В Израиле, Германии и других странах частично возвращают карантинные меры. Это вторая волна пандемии?

В США 27 июня зафиксировано рекордное число подтвержденных случаев коронавирусной инфекции — за сутки заболели 45 тысяч человек. В Германии в связи со вспышкой на мясоперерабатывающем заводе ограничения ввели для 600 тысяч человек, а 7 тысяч посадили на карантин. В Израиле, где до июня дела вроде бы шли хорошо, с прошлой недели ужесточили правила ношения медицинских масок. Кажется, все это признаки второй волны пандемии, о которой так много говорили. В реальности ситуация сложнее: в одних странах никакой второй волны пока не видно, а в других можно увидеть не только вторую, но и третью волну. Универсальных причин, почему так происходит, нет — похоже, ситуация везде разная, и многое зависит даже не от официально объявленных мер по борьбе с эпидемией, а от поведения людей.

В последнем выпуске научно-популярного подкаста The Shortwave, посвященном коронавирусной инфекции в США, ведущие начали разговор примерно так: «Привет! У нас для вас важное сообщение — второй волны не существует. Просто потому, что первая волна [в США] даже близко не закончилась. Всем спасибо, с вами были Мэдди и Эмили, до свидания».

Это действительно полностью отражает текущую ситуацию в Америке: число ежедневно регистрируемых случаев в стране в середине апреля (на условном «первом пике») составляло в среднем около 30 тысяч, примерно такое же число инфекций регистрируется в последние две недели. При этом ниже 18 тысяч заражений ежедневно темпы инфекции в США еще ни разу с апреля не опускались.

Если попытаться копнуть глубже и взять ситуацию по разным областям в США отдельно (на графики удобно посмотреть здесь), то среди разных штатов можно будет обнаружить как примеры совсем простого, монотонного роста заболевших (Калифорния), так и случаи, где действительно, кажется, видна вторая (Аляска, Монтана) или даже третья или четвертая (Западная Вирджиния) волна заболевших. Но прежде чем выяснять, настоящие это волны или нет, и определять их порядок, нужно все-таки разобраться с тем, что вообще можно считать волной.

Что такое вторая волна?

Вторая волна — понятие, пришедшее из эпидемиологического моделирования. При работе с моделями волны новых инфекций возникают в результате понятных изменений в настройках модели — например, при снятии или возобновлении карантинных мер, которые меняют базовое репродуктивное число R₀ и, таким образом, скорость распространения заболевания. Такие изменения ведут к ожидаемым всплескам, которые можно легко измерить и пронумеровать.

Однако важно понимать, что о причинах изменений реальной статистки в условиях реальной эпидемии ученым всегда приходится только догадываться. В таком случае не вполне ясно, что именно следует считать настоящей второй волной. Ежедневная и даже еженедельная статистика по регистрируемым случаям заболевания — параметр очень «шумный», подверженный множеству случайностей, и если смотреть только на него, то при желании можно обнаружить десятки разных «микроволн». Поэтому прежде чем серьезно говорить о второй волне, необходимо предварительно договориться о принципах усреднения данных — то есть о том, какие периоды считать достаточно (но не слишком) крупными, и о том, насколько значительный всплеск случаев заражения можно считать полноценной второй волной, а какой лучше списать на случайность.

То, насколько важна при разговоре о втором пике общая договоренность о терминах, иллюстрирует график ниже, где показано ежедневно регистрируемое число случаев заболевания в Южной Корее, Иране, Израиле, США и России. Если глядя на ситуацию в Израиле или Южной Корее, большинство, наверное, согласится, что здесь наблюдается очевидный новый всплеск, то вопрос о том, следует ли считать рост заболеваемости в США второй волной или нет, будет очень спорным. Как и вопрос о том, какую по счету волну заболеваемости сейчас можно наблюдать в Иране — третью, четвертую или пятую.

В качестве простого консервативного подхода к усреднению можно остановиться на том, чтобы просто взять данные за каждые две недели. Это удобно, потому что за этот срок большинство случаев заболевания заканчиваются выздоровлением или смертью.

Если принять такой подход к усреднению, то первым всплеском в каждой отдельной стране можно будет считать тот двухнедельный период, после которого впервые начался спад в количестве регистрируемых случаев. Низшей точкой, или «дном», эпидемии — тот момент, когда число заболевших за две недели вновь начало расти. К счастью, пока в большинстве стран спад по-прежнему продолжается, так что «дна» они не достигли, но есть несколько важных исключений.

Договорившись о таком подходе, можно подсчитать, как соотносится число случаев, зарегистрированное за последние две недели, с тем их количеством, которое фиксировалось на «дне» эпидемии. Получившееся соотношение можно подсчитать для всех стран, где возобновился рост числа заболевших, — оно будет отражать (пусть и очень грубо) то, насколько ухудшилась ситуация по сравнению с наиболее спокойным в эпидемиологическом отношении периодом. В таблице ниже приведен топ стран и территорий именно по этому параметру.

Прежде всего, видно, что формально мы уже давно живем на гребне второй волны. Это связано с тем, что исходная вспышка заболеваемости в Китае была относительно быстро подавлена, еще до того, как начался существенный рост за его пределами. Среднее число регистрируемых заболевших в конце февраля составляло не более трех тысяч человек в день, и по сравнению с этим уровнем нынешние 150 тысяч в день, безусловно, можно назвать настоящей «второй волной». Это лишний раз напоминает о том, что эпидемию можно было бы относительно легко предотвратить, если бы действия по борьбе с ней принимались странами решительно и с опережением развития событий.

Какие страны уже столкнулись со второй волной?

Если посмотреть на разные страны отдельно, то можно выделить несколько таких, где действительно уже начался вторичный рост заболеваемости после относительного затишья.

Израиль

Это наиболее яркий пример. В середине мая в Израиле регистрировали в среднем около 17 заболевших в день, а за последние две недели это среднее значение выросло более чем в 20 раз и имеет тенденцию к росту (25 июня, например, зарегистрировано 532 случая). Власти уже начали реагировать на такой неожиданный вторичный рост: в понедельник, 22 июня, премьер-министр Биньямин Нетаниягу выступил с заявлением о необходимости усилить соблюдение дистанции между людьми, объявил о штрафе в 500 шекелей (около 145 долларов) за нахождение в общественных местах без маски и спрогнозировал, что многие районы вновь будут внесены в список тех, где ограничено передвижение.

Марокко

Здесь ситуация развивается похожим образом. В апреле в Марокко тоже наблюдали значительный всплеск заболеваемости, за которым в начале июня последовало затишье. За последние две недели в стране вновь регистрируется примерно по 300 заболевших в день, притом что уровень тестирования постоянно растет, а доля положительных тестов от общего объема тестирования только падает.

Китай

В топе стран с сильно ухудшившейся ситуацией присутствует Китай, где в последнее время ежедневно регистрируется всего два-три десятка заболевших. Это может выглядеть странно, но на самом деле вполне ожидаемо — и объясняется тем, что вторичный пик в этой стране начался с очень низкой базы. До возобновления авиасообщения и начала обратного импорта инфекции из-за границы здесь (в мае) регистрировались лишь единичные случаи заболевания. На этом фоне рост до 20–30 случаев в день, конечно, выглядит значительным.

Австралия и Южная Корея

Существенно скромнее по масштабам, но сходно по динамике выглядят и данные Австралии и Южной Кореи — и там и там текущее число заболевших несравнимо с тем, что наблюдалось на первом пике, а попадание в мировой топ по росту заболеваемости объясняется почти полным искоренением внутренней передачи инфекции в наиболее благоприятный период после пика.

Панама, Филиппины, Швеция

Совсем иная ситуация сложилась, например, в Панаме, на Филиппинах и в Швеции. Там второй пик оказался существенно (в разы) — выше сильно «размазанного» первого, и не только динамика, но и абсолютные значения числа заболевших не внушают оптимизма. Можно уверенно сказать, что здесь высокий вторичный рост точно не связан с низкой базой. Но есть ли у такого роста какое-то другое общее объяснение, непонятно: эти страны слишком разные. Единственное, что их объединяет, — очень высокая доля положительных результатов среди всех проведенных тестов. Это может говорить о том, что тестирование здесь проводится в недостаточном объеме: чем больше тестов, тем больше больных выявляется, но доля положительных тестов при этом снижается. Поэтому мы на самом деле не знаем, насколько полно публикуемая статистика отражает реальную ситуацию и справедливо ли вообще говорить о второй волне.

Почему возникает вторая волна?

Естественно предположить, что возникновение второй волны связано с тем, что в странах, где она фиксируется, правительства слишком рано сняли карантинные меры. В пользу этой версии говорит пример Израиля: в середине мая здесь начали работать детские сады, затем открылись пляжи и возобновилась работа общественного транспорта. Через несколько недель после этого начался рост заболевших, а ежедневное число новых случаев уже измеряется сотнями (28 июня заболел 621 человек). Консультирующие правительство эксперты считают, что уже через несколько недель оно может достигнуть нескольких тысяч в день.

Но подтвердить эту гипотезу, основываясь на объективных данных из разных стран, не получается: люди ведут себя в них слишком по-разному.

Это хорошо видно на картинке ниже, где в качестве интегрального показателя строгости мер был использован специальный индекс (Policy Stringency Index), предложенный и поддерживаемый исследователями из Оксфордского университета. В нем такие требования, как запрет на выход из дома без уважительной причины, закрытие школ и другие меры сдерживания, собраны в некий единый показатель, который может иметь значение от 0 (никаких мер) до 100 (самый строгий карантин) условных баллов.

По картинке видно, что несмотря на значительный разброс значений между странами (показаны средние значения за последние две недели), никакой явной закономерности между более или менее строгими мерами и масштабом второй волны не наблюдается.

Следует подчеркнуть, что речь в данном случае идет именно о формальной строгости мер, которые вводят правительства, а не о реальном уровне их соблюдения. О последнем косвенно можно судить по другому параметру — мобильности жителей, которая отражается в данных сотовых операторов или навигационных сервисов. Но и здесь отличия в развитии ситуации в разных странах слишком значительны, чтобы можно было делать какие-то обобщающие выводы о том, почему в некоторых странах вторая волна возникает, а в других нет.

Например, если сопоставить схожие по динамике эпидемии Израиль и Марокко, то видно, что не только по формальной строгости, но и по реальной мобильности населения карантин в Марокко был существенно более жестким, чем в Израиле, — однако это не помогло предотвратить возникновение новой вспышки даже при достаточно высоком уровне тестирования.

С другой стороны, если сравнить мобильность людей в Германии и России, то можно заметить, что они очень схожи — как по глубине падения активности, так и по длительности спада (разница лишь в том, что в Германии спад начался раньше). Результаты же таких схожих «карантинов» оказались очень разными: в Германии сейчас все чаще говорят о «втором пике», из-за которого в некоторых округах вновь ужесточены карантинные меры (в связи со вспышкой на мясоперерабатывающем заводе компании Tönnies). Но и этот «второй пик» на порядок (в 15 раз, если сравнивать по двухнедельным периодам) меньше того «спада», который наблюдается сегодня в России.

Почему вторая волна возникает не везде?

Моду на разговоры о нескольких волнах эпидемии во многом задали сами эпидемиологи. И теперь им приходится объяснять, почему в одних странах вторичные вспышки инфекции возникают, а в других вроде бы нет, хотя вводимые ограничительные меры выглядят очень сходными.

Одна из самых известных работ, где был предсказан значительный рост заболевших, — доклад группы Нила Фергюсона из Имперского колледжа в Лондоне о последствиях неконтролируемого распространения инфекции в Великобритании. «Медуза» подробно писала об этой работе, в том числе о сценарии введения в будущем периодического «включения» и «выключения» ограничительных мер, которые ведут, по заключению британских исследователей, к возникновению второй, третьей, четвертой и других волн заболеваемости. Подобного рода всплески прогнозируются и другими, более примитивными моделями, и во всех случаях они основаны на том простом факте, что без образования коллективного иммунитета (значительного числа переболевших или вакцинированных в популяции) снятие карантинных мер неизбежно ведет к тому, что рост заболеваемости ничего не сдерживает.

Но и модель Фергюсона (одна из самых подробных на момент ее публикации), и более поздние теоретические модели эпидемии не учитывали все. В том числе такие важнейшие, как сейчас становится понятно, факторы, как гетерогенность общества и сильно изменившееся с начала эпидемии поведение людей.

Гетерогенность

Скорость распространения COVID-19, судя по всему, далеко не одинакова среди людей разных занятий и разных социальных групп. Это, как оказалось, очень важно учитывать при прогнозировании: некоторые из носителей, судя по последним данным, могут быть ответственны за гораздо большую долю инфекций, чем можно было бы ожидать. А значит, те средние оценки скорости распространения коронавируса, которые основаны на результатах их «работы», могут быть завышены относительно реальных — как раз из-за того, что на первом этапе распространение коронавируса обеспечивали как раз активные «суперспредеры». Более подробно об этом можно прочитать в тексте «Медузы», посвященном именно новым эпидемиологическим моделям.

Поведение людей

В том, что спрогнозировать реакцию на беспрецедентную пандемию очень сложно, честно признавались и сам Фергюсон с коллегами. И в том же прогнозе ученые оговаривались, что эффективность введения будущих карантинных мер будет сильно зависеть от того, как на них отреагируют люди. Но заранее учесть эту реакцию было невозможно из-за того, что примеров подобных масштабных эпидемий в недавнем прошлом просто не было.

Тогда исследователи беспокоились прежде всего о том, что никто, как они ожидали, не станет соблюдать карантин так долго, как это требовалось. Однако, возможно, на практике важнее был не отказ от посещения публичных мест и общения с людьми, а поменявшиеся привычки. До сих пор ни в одной модели не учтен эффект всеобщего ношения масок и перчаток, соблюдения дистанции при общении и других мелких, простых, но очень массовых мер. Возможно, именно они объясняют несоответствие реальной сегодняшней ситуации в благополучных странах мрачным сценариям, которых только недавно ожидали эпидемиологи.