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Il recente scoppio di COVID-19 nella Cina continentale è stato caratterizzato da un aumento subexponential distintivo di casi confermati durante la prima fase dell’epidemia, contrastando una crescita esponenziale iniziale prevista per un focolaio non vincolato. I ricercatori hanno dimostrato che questo effetto può essere spiegato come conseguenza diretta delle politiche di contenimento che riducono efficacemente la popolazione sensibile.
Dicono gli autori: “A tal fine, introduciamo un modello parsimonioso che cattura sia la quarantena degli individui infetti sintomatici sia le pratiche di isolamento a livello di popolazione in risposta alle politiche di contenimento o ai cambiamenti comportamentali e dimostriamo che il modello cattura accuratamente il comportamento di crescita osservato. Le intuizioni fornite qui possono aiutare nell’attuazione attenta delle strategie di contenimento per focolai secondari in corso di COVID-19 o simili focolai futuri di altre malattie infettive emergenti”.Spiegano i ricercatori: “In sintesi, troviamo che una delle caratteristiche chiave della dinamica dell’epidemia COVID-19 nella provincia di Hubei, ma anche in tutte le altre province, è il forte aumento subexponential del numero di casi confermati, durante l’episodio transitorio dell’epidemia prima di assumere un comportamento saturo. Questa forma generale di crescita suggerisce che sono in atto principi fondamentali associati a questo particolare focolaio che sono dominati dall’interazione del processo di contagio con cambiamenti comportamentali endogeni nella popolazione sensibile e politiche di contenimento esterno. Mentre la forma esplicita delle curve di crescita discusse qui può essere influenzata da fattori come effetti stagionali, ritardo sistematico nella segnalazione o eterogeneità nella struttura demografica e nel mescolamento della popolazione, il fatto che i numeri di casi totali alla fine abbiano raggiunto un valore stabile suggerisce che le strategie di contenimento che proteggono la popolazione suscettibile dal processo di trasmissione era piuttosto efficace: rispetto ai potenziali casi di un focolaio non mitigato, solo una piccola parte della popolazione cinese a rischio è stata infettata fino ad oggi (29 marzo). Tuttavia, non possiamo escludere che altri fattori abbiano contribuito al comportamento di crescita visualizzato nei dati raccolti in un breve lasso di tempo durante una situazione di tensione. Il modello definito da Eqs. e discusso qui indica che il tipo di comportamento della crescita osservato può essere generalmente previsto se l’offerta di soggetti sensibili viene sistematicamente ridotta mediante strategie di contenimento implementate o cambiamenti comportamentali in risposta alle informazioni sull’epidemia in corso. A differenza dei processi di contagio che si sviluppano senza interferenze esterne o processi che portano semplicemente a cambiamenti parametrici nella dinamica, la nostra analisi suggerisce che è prevista una crescita non esponenziale quando la fornitura di soggetti sensibili si esaurisce in un arco temporale paragonabile al periodo infettivo di una malattia.
Il modello riproduce bene i conteggi dei casi empirici in tutte le province per valori di parametro plausibili. La qualità della riproduzione dei conteggi dei casi in tutte le 29 province colpite può essere utilizzata per stimare il tempo di picco del numero di individui infetti asintomatici o oligo-sintomatici nella popolazione, che è la quantità chiave per stimare il momento in cui un focolaio è in declino. L’analisi attuale indica che questa ora di punta è stata raggiunta intorno al 7 febbraio per Hubei e nei primi giorni di febbraio nelle restanti province interessate.
Il modello suggerisce inoltre che la risposta pubblica all’epidemia e le misure di contenimento messe in atto sono state efficaci nonostante l’aumento dei casi confermati. Il fatto che questo comportamento sia stato osservato in tutte le province indica anche che le strategie di contenimento erano universalmente efficaci. Sulla base della nostra analisi, tali strategie dovrebbero rimanere in vigore per un periodo più lungo rispetto al periodo massimo di incubazione dopo l’insorgere della saturazione in casi confermati. La nostra analisi mostra che le strategie di mitigazione che colpiscono la popolazione suscettibile e inducono cambiamenti comportamentali per questa “fine” del processo di trasmissione, possono essere molto efficaci per contenere un’epidemia, specialmente in situazioni in cui periodi infettivi asintomatici o lievemente sintomatici sono lunghi o la loro durata sconosciuta. Mentre le strategie di contenimento standard come la tracciabilità dei contatti possono diventare impossibili durante focolai su larga scala di tali malattie, l’implementazione di misure più rigorose può aiutare a ridurre rapidamente il numero di nuove infezioni, aumentando così rapidamente la fattibilità di interventi che non incidono sul grande pubblico drasticamente. Ciò può essere importante per lo sviluppo di strategie di contenimento per lo sviluppo di focolai secondari su larga scala di COVID-19 in diverse regioni del mondo o futuri focolai di altre malattie infettive.
Lo scoppio di COVID-19 causato dal coronavirus SARS-CoV-2 nella Cina continentale è stato attentamente monitorato da governi, ricercatori e pubblico. Il rapido aumento di casi diagnosticati positivamente e il conseguente aumento di focolai secondari in molti paesi del mondo hanno sollevato preoccupazioni su scala internazionale. L’Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS) ha quindi annunciato lo scoppio della COVID-19 un’emergenza di sanità pubblica di interesse internazionale il 31 gennaio e alla fine l’ha classificata come una pandemia l’11 marzo.
Nella Cina continentale, i casi confermati sono aumentati da ca. 330 il 21 gennaio 2020 a più di 17.000 il 2 febbraio 2020 nel giro di due settimane. Nella provincia di Hubei, epicentro dell’epidemia COVID-2019, i casi confermati sono aumentati da 270 a 11.000 in questo periodo, in tutte le altre province cinesi il numero di casi cumulati è aumentato da 60 a 6.000 nello stesso periodo. Tuttavia, a partire dal 28 marzo, il numero totale di casi si è saturato a 67.800 casi a Hubei senza nuovi casi al giorno e ha raggiunto 13.600 nelle restanti province cinesi con circa 50 nuovi casi al giorno.
Una crescita esponenziale iniziale di casi confermati è generalmente prevista per un focolaio incontrollato, come osservato ad esempio durante la pandemia di influenza A (H1N1) del 2009 o l’epidemia di Ebola del 2014 in Africa occidentale. Questo focolaio iniziale è nella maggior parte dei casi mitigato da efficaci strategie e politiche di contenimento che riducono la trasmissione e l’effettiva riproduzione del virus, generando comunemente una saturazione nel conteggio cumulativo dei casi e un decadimento esponenziale del numero di nuove infezioni. “Vogliamo sottolineare che il nostro modello descrive gli effetti generali dei meccanismi di contenimento, mediati efficacemente da molte strategie applicate o singoli cambiamenti di comportamento. La nostra analisi non può quindi identificare l’efficacia di azioni specifiche”, spiegano i ricercatori.
Il numero di casi risultati positivi a COVID-19 inizialmente è cresciuto esponenzialmente in Cina, ma poi ha rallentato. Dirk Brockmann, Professore alla Humboldt-Universität zu Berlin (HU) e leader del progetto al Robert Koch-Institut (RKI) e il suo postdoc Benjamin F. Maier hanno sviluppato questo modello di diffusione che tiene conto dell’effetto del distanziamento sociale e di altri misure per spiegare per l’ effetto.
I risultati del loro studio sono stati ora pubblicati nell’edizione online della rivista Science.
“In genere si può prevedere una crescita esponenziale nel caso in cui una malattia infettiva si diffonda senza ostacoli”, spiega Brockmann. “Ad esempio, una persona infetta infetta tre persone, queste tre persone a loro volta infettano tre persone ciascuna – e dopo poco tempo, ci sono molte persone che si sono ammalate”. Secondo Brockmann, tuttavia, questa crescita non può essere osservata in Cina. “Dalla fine di gennaio, il numero di casi è aumentato costantemente e poi si è appiattito. I fisici teorici vedono la causa dell’appiattimento nei cambiamenti comportamentali individuali in accordo con le distanze sociali o le misure del governo come la ricerca dei contatti e il coprifuoco. Nel tempo, queste misure portano a sempre meno contatti tra persone infette e non infette, il che porta a una riduzione temporale del cosiddetto tasso di riproduzione. “Se una persona infetta in media altre tre persone, ma poi solo due persone ciascuna e quindi solo una persona ciascuna, l’epidemia cresce più lentamente che esponenzialmente – questa crescita è chiamiata sub-esponenziale”, spiega Maier, collega di Brockmann.
Nel loro modello, i ricercatori presumono che nel tempo un numero crescente di persone non infette sia protetto dal processo di diffusione. “Pertanto, il numero di nuove infezioni al giorno raggiunge presto un massimo e poi diminuisce di nuovo”, afferma Brockmann. Nel frattempo, effetti simili possono essere osservati in altri paesi, ad esempio in Italia, Spagna o Germania.
Fonte: Science
