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新たなCOVID-19予測モデルは第4波の可能性を予測し、それを最小限に抑える方法

新たなCOVID-19予測モデルは第4波の可能性を予測し、それを最小限に抑える方法
1月に開始されたブートキャンプでは、ワシントン大学看護学部の学生が、COVID-19ワクチン接種に協力したいと希望する他のワシントン大学の学生や教職員を指導しています。(田口清美/ワシントン大学写真)

まずは良いニュースから。シアトル大都市圏、ワシントン州、そして全米における新型コロナウイルス感染症(COVID-19)の新規感染者数は1月初旬以降減少傾向にあり、いわゆる第3波からの回復を示しています。

悪いニュースになるかもしれない。新たなモデルは第4波が近づいている可能性を予測しているが、それがいつ、どのようにピークを迎えるのかは不透明だ。

保健当局は、私たちは時間との競争を強いられていると警告している。できるだけ多くの人々に迅速にワクチン接種を行う能力と、より感染力が強く、おそらくはより致死性の高いCOVIDウイルスの変異株の出現との競争だ。これらの変異株には、英国、南アフリカ、ブラジル由来の株が含まれる。

「毎日、悲観と楽観の間で揺れ動いています。最悪の事態は過ぎ去る時が来るとは思いますが、まだ確定するにはまだ分からない変数が多すぎるのです」と、フレッド・ハッチンソンがん研究センターの感染症モデル研究者、ジョシュア・シファー博士は述べた。

水曜日にmedRxivに投稿されたシファー氏らの研究によると、様々な要因がどのように作用するかによって、年末までにキング郡の人口の28~40%がウイルスに感染することになるという。これには、確認された症例と未検出の症例の両方が含まれる。(科学者らは、シアトル、ベルビュー、レドモンドといったテクノロジー拠点を含むキング郡の約15%がこれまでに感染していると推定している。公式の確認症例数は4%未満である。)

キング郡におけるCOVID感染をモデル化した新たな研究の著者、左上から時計回りに:ジョシュア・シファー、ダニエル・リーブス、クロエ・ブラシス、ドブロミール・ディミトロフ、ミア・ムーア、デビッド・スワン。

フレッド・ハッチ研究所の研究者たちは、ワクチン接種率、感染と伝播を防ぐワクチンの有効性、そして政府が事業や社会活動の部分的な封鎖を実施するきっかけとなる感染レベルを変化させ、3,888回のシミュレーションを実行した。彼らは、ウイルスの抑制においてどの対策が最も重要であるかを明らかにしようとした。

彼らの結論は、「考えられるすべてのシナリオにおいて、迅速なワクチン接種と部分的なロックダウンの早期実施が、最も多くの命を救うための2つの最も重要な変数である」というものである。

この研究はまだ査読を受けていない。

ワシントン州ではこれまでに72万8000回以上のワクチン接種が行われています。州全体では1日平均2万8000回接種を行っており、目標接種回数は4万5000回です。人口の約8%が1回目の接種を済ませ、約2%が完全接種を完了しています。月曜日には、キング郡をはじめとする人口の多いピュージェット湾地域の8つの郡が、州から部分的なロックダウンの緩和を許可されました。

フレッド・ハッチ研究所の研究者によるモデル化によると、キング郡でジェイ・インスリー知事の目標とほぼ一致する1日8,000回分のワクチン接種を実施すれば、感染力の高い変異株が出現した場合でも、全体的な感染と死亡を抑制できると示されています。直感に反するかもしれませんが、部分的なロックダウン発動時期により、感染力のはるかに高い変異株が出現したシナリオでは、中程度のワクチン接種率でわずかに良好な結果が得られました。(フレッド・ハッチ研究所の画像) クリックして拡大

先週末、保健指標評価研究所(IHME)は、4月末までの新型コロナウイルス感染症(COVID-19)の最新予測を発表しました。ワシントン大学の研究センターであるIHMEは、世界、国、州レベルで予測を行っています。

両組織の予測は以下のとおりです。

  • フレッド・ハッチ・モデルは、キング郡の現在のワクチン接種率に最も近い数値を使用し、主にB.1.1.7として知られる英国の変異株によって引き起こされる第4波の感染が5月から8月の間に発生し、部分的なロックダウンが必要になると予測している。
  • この地域で週当たり4万5000人(州全体では1日当たり4万5000人)に近いワクチン接種数を達成できれば、複数の要因に応じて第4波は排除されるか、秋まで延期されて大幅に減少する可能性があります。
  • IHMEは、ワクチン接種を受けた人々を含め、変異株が猛威を振るい始めるという最悪のシナリオを経験しない限り、ワシントン州および米国の感染率と死亡率は少なくとも春までは低下し続けると予測している。

春の新型コロナウイルス感染者急増に関しては、「どの州もこれを許容するとは思えない」とワシントン大学のIHME教授で人口健康の最高戦略責任者を務めるアリ・モクダッド氏は語った。

感染者数と死者数の減少傾向が反転し始めれば、すぐにロックダウンが実施されるだろうとモクダッド氏は予測した。「(各州は)できるだけ早くブレーキをかけるだろう。新しい変異株が蔓延し、感染力が高く、致死率も高いという話が聞こえ始めれば、すぐにマスク着用が増えるだろう。」

ワシントン大学人口健康学部のIHME教授兼最高戦略責任者、アリ・モクダッド氏。(ワシントン大学写真)

モクダッド氏は、昨年米国とワシントンで感染者数が最大となった秋冬については、予測が不確実だと述べた。寒さが増すと感染者数は増加すると予想しているが、その深刻さは、人口の何パーセントがワクチン接種を受けているか、あるいは既に感染しているか、どの変異株が優勢か、そしてワクチンがそれらに対してどの程度の効果を発揮するかによって左右されるという。

変異株に関する情報はまだ出回っていない。B.1.1.7はピュージェット湾地域で複数の症例で確認されており、元のウイルスよりも約50%感染力が強いと推定されている。先週、米国でブラジル株と南アフリカ株の最初の症例が確認された。

現在承認されているワクチンは、B.1.1.7とブラジル変異株に対しては概ね効果があるようですが、南アフリカ変異株に対しては効果が限定的です。とはいえ、ワクチンは大きな効果をもたらし、新たな変異株の出現により、特に太平洋岸北西部ではワクチン接種の緊急性が高まっています。

ワシントン州、オレゴン州、ハワイ州は、新型コロナウイルス感染拡大の抑制という点では他の多くの州よりも優れた成果を上げているが、集団免疫の獲得という点では、感染が猛威を振るった州と比べて、少なくとも一時的には、これらの西部諸州は不利な立場に置かれている。

ノースダコタ州、サウスダコタ州、ユタ州、アリゾナ州、テネシー州を含む8州では、人口10万人あたり1万人を超える感染者数を記録しており、ワシントン州では4,000人強となっている。疫学者は、実際の感染者数はこの4倍に上る可能性があると推定している。つまり、ワクチン接種を考慮する前でさえ、一部の州では感染率が50%に近づいているということだ。

感染者数が少ない州では「集団感染に寄与する症例数もほとんどありません」とシファー氏は述べた。「そのため、ワクチン接種の負担は大きくなります。」

英国保健指標評価研究所(IHME)のモデルは、英国変異株の拡散、ワクチン接種者による感染、マスクの使用状況など、さまざまなシナリオにおけるCOVID-19感染予測を示しています。(IHME画像)クリックして拡大します。

COVID の専門家が何を考えていて、皆さんに知ってほしいかを以下に詳しく紹介します。

  • マスクは依然として重要です。屋内や混雑した場所ではマスクを重ねて着用することを検討する必要があります。また、医師、エッセンシャルワーカー、教師などは N95 マスクを着用する必要があります。
  • ワクチン接種を受けた人はマスクを着用する必要があります。 ワクチン接種を受けた人は、たとえ自身は発症していなくても、COVID-19を拡散させる可能性があります。IHMEモデルでは、ワクチン接種を受けた人の半数がウイルスを感染させる可能性があると想定されています。
  • すべてのワクチンが効果を発揮します。ワクチンの有効性はそれぞれ異なりますが、臨床試験で5種類のワクチン(ファイザー、モデルナ、アストラゼネカ、ノババックス、ジョンソン・エンド・ジョンソンのワクチンを含む)を接種した人の中で、COVID-19で死亡した人はいませんでした。南アフリカの変異株はワクチンの感染予防効果を低下させるように見えますが、「ワクチン接種を受けた人の死亡率を増加させるという証拠はまだありません」とニューヨーク・タイムズ紙は報じています。
  • 1 回か 2 回か: 1 回の接種 でメリットがあることを考えると、1 回接種を多くの人に優先的に行う方が良いかどうかという疑問に答えるには、さらなる研究が早急に必要です。
  • 予防は重要です。 疫学者は「R」、つまり再生産数について語ります。これは、COVID-19患者1人が何人に感染させるかを示すものです。Rが1を超えると感染者数は増加し、1を下回ると減少していることを意味します。Rのあらゆる小さな変化、例えばマスクの着用率の向上、ワクチンの無駄の削減、スーパースプレッダーの発生件数の減少などは、大きな影響をもたらします。
  • 検査を忘れないでください。迅速なCOVID検査を定期的に実施することは、PCR検査よりもエラーが発生しやすいものの、学校や大学などの環境や対面で働く労働者の間での感染拡大を抑制できる可能性があります。
  • さらなるゲノム検査が必要: 連邦政府は、懸念される変異株を追跡するために、ゲノム配列解析が可能なすべての研究所にCOVIDサンプルの検査を依頼すべきだ。

編集者注:この記事は、州が週ごとではなく毎日平均 28,000 回のワクチン接種を実施していることを訂正するために更新されました。