Prognozy długoterminowe: wpływ epidemii dwóch prędkości

27-04-2020

Ze względu na powtarzające się doniesienia o znacznej liczbie przypadków zakażeń pochodzących z ognisk w domach pomocy społecznej (DPS) lub szpitalach (wg danych GIS na 8.04 dotyczyło to 36,7% rozpoznań [1]), zdecydowaliśmy się na zbadanie wpływu możliwości występowania zjawiska "epidemii dwóch prędkości" na wyniki prognoz, zwłaszcza długoterminowych. Obserwowana dzienna liczba rozpoznań jest wynikiem złożenia obserwacji ze stosunkowo nielicznej populacji, w której współczynnik transmisji R0 jest bardzo wysoki (DPS, szpitale itp.) oraz bardzo licznej, w której współczynnik transmisji oscyluje wokół wartości 1. Po naturalnym przejściu epidemii w populacji o wysokim współczynniku transmisji lub jej wygaszeniu w tej populacji wskutek wdrożenia odpowiednich procedur, zaczyna dominować dynamika epidemii z drugiej grupy. Dokładny opis przeprowadzonych symulacji znajduje się w opisie Rysunku 1.

<b>Wpływ hipotetycznych "epidemii dwóch prędkości" na obserwowane dane oraz predykcje.</b> Na wykresie przedstawiono rozwój epidemii w dwóch hipotetycznych populacjach (linie przerywane): Populacja 1 (np. Szpitale i DPSy): <i>N = 50 000; R<sub>0</sub> = 4</i> - "Szybka" epidemia; Populacja 2 (populacja ogólna): <i>N = 35 950 000; R<sub>0</sub> = 1.7</i> - "Powolna" epidemia. Czerwonymi kropkami oznaczono łączną hipotetyczną, podobną do przebiegu epidemii w Polsce, liczbę rozpoznań, dla których dokonano predykcji rozwoju epidemii. Czerwone krzyżyki wskazują dalszy rozwój liczby diagnozowanych przypadków. Linia ciągła prezentuje predykcję opartą na wskazanym zbiorze obserwacji. Niekontrolowana epidemia w Populacji 1 jest w fazie szybkiego wzrostu (<i>R<sub>0</sub> = 4</i>) i osiąga szczyt w początkach maja. Dynamika Populacji 2 jest wolniejsza, w związku z tym w obserwowanej łącznej liczbie rozpoznań dominują przypadki z Populacji 1. Ciągła linia pokazuje, że predykcja w przypadku modelowania obu populacji łącznie dla danych zaobserwowanych do 25.04 jest zbyt pesymistyczna w odniesieniu do dalszego rozwoju epidemii "dwóch prędkości."

Rysunek 1. Wpływ hipotetycznych "epidemii dwóch prędkości" na obserwowane dane oraz predykcje. Na wykresie przedstawiono rozwój epidemii w dwóch hipotetycznych populacjach (linie przerywane): Populacja 1 (np. Szpitale i DPSy): N = 50 000; R0 = 4 - "Szybka" epidemia; Populacja 2 (populacja ogólna): N = 35 950 000; R0 = 1.7 - "Powolna" epidemia. Czerwonymi kropkami oznaczono łączną hipotetyczną, podobną do przebiegu epidemii w Polsce, liczbę rozpoznań, dla których dokonano predykcji rozwoju epidemii. Czerwone krzyżyki wskazują dalszy rozwój liczby diagnozowanych przypadków. Linia ciągła prezentuje predykcję opartą na wskazanym zbiorze obserwacji. Niekontrolowana epidemia w Populacji 1 jest w fazie szybkiego wzrostu (R0 = 4) i osiąga szczyt w początkach maja. Dynamika Populacji 2 jest wolniejsza, w związku z tym w obserwowanej łącznej liczbie rozpoznań dominują przypadki z Populacji 1. Ciągła linia pokazuje, że predykcja w przypadku modelowania obu populacji łącznie dla danych zaobserwowanych do 25.04 jest zbyt pesymistyczna w odniesieniu do dalszego rozwoju epidemii "dwóch prędkości."