Solen skinner, snart banker sommeren på og alle vil gerne ud og nyde det dejlige vejr i godt selskab. Men COVID19 stopper os, for vi skal undgå kontakter i det offentlige rum, så vi kan beskytte de ældre og sårbare.
Forskere fra KU og DTU har undersøgt en strategi for at opdele det offentlige rum således at ældre og sårbare grupper adskilles fra den yngre befolkning. På den måde kan store dele af Danmark genåbnes hurtigere, samtidigt med at antallet af alvorligt syge minimeres. Denne strategi kan immunisere den del af befolkningen der bliver mindst syge af den; en strategi der er sammenlignelig med Sveriges strategi, dog med øget fokus på at beskytte mennesker med høj risiko for sygdom.Sagen kort
Men hvad nu hvis parken var opdelt, så de yngre kan komme hinanden ved, og de sårbare kan passe på hinanden i hver deres ende.
Hvis dagligvarebutikker, cafeer, restauranter, museer, osv. havde separate åbningstider for folk, som kun får milde sygdomsforløb af COVID19, og for dem for hvem COVID19 er livstruende?
For den største del af den yngre befolkning er COVID19 virus et mildt bekendtskab og mange, især børn, har næsten ingen symptomer.
For mange under 50 kan sygdommen være ubehagelig, men vil for de færreste betyde indlæggelse på hospital.
Og tænk nu hvis alle disse mennesker fik COVID19 og derefter var immune. På denne måde ville Danmark kunne opnå flokimmunitet, og samtidigt minimere andelen af folk med alvorlige sygdomsforløb.
Det ville gøre at man kunne genåbne store dele af Danmark. Med den krølle at det skal foregå opdelt efter risiko for alvorlig sygdom.
Denne strategi medfører at de mest sårbare beskyttes mest muligt. Den simpleste måde er at opdele efter alder og en række underliggende sygdomme, som vi ved øger risikoen for alvorlig sygdom og dermed indlæggelse på hospital.
I praksis kunne dette være at alle over 50 eller med underliggende sygdom som defineret i SSIs daglige epidemiologiske rapporter (SSIs hjemmeside tabel 10A+B) indgår i en høj risikogruppe, og alle andre i en lav risikogruppe. Det er denne gruppering der kan benyttes i denne strategi.
At lade sygdommen bevæge sig kontrolleret igennem befolkninger er også blevet fremhævet som en god strategi af WHO, med hentydning til Sveriges håndtering af krisen.
Med en risikobaseret åbning er samfundet vil man kunne opnå samme effekt som Sverige, hvor mange smittes uden at blive ekstremt syge, men med ekstra fokus på at beskytte sårbare grupper, så antallet af alvorligt syge minimeres.
En simpel beregning
Vi kan lave et overslag af hvor mange intensiv sengepladser vi må forventes at skulle bruge: Baseret på et R0 på 2,5 kan det udledes teoretisk på baggrund af en SIR model at 60% af hele befolkningen skal have sygdommen for at opnå flokimmunitet, hvilket er tilsvarende hvad der forventes på langt sigt ved brug af grøn bølge som strategi.
Sammenlignet med risikobaseret åbning af samfundet, hvor vi stadig forventer at 60% af befolkningen får sygdommen.
Hvis vi nu kan fordele smitten så f.eks. 90% af lavrisikogruppen og kun 10% af højrisiko gruppen får COVID19. Vi kan benytte tal fra Norge, som har fremlagt estimater af risiko for indlæggelser givet alder. Disse tal inkluderer folk med underliggende sygdom, så man kan derfor forvente at disse tal er overtal for den risikobaserede åbning.
Hvad modellerne viser
For at undersøge disse beregninger nærmere, har vi også bygget en dynamisk SEIR model som beregner hvorledes antal indlagte på intensiv i Danmark er fordelt over tid. Risiko for indlæggelse og for at komme på intensiv er taget fra den norske model.
I modellen er alle sygdomsstadier modelleret med en opdeling af befolkningen i 10-års intervaller, og der er lavet en simpel model for genåbningen af Danmark, hvor det antages, at den laves glidende så antallet af indlagte på intensiv ikke overstiger 400.
Udgangspunktet for den grønne bølge er, at vi fortsat vil holde moderat fysisk afstand svarende til en reduktion i antallet af kontakter med 20%.
I den risikobaserede model er den eneste forskel, at antallet af kontakter (som overfører smitte) er reduceret med 80% for de 50-70-årige og med 90% for de over 70-årige. Det vil kræve en fokuseret indsats at opnå dette.
SEIR modellen viser at den maksimale antal indlagte på intensiv hurtigt kommer op til kapaciteten på intensiv og at denne skal fastholdes meget længe (omkring to år) for den grønne bølge, mens den risikobaserede åbning giver en meget kortere periode med høj belastning.
Og at vi ville kunne opnå flokimmunitet på 10 måneder, sammenlignet med ca. 75 måneder i en grøn bølge.
Antallet af indlagte på intensiv, som er under 50 år er i begge scenarier lige godt 700 personer. For de over 50-årige er der en væsentlig forskel, da den grønne bølge resultere i 14000 mens den risikobaserede kun giver 2000 forløb på intensiv.
Varigheden og antal indlagte afhænger meget af risikoen for at komme på hospitalet, hvis man er smittet (og dermed af mørketallet). Hvis en lavere andel får behov for at komme på hospitalet vil forholdet mellem de to genåbningsstrategier forblive nogenlunde den samme.
Vi har endvidere forsøgt at simulere dette i en agentbaseret model hvor et repræsentativt udsnit af mennesker i Danmark simuleres. Modellen er nærmere beskrevet i en artikel på MedRxiv.org (Eilersen og Sneppen, 2020).
Den agentbaserede model inkluderer arbejdsnetværk, venner og familie samt andre kontakter i det offentlige rum. De sociale netværk er en del af en heterogenitet, der begrænser epidemien noget når man sammenligner med forudsigelser fra SEIR modeller.
Sandsynligheden for indlæggelse på intensiv afdeling i forhold til personens alder er fra de norske sundhedsmyndigheder (Tabel 1).
Den agentbaserede simulering viser også, at det er muligt at reducere antallet af intensiv patienter yderligere hvis børn og bedsteforældre holder fuld afstand indtil børnene er serum-positive.
At grænsen er sat ved 50 er år er baseret på at risiko for alvorlig sygdom og død ser ud til at stige kraftigt omkring denne alder (Tabel 1). Derudover stiger andelen af personer med anden sygdom, som øger risiko for alvorlig sygdom af COVID19, med alderen.
Derfor kan den alder, som er valgt til at definere grænsen mellem høj- og lavrisikogruppe muligvis sættes op til 60 år, hvis man får identificeret de vigtigste andre sygdomme som kombineret giver en dårligere prognose for COVID19, og derved kan inkludere raske 50-59 årige i lavrisikogruppen.
De to simuleringsmodeller giver overordnet det samme resultat som den simple beregning præsenteret i Tabel 1. Resultaterne er ikke eksakt de samme, men det forventede antal indlagte er konsistent reduceret ca. 80% i den risikobaseret åbning sammenlignet med grøn bølge. Forskellene skyldes de forskellige tilgange til at modellere kontakter og dermed smitte mellem aldersgrupperne.
Hvordan kunne vi så opdele i praksis?
Man kan forestille sig, at der er adgang enten i separate afdelinger eller i separate tider for de to risikogrupper i mange dele af samfundet. I lavrisikogruppen kan kontakt restriktioner reduceres betragteligt med det forbehold, at man skal afholde sig fra kontakt med den anden gruppe indtil man har gennemgået COVID19 og opnået immunitet.
Først og fremmest ville man kunne åbne skoler, gymnasier og universiteter op til normal drift, under forudsætning, at man lader medlemmer af højrisikogruppen fjernundervise eller beskytter dem på anden vis f.eks. med god hygiejne og værnemidler.
Daginstitutioner kunne åbnes mere idet pladskrav reduceres. Og højskoler og efterskoler kunne åbnes for alle unge, specielt hvis sygdommen bare spreder sig internt.
En overordnet omkostning ved risiko baseret genåbning er, at arbejdsstyrken reduceres idet højrisikogrupperne ikke kan opføre helt som før COVID19. Derfor bliver det også vigtigt at differentiere højrisikogrupper under 70 så godt som muligt.
På arbejdspladserne kunne man f.eks. skærme højrisikogruppen ved at opdele enten i afdelinger eller have skiftende hjemmearbejdsdage for de forskellige grupper.
Der er steder i samfundet, hvor det er svært at undgå kontakter mellem grupperne. Det er især i sygehusvæsenet og ældreplejen.
For sygehusvæsenet kan man muligvis delvist opdele stuer til de forskellige grupper, og værnemidler kan anvendes for alle der ikke har opnået immunitet.
For ældreplejen vil de ansatte skulle anvende værnemidler i fuldt omfang, så længe der ikke er opnået immunitet. Testindsatsen kan desuden rettes mod grupper, der er ansatte i disse sektorer samt de ældre og sårbare, således at smitten kan mindskes inden for den ældre og sårbare gruppe.
Hvad betyder disse tal for den enkelte borger?
Sammenlignet med en grøn bølge strategi som gennemføres på to år, uden at en vaccine bliver færdigudviklet og distribueret, vil en risikobaseret tilgang betyde, at risikoen for hospitalsindlæggelse for en person i lavrisikogruppen stiger med 50%.
Det er værd at bemærke, at denne stigning er fra et lille tal (De norske tal angiver, at for de fleste aldersgrupper under 50 er risikoen under 1%). For en person i højrisikogruppen, som har høj risiko for indlæggelse, reduceres risikoen med mere end 80%.
Sammenlagt giver det med de parametrene fra tabel 1 kun ca. 400 ekstra indlæggelser i lavrisikogruppen, mens de betyder en reduktion på ca. 15.000 indlæggelser i højrisikogruppen.
Et lavere antal smittede i højrisikogruppen vil også betyde et lavere antal forventet døde. Idet dødeligheden er højest i højrisikogruppen vil en reduktion på 80% i antal indlagte også afspejles i en tilsvarende reduktion i antallet af døde.
Man kan også sammenligne en risikobaseret strategi for COVID19, med den nuværende strategi for skoldkopper og ”hånd, fod og mundsyge”, hvor man lader børn og unge få sygdommen, idet forløbene oftest er relativt milde sammenlignet med at få disse sygdomme senere i livet eller under graviditet.
En risikobaseret åbning af Danmark betyder at vi skal opdele Danmark, hvilket har den fordel, at de fleste situationer i det offentlige rum ikke er afhængige af folks opførsel, men er styret af nogle regler, som giver plads til forskellig opførsel i de forskellige grupper.
Den største udfordring er, at private kontakter mellem grupperne ikke kan kontrolleres, fx mellem bedsteforældre og børnebørn. Her er fordelen ved en åbning for lavrisikogruppen, at denne kan komme hurtigst muligt igennem epidemien og opnå immunitet, således at man hurtigt kan komme til at se sine bedsteforældre igen.
Usikkerheder ved strategien
Den fremlagte strategi er følsom over for det såkaldte mørketal. I vores eksempelberegning indgår mørketallet i andelen af mennesker der får sygdom som kommer på hospitalet. Eksempelvis er tallet fra den norske rapport 1.43% for gruppen af 40-årige (tabel 1).
Hvis dette tal i virkeligheden er dobbelt så stort så vil forventet antal indlagte på intensiv stige (ca. 50%, idet de 40-årige udgør halvdelen af de forventede indlæggelser i lavrisikogruppen). Men hvis mørketallet er lige dårligt vurderet for alle grupper.
Dvs. at sandsynligheden for at ryge på hospitalet for alle grupper fx er dobbelt så stort, så vil der stadig være en 80% reduktion i behovet for intensiv pladser når man sammenligner grøn bølge og risikobaseret åbning.
Historisk har man observeret at flokimmunitet opnås ved en lavere grad af immunisering end det estimat som opnås med en simpel SIR-model – en af flere mulige forklaringer er heterogenitet i antal kontakter. Tilsvarende mørketallet vil dette ikke påvirke den forventede reduktion i indlæggelser, men det vil forkorte tiden til vi kan normalisere samfundet.
Ifølge tal fra blodbankerne er der på landsplan dog kun 2,4% som har været smittet indtil videre, så vi er sandsynligvis stadig langt fra de 60%. Bloddonorer er dog ikke helt repræsentative for resten af befolkningen, så det er ikke det fulde billede.
Derudover kræver det også, at der opretholdes god afstand imellem risikogrupperne. I denne model har vi antaget at niveauet er lignende niveauet under den første del af nedlukningen af Danmark. Fordelen ved denne strategi er, at en adskillelse skal opretholdes i kortere tid idet immunitet opnås hurtigere i lavrisikogruppen. Desuden kan man genåbne i større grad tidligere.
En af de største usikkerheder ved denne strategi er at vi endnu ikke ved hvilken grad af immunitet de smittede opnår, om alle smittede opnår samme grad af immunitet og hvor længe det varer. Det vil kun tiden vise.
Men det gælder for enhver valgt strategi at hvis der ikke kan opnås immunitet så er COVID19 et problem vi vil have i lang tid. Med en risikobaseret åbning vil vi have struktureret adgangen til det offentlige rum, således at højrisikogruppen også har adgang. Hvis immunitet ikke kan opnås så vil en risikobaseret åbning have samme resultat som en grøn bølge åbning.
Kan forhindre genlukninger af Danmark
Allerede nu observeres det, at visse asiatiske lande oplever en anden bølge af COVID19 efter genåbning af deres lande. Af økonomiske årsager ønsker man at genåbne et land så hurtigt som muligt, men hvis der ikke er immunitet i befolkningen så vil en hurtig genåbning føre til mere smitte og dermed en anden bølge som kræver nye genlukninger.
Hvor voldsom den anden bølge bliver, afhænger af graden af genåbning.
Derudover spreder de mange andre CORONA og influenza virus sig voldsommere om efteråret og vinteren, så en åbning af samfundet, som over sommeren ikke giver anledning til øget smitte, kan medføre en kraftig anden bølge når efteråret kommer, og dermed også en genlukning.
Hvis man ønsker at undgå en anden bølge og genlukning af samfundet er der flere metoder: en meget langsom genåbning, test med smitteopsporing, en vaccine, eller en risikobaseret åbning. Man kan også forestille sig kombinationer af disse. En langsom grøn bølge er økonomisk ikke attraktiv og kan tage ganske lang tid som vist i Figur 1.
Test med smitteopsporing er afhængig af effektiviteten af smitteopsporingen. Idet COVID19 i mange tilfælde spreder sig asymptomatisk, er det svært at vurdere effekten af en sådan strategi.
Men antager vi at halvdelen af de smittede detekteres og halvdelen af dem de smitter bagefter kan identificeres, så kan man halvere effekten af en eventuel anden bølge, og dermed mindske graden af genlukning. Men man vil skulle opretholde teststrategien og smitteopsporingen indtil befolkningen er immuniseret.
En effektiv vaccine mod COVID19 er det ultimative scenarie, men man skal gøre sig klart, at der allerede er observeret flere mutationer i COVID19 (Banerjee et al. 2020), som kan betyde at en vaccine kun dækker visse varianter af COVID19. Desuden skal vaccinen testes og distribueres.
Ved en risikobaseret åbning forsøger man at opnå så stor immunitet i befolkningen som muligt på den mest skånsomme måde.
Da vi allerede er tæt på sommerferien kan det være svært at nå at få hele lavrisikogruppen immuniseret pga. færre kontakter over sommeren, men jo større andel vi når, desto mindre bliver risikoen for genlukning af samfundet, og for at de sårbare smittes.
Man kan også forestille sig, at man kombinerer en risikobaseret åbning med test og smitteopsporing fokuseret på højrisikogruppen og dem der arbejder med højrisikogruppen, således at man ved fokuseret indsats kan mindske risikoen endnu mere.
COVID19 er en kompliceret fjende, som vi stadig lærer om hver dag. Og hvad strategi vi end vælger, er der usikkerhed, både pga. COVID19s evne til at smitte symptomfrit. Det er også i hvilken grad nogle mennesker er mere smittefarlige end andre.
Desuden kan en eventuel mutation lede til en mere farlig virus i en eventuel senere bølge. Dette skete under den spanske syge for 100 år siden, som er skrækscenariet der understreger, at undertrykkelse af epidemien ikke er risikofri.
Hvad vil omverdenen synes
Givet at WHO har meldt ud, at Sveriges nuværende strategi er fornuftig, kan man forvente at flere lande vil følge dette spor, og således vil de fleste lande få en sammenlignelig andel smittede i befolkningen, og dermed er grænselukninger unødvendige.
Hvis andre lande fastholder en langsom grøn bølge med genoplukning, så vil der være en periode hvor disse lande må formodes at lukke grænserne for danskere, og omvendt.
På baggrund af disse beregninger, og under de angivne antagelser, ser forfatterne af denne artikel det som en mulig farbar vej at beskytte de sårbare dele af befolkningen under epidemien. Dette kan muligvis resultere i færre indlagte og døde samt bane vejen for en hurtigere genoplukning af Danmark.
Denne artikel er udelukkende udtryk for de deltagenes forskeres egne meninger, og repræsentere ikke deres respektive universiteters eller ekspertgruppen for matematisk modellering under SSIs mening.
Referencer
Banerjee, A.K., Begum, F., og Ray, U. Mutation host spots in Spike protein of COVID-19. www.PrePrints.org doi: 10.20944/preprints202004.0281.v1
Eilersen, A. og Sneppen, K. Estimating cost-benefit of quarantine length for COVID-19 mitigation. MedRXiv 2020. DOI: https://doi.org/10.1101/2020.04.09.20059790
