Studie av nyttan med nedstängningar under epidemier identifierar alternativ lösning

Flödesschema för den epidemiologiska modellen. Kompartment illustreras med lådor, medan de andra tillståndsvariablerna representeras med cirklar. Pilarna anger flöden (heldragna linjer) och funktionella beroenden (hastigheter; streckade linjer) inom modellen. Kredit: Teoretisk populationsbiologi (2024). DOI: 10.1016/j.tpb.2024.02.002
Flödesschema för den epidemiologiska modellen. Kompartment illustreras med lådor, medan de andra tillståndsvariablerna representeras med cirklar. Pilarna anger flöden (heldragna linjer) och funktionella beroenden (hastigheter; streckade linjer) inom modellen. Kredit: Teoretisk populationsbiologi (2024). DOI: 10.1016/j.tpb.2024.02.002

Covid-19-pandemin väckte frågor om när och i vilken utsträckning kostsamma icke-farmaceutiska åtgärder (t.ex. nedstängningar) bör användas för att bromsa den smittsamma spridningen av viruset. I en ny studie har forskare tagit sig an den frågan med hjälp av en dynamisk optimeringsmodell. De fann att små förändringar kan leda till att det optimala svaret växlar mellan mycket olika tillvägagångssätt och identifierade ett alternativt tillvägagångssätt som tidigare inte har erkänts som effektivt.

Studien genomfördes av forskare vid Carnegie Mellon University, International Institute for Applied Systems Analysis, University of Vienna, Vienna University of Technology, Tilburg University och Vienna Academy of Sciences. Resultaten publiceras i tidskriften Theoretical Population Biology.

”Vissa åtgärder för att bromsa sjukdomsspridning är billiga, men andra stör ekonomisk, pedagogisk och social aktivitet”, konstaterar Jonathan P. Caulkins, professor i operationsforskning och offentlig politik vid Carnegie Mellons Heinz College, som var medförfattare till studien. ”Det senare tvingar regeringar att balansera hälsofördelarna med minskad infektion och död mot bredare samhällskostnader som orsakas av nedstängning.”

Tidigare modeller som undersökte den optimala låsningsstrategin för att motverka pandemier som COVID-19 fann att beslutsfattare ofta står inför ett starkt val: Det kan vara optimalt att låsa ner mycket aggressivt för att mer eller mindre undvika epidemin (en ”hälsostrategi”) eller det kan vara optimalt att använda lockdowns mer sparsamt för att försena men inte undvika att de flesta människor blir smittade (en ”ekonomisk strategi”).

Det arbetet visade också att små förändringar i vissa nyckelparametrar kan vända den optimala strategin från en extrem till den andra.

Forskare har länge observerat att en population som utsätts för en infektion kan delas in i tre kategorier: mottaglig (S), infekterad (I) och återställd (R), vilket skapar en SIR-modell.

Tidigare forskning har undersökt hur man kan justera nedstängningsintensiteten i takt med att en epidemi utvecklas. I den här studien utökade forskarna detta arbete genom att komplettera den vanliga SIR-modellen med möjligheterna att a) vaccinernas skyddande effekter kan avta över tid, 2) viruset kan mutera på sätt som gör tidigare immunitet mindre effektiv, och 3) de resulterande återinfektionerna är mindre dödliga än infektioner hos personer utan immunitet.

Forskarna kallade dessa tre ytterligare funktioner för nyheter och undersökte effekterna av att successivt lägga till var och en av dem i den grundläggande SIR-modellen. De lade sedan till ytterligare en egenskap: ett inflöde av infektioner även när ingen i fokuspopulationen var infekterad (t.ex. infektion från utlandet). I studien beaktades även immunitetens varaktighet och nedstängningens intensitet.

Mer aggressiva försök att använda icke-farmaceutiska åtgärder, som nedstängningar, leder till färre infektioner men också till större ekonomiska och sociala bördor. Till exempel resulterade Kinas noll-COVID-politik i en lång och smärtsam nedstängning, och i många länder som stängde skolor skadades elevernas utbildningsframsteg.

Ett återkommande tema i analysen, säger forskarna, är förekomsten av break-even eller tipping points. Om en parameter som beskriver infektionen eller motåtgärden ligger över det kritiska värdet är det bäst att följa en viss strategi, men om parametern visar sig ligga under det kritiska värdet kan det leda till en helt annan strategi.

Bland dessa viktiga parametrar finns den värdering som samhället gör av att undvika ett dödsfall till följd av covid-19 i förhållande till det värde som läggs på de ekonomiska, sociala och utbildningsmässiga skador som orsakas av att viktiga delar av samhället stängs ned.

Det är viktigt att erkänna denna fråga eftersom parametrar återspeglar individers eller samhällens värderingar; de är inte vetenskapliga fakta som kan mätas objektivt. Därför kan två personer som är överens om alla vetenskapliga fakta ändå på ett rimligt och intelligent sätt föredra olika strategier för covidkontroll.

Ett annat tema är förekomsten av alternativa optimala lösningar som återspeglar fundamentalt olika strategier. Genom att utöka SIR-standardmodellen med de egenskaper som bedömdes i denna studie identifierade forskarna en tredje typ av lösning som använder perioder av striktare och mindre strikta nedstängningar för att följa återkommande epidemiska vågor.

Även om återkommande vågor av epidemier och nedstängningar vid första anblicken kan betraktas som bevis på att politiken misslyckats, kan det i själva verket vara det bästa sättet att reagera på verkligheten med ett virus som muterar eller på annat sätt besegrar tidigare förvärvad immunitet. Författarna noterar också att åtgärder som skulle ha varit optimala för covid-19 kanske inte är optimala för nästa pandemi om det virus som orsakar nästa pandemi är lite mer smittsamt, lite mindre dödligt eller lite mindre benäget att mutera.

”Oavsett vilken strategi man väljer bör man kanske vara medveten om att det inte kommer att vara den bästa eller rätta strategin för varje individ och att en ökad förståelse för det nya virusets idiosynkratiska egenskaper kan kräva att även experter ändrar sig”, säger Dieter Grass, gästforskare vid International Institute for Applied Systems Analysis och huvudförfattare till studien.

”Val om epidemirelaterade policyer bör ses som en övning i att kompromissa för det kollektiva bästa, inte en fråga om att mekaniskt härleda den enda, sanna, evidensbaserade policy som alla rationella människor måste gynna.”

Ytterligare information: Riding the waves from epidemic to endemic: Viral mutations, immunological change and policy responses, Theoretical Population Biology (2024). DOI: 10.1016/j.tpb.2024.02.002

Bli först med att kommentera

Lämna ett svar

Din e-postadress kommer inte att publiceras.