.).

Lad os stole på Italiens tal og antage, at ca. 10% af tilfældene er alvorlige nok til at kræve indlæggelse. (Husk, at indlæggelse for mange patienter varer i * uger * – med andre ord vil omsætningen være * meget * langsom, da senge fyldes med COVID19-patienter).

Ved dette skøn, omkring 8. maj, vil alle åbne hospitalssenge i USA blive fyldt. (Dette siger naturligvis intet om, hvorvidt disse senge er egnede til isolering af patienter med en meget infektiøs virus.)

Hvis vi tager fejl af en faktor to med hensyn til brøkdelen af ​​alvorlige tilfælde, ændrer det kun tidslinjen for sengemætning med 6 dage i begge retninger. Hvis 20% af tilfældene kræver hospitalsindlæggelse, løber vi tør for senge inden den 2. maj.

Hvis kun 5% af tilfældene kræver det, kan vi gøre det indtil ~ 14. maj. 2,5% får os til 20. maj. Dette antager naturligvis, at der ikke er nogen stigning i efterspørgslen efter senge fra * andre * (ikke-COVID19) årsager, hvilket virker som en tvivlsom antagelse.

Da sundhedssystemet bliver mere og mere belastet, Rx-mangel osv., Kan mennesker med kroniske tilstande, der normalt er godt styret, finde sig i at glide ind i alvorlige tilstande med medicinsk nød, der kræver intensiv & indlæggelse. Men lad os ignorere det for nu.

Okay, så det er senge. Nu masker. Feds siger, at vi har et nationalt lager med 12M N95-masker og 30M kirurgiske masker (som ikke er ideelle, men bedre end ingenting).

Der er omkring 18 mio. Sundhedsarbejdere i USA. Lad os antage, at kun 6 M HCW arbejder på en given dag. (Dette er sandsynligvis en undervurdering, da de fleste arbejder de fleste dage i ugen, men igen spiller jeg konservativt ved hver tur.)

Da COVID19-tilfælde mætter stort set alle stater og amter, hvilket sandsynligvis vil ske enhver dag nu, vil det snart være uansvarligt for alle HCW’er at ikke bære en maske. Disse HCW’er brændte gennem N95-lagrene på 2 dage, hvis hver HCW kun fik EN maske om dagen.

Én om dagen ville hverken være hygiejnisk eller pragmatisk, selvom dette virkelig var det, vi så i Wuhan, hvor HCW’er kollapsede på deres skift fra dehydrering, fordi de forsøgte at undgå at ændre deres PPE-dragter, da de ikke kan genbruges.

Hvor hurtigt kunne vi øge produktionen af ​​nye masker? Slet ikke meget hurtigt. Langt størstedelen fremstilles i udlandet, næsten alle i Kina. Selv når råvarerne fremstilles her i USA, er de overvejende fra udlandet … igen, overvejende fra Kina.

Husk, at alle lande globalt vil gennemgå nøjagtig samme kriser og mangel samtidigt. Vi kan ikke tvinge handel til vores fordel.

Overvej nu, hvordan disse 2 faktorer – mangel på seng og maske – forstærker hinandens sværhedsgrad. Fuld hospitaler + få masker + HCW’er, der løber rundt mellem senge uden ordentlig PPE = meget dårlig blanding.

HCW’er er allerede ved at blive inficeret, selv med adgang til fuld PPE. I lyset af denne alvorlige begrænsning af personlige værnemidler er det kun et spørgsmål om tid. HCW’er begynder at falde fra arbejdsstyrken i flere uger ad gangen, hvilket fører til en mangel på HCW’er, som derefter yderligere forstærker begge problemer ovenfor.

Vi kunne fortsætte og fortsætte omkring tusinder af faktorer – antal ventilatorer eller endda enkle ting som saltvandsposer. Du kan se, hvor dette går hen.

Det er vigtigt, at jeg ikke kan understrege dette nok: selvom jeg tager fejl – endda MEGET forkert – om kerneforudsætninger som% af alvorlige tilfælde eller nuværende sag #, ændrer det kun tidslinjen efter dage eller uger. Sådan fungerer eksponentiel vækst i en immunologisk naiv befolkning.

Ufortjent panik gør ingen noget godt. Men heller ikke dårligt informeret selvtilfredshed. Det er forkert at overbevise offentligheden ved at sige ‘kun 2% vil dø.’ Folk griber ikke i tilstrækkelig grad den nationale og globale systemiske byrde, der frembringes ved denne hurtige bevægelse af en sygdom.

Jeg er ingeniør. Dette er hvad mit sind gør hele dagen: Jeg kører konvolutberegninger for at forsøge at estimere størrelsesordenens virkninger. Jeg har været i høj alarm med denne sygdom siden ~ 19. januar efter at have læst kliniske indikatorer i de første papirer, der kom fra Wuhan.

Intet i de sidste 6 uger har dæmpet min alarm i det mindste. Tværtimod ser vi stødende nægtelse fra mange lande om at reagere eller forberede sig tilstrækkeligt. Naturligvis vil nogle af disse skøn være forkerte, endda væsentligt forkerte.

Men jeg har ingen grund til at tro, at de er forkert i størrelsesorden. Selv hvis din personlige risiko for død er meget, meget lav, må du ikke spotte beslutninger som at annullere begivenheder eller lukke arbejdspladser som unødig ‘panik’.

Disse foranstaltninger er det absolutte minimum, vi skal gøre for at forsøge at flytte toppen – for at bremse stigningen i sager, så sundhedssystemerne bliver mindre overvældede. Hver dag, hvor vi kan udsætte en ekstra sag, er det en stor gevinst for HC-systemet.

Og ja, du skal virkelig forberede dig på at spænde lidt ned. Alle tjenester og forsyningskæder vil blive påvirket. Hvorfor risikere stress ved at være dårligt forberedt?

I værste fald har jeg massivt forkert, og du har nu en enorm pose ris og sorte bønner til at brænde igennem de næste par måneder og nok Robitussin til at rejse ud.

En tanke mere: du har sandsynligvis set flere respekterede epidemiologer har anslået, at 20-70% af verden vil blive inficeret inden for det næste år. Hvis du bruger 6-dages fordoblingsgrad, som jeg nævnte ovenfor, lander vi på ~ 2-6 milliarder smittet af engang i juli i år.

Naturligvis tror jeg, at fordoblingstiden begynder at aftage, når en stor del af befolkningen er blevet inficeret, simpelthen på grund af flokkeimmunitet og en mindre modtagelig befolkning. ”