Nature: Covid-19 – сценарий 2021 и след това

Юни 2021 г. Светът е в пандемичен режим от година и половина. Вирусът продължава да се разпространява бавно, но упорито; периодичните блокировки са новото нормално. Одобрената ваксина предлага шест месеца защита, но международното сключване на сделки забавя разпространението ѝ. Около 250 милиона души заразени по целия свят, а 1,75 милиона мъртви. Такъв е сценарият, който Nature описва на страниците си.

Сценарии като този представят как може да се играе пандемията COVID-19. По света епидемиолозите изграждат краткосрочни и дългосрочни прогнози като начин да се подготвят и потенциално да смекчат разпространението и въздействието на SARS-CoV-2, вируса, причиняващ COVID-19. Въпреки че прогнозите и сроковете им варират, авторите се съгласяват по две неща: COVID-19 е тук, за да остане, а бъдещето зависи от много неизвестни, включително дали хората развиват траен имунитет към вируса, дали сезонността влияе върху неговото разпространение и – може би най-важното – изборите, направени от правителства и отделни лица. „Много места се отварят, но и много не. Все още не знаем какво ще се случи“, казва Розалинд Его, специалист по моделиране хода на инфекциознитш болести в Лондонската школа по хигиена и тропическа медицина (LSHTM).

„Бъдещето много зависи от това каква е степента на социално дистанциране и какъв вид превенция правим“, казва Джоузеф Ву, специалист по моделиране хода на болестта в университета в Хонконг.

 Последните модели и доказателства от успешни блокировки показват, че промените в поведението могат да намалят разпространението на COVID-19, ако повечето, но непременно всички, ги спазват.

„Миналата седмица броят на потвърдените COVID-19 инфекции премина 15 милиона в световен мащаб, а броят на починалите е около 650 000. Все повече страни се „отварят“, което кара някои хора да предполагат, че пандемията приключва“, казва Йонатан Град, епидемиолог от училището за обществено здраве на Harvard TH Chan в Бостън, Масачузетс. „Но това не е така. Предстои ни дълъг път. “

Ако имунитетът към вируса продължи по-малко от година, подобно на други човешки коронавируси в циркулация, може да има годишни скокове на инфекции с COVID-19 до 2025 г. и след това.

Какво ни очаква в бъдеще?

Пандемията не се разиграва по един и същи начин навсякъде. Страни като Китай, Нова Зеландия и Руанда достигнаха ниско ниво на случаите – след блокиране с различна дължина – и облекчават ограниченията, докато наблюдават проблясъци. На други места, като в Съединените щати и Бразилия, случаите се увеличават бързо, след като правителствата бързо премахват изолацията или не я активират в цялата страна.

Последната група плаши анализаторите на хода на болестта. В Южна Африка, която сега е на пето място в света по общо случаи на COVID-19, екип от автори на модели изчисляват, че страната може да очаква пик през август или септември, с около един милион активни случая и общо 13 милиона симптоматични случаи до началото на ноември. По отношение на болничните ресурси „ние вече нарушаваме капацитета в някои области, така че смятам, че най-добрият ни сценарий не е добър“, казва Жулиета Пулиам, директор на Южноафриканския център за епидемиологично моделиране и анализ в университета „Стеленбош“.

Но има и обнадеждаващи новини, тъй като указанията за блокиране и изолация намаляват. Ранните доказателства сочат, че личните промени в поведението, като измиване на ръцете и носене на маски, продължават и след строгото блокиране, което спомага за предотвратяване на прилива на инфекциите. В доклад от юни, екип на Центъра за глобален анализ на инфекциозните болести на MRC в Imperial College London, открива, че сред 53 страни, които са започнали да се отварят, не е имало толкова голям прилив на инфекции, както се предвижда въз основа на по-ранни данни.

„Подценява се колко се е променило поведението на хората по отношение на маски, миене на ръцете и социално дистанциране. Това не е нещо като преди“, казва Самир Бхат, инфекциозен епидемиолог от Imperial College London и съавтор на изследването.

Изследователите на горещи точки за вируси изучават колко полезно е токова поведение. В университета Anhembi Morumbi в Сао Пауло, Бразилия, компютърният биолог Осмар Пинто Нето и колегите му изпълнили повече от 250 000 математически модела на социално-дистанциращи стратегии, описани като постоянни, периодични или „намаляващи“ + с ограничения, намалени на етапи – наред с поведенчески интервенции като като носене на маска и измиване на ръце.

Екипът стигна до заключението, че ако 50-65% от хората са предпазливи в обществото, тогава засилването на мерките за социално дистанциране на всеки 80 дни би могло да помогне за предотвратяване на по-нататъшни пикови инфекции през следващите две години. „Ще трябва да променим културата на това как общуваме с други хора“, казва Нето. Като цяло е добра новина, че дори без тестване или ваксина, поведението може да доведе до значителна разлика в предаването на болестта, добавя той.

Covid-19 не е сезонно зависимо заболяване – решаващ е имунитетът

Моделистът на инфекциозни болести Хорхе Веласко-Ернандес от Националния автономен университет в Мексико в Юрикила и колегите също проучиха компромисите между блокирането и личната защита. Те откриха, че ако 70% от населението на Мексико се ангажира с лични мерки като измиване на ръцете и носене на маски след доброволни блокировки, започнали в края на март, тогава огнището на страната ще намалее след връх в края на май или началото на юни. Въпреки това, правителството премахна мерките за блокиране на 1 юни и вместо да падне, големият брой седмични смъртни случаи от COVID-19 се пласира. Екипът на Веласко-Ернандес смята, че два официални празника са действали като експресивни събития, причинявайки високи нива на заразяване непосредствено преди правителството да премахне ограниченията.

В региони, където COVID-19 изглежда е в упадък, изследователите казват, че най-добрият подход е внимателното наблюдение чрез тестване и изолиране на нови случаи и проследяване на техните контакти. Такава е ситуацията например в Хонконг. 

„Експериментираме, правим наблюдения и коригираме бавно“, казва Ву. Той очаква, че стратегията ще предотврати огромно възраждане на инфекциите – освен ако увеличеният въздушен трафик не доведе до значителен брой вносни случаи.

Но колко точно е необходимо проследяване и изолация на контакта, за да се овладее ефективно епидемията? Анализ от Работната група на Центъра за математическо моделиране на инфекциозни заболявания COVID-19 в LSHTM симулира нови огнища с различна заразност, като се започне от 5, 20 или 40 въведени случая. Екипът стигна до заключението, че проследяването на контакти трябва да бъде бързо и широко – да се проследят 80% от контактите в рамките на няколко дни – за да се контролира епидемия. Сега групата оценява ефективността на цифровото проследяване на контакти и колко дълго е възможно да се държат изложени на хора в карантина, казва съавторът Eggo. „Намирането на баланса между това, което всъщност е стратегия, която хората ще търпят, и тази, която ще съдържа епидемия, е наистина важно.“

Проследяването на 80% от контактите би могло да бъде почти невъзможно да се постигне в региони, все още борещи се с хиляди нови инфекции седмично – и още по-лошо, дори най-високият брой случаи вероятно ще бъде подценяване. Предпечат от юни от екип на Масачузетския технологичен институт (MIT) в Кеймбридж, анализиращ данните за тестване на COVID-19 от 84 страни, показва, че глобалните инфекции са били 12 пъти по-високи, а смъртността с 50% по-висока от официално съобщените.

 „Има много повече случаи, отколкото данните показват. Вследствие на това има по-висок риск от инфекция, отколкото хората може да смятат, че има такива”, казва Джон Стърман, съавтор на проучването и директор на MIT System Dynamics Group.

Засега усилията за смекчаване, като социално дистанциране, трябва да продължат колкото е възможно по-дълго, за да се предотврати второто голямо огнище, казва Бхат. „Тоест, до зимните месеци, където нещата отново стават малко по-опасни.“

Как Ши Ценгли – ръководител на вирусологичната лаборатория в Ухан, отхвърли обвиненията за „изтичане“ на SARS-CoV-2

Какво ни очаква през зимата?

Вече е ясно, че лятото не спира вируса, но топлото време може да улесни забавянето на епидемията в умерените райони. В районите, които ще станат по-студени през втората половина на 2020 г., експертите смятат, че вероятно ще има увеличение на предаването.

Много човешки респираторни вируси – грип, други човешки коронавируси и респираторен синцитиален вирус (RSV) – следват сезонни трептения, които водят до зимни огнища, така че е вероятно SARS-CoV-2 да последва това. 

„Очаквам процентът на инфекция от SARS-CoV-2, а също и потенциално изходните заболявания да се влошат през зимата“, казва Акико Ивасаки, имунобиолог от Йейлското медицинско училище в Ню Хейвън, Кънектикът. „Доказателствата сочат, че сухият зимен въздух подобрява стабилността и предаването на респираторни вируси, а имунната защита на дихателните пътища може да бъде нарушена чрез вдишване на сух въздух“, добавя тя.

Освен това при по-студено време хората са по-склонни да останат на закрито, където предаването на вируси чрез капчици е по-голям риск, казва Ричард Нехър, изчислителен биолог от университета в Базел в Швейцария. Симулациите на групата на Нехър показват, че сезонните промени вероятно ще повлияят на разпространението на вируса и могат да затруднят задържането в Северното полукълбо тази зима.

В бъдеще огнищата на SARS-CoV-2 могат да пристигат на вълни всяка зима. Рискът за възрастни, които вече са имали COVID-19, може да бъде намален, както при грип, но това ще зависи от това колко бързо се отслабва имунитетът към този коронавирус, казва Нехер. Нещо повече, комбинацията от COVID-19, грип и RSV през есента и зимата може да бъде предизвикателство, казва Веласко-Ернандес, който създава модел за това как могат да взаимодействат такива вируси.

Остава неизвестно дали инфекцията с други човешки коронавируси може да предложи някаква защита срещу SARS-CoV-2. В експеримент с клетъчна култура, включващ SARS-CoV-2 и тясно свързания SARS-CoV, антитела от един коронавирус могат да се свържат с другия коронавирус, но не го деактивират или неутрализират.

За да се прекрати пандемията, вирусът трябва да бъде елиминиран по целия свят – което повечето учени са съгласни, че е почти невъзможно поради това колко широко е станало – или хората трябва да изграждат достатъчен имунитет чрез инфекции или ваксина. Счита се, че 55-80% от населението трябва да бъде имунизирано, за да се случи това, в зависимост от страната.

За съжаление ранните проучвания предполагат, че ни очаква дълъг път. Оценките от тестването на антитела – което разкрива дали някой е бил изложен на вируса и е направил антитела срещу него – показват, че само малка част от хората са били заразени и моделирането на болестта подкрепя това. Изследване на 11 европейски държави изчислява процента на инфекция от 3–4% до 4 май, изхождайки от данните за съотношението на инфекциите и смъртните случаи и колко смъртни случаи е имало. В Съединените щати, където има повече от 150 000 смъртни случаи от COVID-19, проучване на хиляди серумни проби, координирано от Центровете за контрол и превенция на заболяванията в САЩ, установи, че разпространението на антитела варира от 1% до 6,9%, в зависимост от местоположението.

2021 г. и след това

Курсът на пандемията през следващата година ще зависи много от пристигането на ваксина и от това колко дълго имунната система остава защитна след ваксинация или възстановяване от инфекция. Много ваксини осигуряват защита в продължение на десетилетия – като тези срещу морбили или полиомиелит, докато други, включително магарешка кашлица и грип, се износват с течение на времето. По същия начин, някои вирусни инфекции подтикват дълготраен имунитет, други – по-преходна реакция. 

„Общата честота на SARS-CoV-2 до 2025 г. ще зависи изключително от тази продължителност на имунитета“, пише Град, епидемиологът от Харвард Марк Липшич и колегите си в майски документ, изследващ възможните сценарии.

Досега изследователите знаят малко за това колко дълго трае имунитетът срещу SARS-CoV-2. Едно проучване на възстановяващи се пациенти установява, че неутрализиращите антитела персистират до 40 дни след началото на инфекцията; няколко други проучвания предполагат, че нивата на антителата намаляват след седмици или месеци. Ако COVID-19 следва подобен модел на SARS, антителата могат да персистират на високо ниво в продължение на 5 месеца, с бавен спад над 2–3 години. Все пак производството на антитела не е единствената форма на имунна защита; клетките от паметта В и Т също се защитават от бъдещи срещи с вируса и досега се знае малко за ролята им в инфекцията SARS-CoV-2. За ясен отговор относно имунитета, изследователите ще трябва да следят голям брой хора за дълго време, казва Майкъл Остерхолм, директор на Центъра за изследване и политика на инфекциозните болести (CIDRAP) в университета в Минесота, Минеаполис. „Просто ще трябва да чакаме.“

Ако инфекциите продължат бързо да се покачват без ваксина или траен имунитет, „ще наблюдаваме редовно и широко разпространение на вируса“, ​​казва Град. В този случай вирусът ще стане ендемичен, казва Пулиам. „Това би било наистина болезнено.“ И това не е немислимо: маларията, предотвратима и лечима болест, убива повече от 400 000 души всяка година. „Тези най-лоши сценарии се случват в много страни с предотвратими заболявания, причинявайки вече огромни загуби на живот“, казва Бхат.

Ако вирусът индуцира краткосрочен имунитет – подобен на два други човешки коронавируси, OC43 и HKU1, за които имунитетът трае около 40 седмици – тогава хората могат да се инфектират и може да има ежегодни огнища, предполага екипът на Харвард. Допълващ доклад на CIDRAP ¹⁷ , основан на тенденциите от осем глобални грипни пандемии, сочи значителна активност на COVID-19 поне през следващите 18–24 месеца, било то в серия от постепенно намаляващи върхове и долини, или като „бавно изгаряне“ на продължаващо предаване без ясен вълнов модел. Въпреки това тези сценарии остават само предположения, тъй като досега тази пандемия не е следвала модела на пандемичния грип, казва Остерхолм. „Ние сме в коронавирусна пандемия, за която нямаме прецеденти.“

Друга възможност е имунитетът към SARS-CoV-2 да е постоянен. В този случай, дори и без ваксина, е възможно след световна обширна епидемия вирусът да изгори и да изчезне до 2021 г. Въпреки това, ако имунитетът е умерен и продължава около две години, тогава може да изглежда, че вирусът е изчезнал, но може да скочи обратно към 2024 г., установи екипът на Харвард.

Тази прогноза обаче не взема предвид разработването на ефективни ваксини. Малко вероятно е, че никога няма да има ваксина, като се има предвид огромното количество усилия и пари, които се изсипват на полето и факта, че някои кандидати вече се тестват на хора, казва Веласко-Ернандес. Световната здравна организация изброява 26 ваксини срещу COVID-19, които понастоящем са изпитвани върху хора, като 12 от тях са във фаза II изпитвания и шест във фаза III. Дори ваксина, предоставяща непълна защита, би помогнала чрез намаляване на тежестта на заболяването и предотвратяване на хоспитализацията, казва Ву. Все пак ще са необходими месеци, за да се направи и разпространи успешна ваксина.

Светът няма да бъде засегнат еднакво от COVID-19. Региони с по-старо население биха могли да наблюдават непропорционално повече случаи в по-късните етапи на епидемията, казва Егго; математически модел от нейния екип, публикуван на юни и базиран на данни от шест държави, предполага, че податливостта към инфекция при деца и хора под 20 години е приблизително наполовина от тази на възрастните възрастни.

Има едно нещо, което всяка страна, град и общност, докоснати от пандемията, има общо. „Има толкова много, че все още не знаем за този вирус“, казва Пулиам. „Докато не разполагаме с по-добри данни, просто ще имаме голяма несигурност.“