Коронавірус: що таке індекс репродукції?

Під індексом репродукції, який зазвичай позначають літерою R, слід розуміти коефіцієнт відтворення вірусу. Якщо репродуктивний індекс вищий за одиницю, це означає, що один інфікований передає захворювання щонайменше ще одній людині - таким чином вірус поширюється далі. Якщо ж показник становить менше одиниці, то вірусом заражається дедалі менше людей, і кількість інфікованих скорочується. Математично це позначається так: R < 1.

Які фактори при цьому відіграють роль, пояснює епідеміолог Адам Кухарскі (Adam Kucharski). Він працює над математичними моделями інфекційних захворювань, щоб допомогти краще зрозуміти їх перебіг. А це, своєю чергою, має допомогти політикам ухвалювати рішення, які мають стримувати поширення вірусу і при цьому часом викликають у громадян занепокоєння щодо обмеження їхніх свобод.

Чотири ключові фактори

Раніше Адам Кухарскі вже досліджував такі захворювання як вірус Ебола, SARS, грип, а зараз працює над COVID-19. У своїй книжці "Правила зараження: чому речі поширюються і чому припиняються" ("The Rules of Contagion: Why Things Spread - and Why They Stop") він називає чотири параметри, які описують потенціал зараження певної хвороби. Англійською початкові літери цих параметрів утворюють слово DOTS, що перекладається як точки.

Duration (тривалість): означає тривалість інфекційності. Тобто, чим довше одна людина лишається хворою, тим довше вона може інфікувати інших людей. Чим раніше інфіковану людину ізолювати від інших, тим менше вона має часу, щоб передати вірус іншим особам. Проблема з SARS-CoV-2 полягає в тому, що люди з цим вірусом, очевидно, стають заразними ще за два-три дні до того, як у них з'являються симптоми. А за цей час, самі того не помічаючи, вони можуть інфікувати інших людей.

Opportunity (можливість): зі скількома людьми інфікована особа має контакт, за якого вона може передати вірус? На думку Адама Кухарскі, за звичайних обставин це відбувається в середньому п'ять разів на день. Ця змінна відображає нашу соціальну поведінку: вона знижується, якщо ми збільшуємо соціальну дистанцію, наприклад, під час привітання махаємо рукою, а не обіймаємося.

Transmission probability (імовірність передачі): наскільки імовірним є те, що вірус справді передасться від однієї особи до іншої під час зустрічі двох людей? Адам Кухарскі та його команда виходять з того, що це може статися у кожному третьому випадку. 

Susceptibility (вразливість): якщо вже відомі час, можливість та імовірність передачі, то наскільки імовірно також те, що людина, яка отримала дозу вірусу, на нього захворіє? Оскільки досі не існує вакцини і рівень зараження (а з ним і рівень тих, хто потенційно має імунітет) є досить низьким, ця змінна наближається до показника у 100 відсотків. Проте зі зростанням рівня імунізації вона буде знижуватися. При цьому кардинально знизити цей показник можливо, імовірно, лише шляхом проведення всеохопної вакцинації.

Орієнтир для політичних рішень

Усе решта - суто математика: якщо перемножити показники D, O, T та S, індекс репродукції. Усі чотири параметри є ключовими у питанні запобігання поширенню вірусу. Зазвичай особливо ефективним заходом боротьби є вакцинація. Але оскільки вакцини поки не існує, то вплинути можна лише на параметри D, O і T, тобто, на тривалість, можливість та імовірність передачі - ізолювати хворих, уникати соціальних контактів, кашляти в лікоть, а не долоню, мити руки.

Слід також розрізняти ефективний індекс репродукції (R) та базовий індекс репродукції (R0). Ефективний репродуктивний індекс показує, скільки людей у середньому заражає один інфікований після того, як були впроваджені стримувальні заходи поширення вірусу або частина населення отримала імунітет. Тоді як базовий репродуктивний індекс відображає, скільки людей заражає один інфікований без вжиття цих заходів. Тобто, під час визначення показника R0 виходять з того, що ніхто не вакциновний, ніхто не мав захворювання і, відповідно, імунітету, а також, що немає можливості стримати поширення вірусу.

Інститут імені Роберта Коха, який відповідає за моніторинг інфекційних захворювань у Німеччині, виходить з того, що базовий індекс репродукції SARS-CoV-2 становить від 2,4 до 3,3. Тобто, без вжиття заходів стримування вірусу кожен інфікований може заражати приблизно від двох до трьох осіб. Іншими словами, щоб взяти епідемію під контроль (тобто, добитися показника R < 1), треба запобігти приблизно двом третинам випадків передачі захворювання.

Заходи, яких наразі вживають, спрямовані на так зване "вирівнювання кривої" ("to flatten the curve"). Тобто, щоб кількість випадків захворювання не перевищувала можливостей системи охорони здоров'я. Тоді лікарям не доведеться поставати перед вибором - яких пацієнтів рятувати, а яких ні.