データサイエンスの観点から見た新型コロナウイルス感染症、あなたの社会、そしてあなた

データサイエンティストとして、データを分析して解釈できるようにすることは私たちの責任です。 そして、私たちは covid-19 に関連するデータの分析結果を非常に懸念していました。 最もリスクにさらされているのは、高齢者や低所得者など最も弱い立場にある人々ですが、病気の蔓延と影響を制御するには、私たち全員が行動を変える必要があります。 徹底的かつ定期的に手を洗い、人混みを避け、イベントを中止し、顔に触れないようにしてください。 この記事では、なぜ私たちが心配するのか、そしてなぜあなたも心配する必要があるのか​​を説明します。 重要な情報の概要については、Ethan Alley の投稿を参照してください。 コロナの概要 （著者はパンデミックのリスクを軽減する技術を開発する非営利団体の理事長です）。

内容：

1. 機能する医療システムが必要です
2. インフルエンザのようなものではありません
3. 「パニックにならず、落ち着いて」というアプローチは役に立たない
4. これはあなただけの問題ではありません
5. 曲線を平らにする必要がある
6. 社会の対応が重要
7. 米国に住む私たちには十分な情報がありません。
8. まとめ

1. 機能する医療システムが必要です。

ほんの 2 年前、私たちの一人 (レイチェル) が感染症にかかり、脳に影響を及ぼし、感染者の XNUMX 分の XNUMX が死亡し、さらに感染者の XNUMX 人に XNUMX 人が認知障害を引き起こしました。 生存者の多くは永久的な聴覚障害と視覚障害に苦しんでいます。 病院に着くまでにレイチェルは錯乱状態になっていました。 彼女は幸運にもタイムリーな医療、診断、治療を受けることができました。 この出来事の直前に、彼女の気分は素晴らしく、救急外来への迅速なアクセスにより、彼女の命は救われた可能性があります。

ここで、新型コロナウイルス感染症（covid-19）と、レイチェルのような状況にある人々に今後数週間、数か月で何が起こるかについて話しましょう。 確認された covid-19 感染症例数は 3 ～ 6 日ごとに 100 倍になります。 この期間を 19 日とすると、16 週間後には感染者数は 6 倍に増加します (実際、すべてはそれほど単純ではありませんが、技術的な詳細に気を取られないようにしましょう)。 感染者のXNUMX人にXNUMX人は長期（数週間）の入院が必要となり、これらの患者のほとんどは酸素を必要とします。 ウイルスの蔓延は始まったばかりですが、一部の地域ではすでに病院が混雑しており、人々が（新型コロナウイルス感染症に限らずさまざまな症状で）必要な治療を受けられません。 たとえば、イタリアでは、わずかXNUMX週間前に当局がすべて問題ないと発表したが、現在はXNUMX万人が隔離されている（追記：報道のXNUMX時間後には国全体が閉鎖された）。 押し寄せる患者に対処するために、次のようなテントが設置されています。

イタリアで最も被害が大きかった地域の地域危​​機センター所長であるアントニオ・ペセンティ博士は、「廊下、手術室、リハビリテーション室に集中治療室を設置しなければならない…ロンバルディア州は崩壊に向かっている。」

2. インフルエンザのようなものではありません。

インフルエンザの死亡率は約0,1％です。 ハーバード大学感染症ダイナミクスセンター所長のマーク・リプシッチ氏はこう語る。 評価 covid-19 の場合は 1 ～ 2%。 最新の疫学モデリング 1,6 月の中国の死亡率は 16% であり、インフルエンザの 1 倍です 19 (医療システムが対応できなくなると死亡率が急激に上昇するため、これは控えめな推定値かもしれません)。 今日の最も正確な推定では、今年は新型コロナウイルス感染症によりインフルエンザの 10 倍の人々が死亡するとされています（そして модель Airbnb の元データ サイエンス ディレクターであるエレナ グレワル氏は、最悪のシナリオはインフルエンザの 100 倍悪いと推定しています)。 そして、これらすべては、上で述べたように、医療制度の重要な影響を考慮していません。 何も新しいことは起こっておらず、これはインフルエンザのような病気だと思い込む人がいる理由も理解できます。 実際、彼らはこのようなことにまったく遭遇していないことに気づくのは非常に不快です。

私たちの脳は、感染者数の指数関数的な増加を直感的に認識するようには設計されていません。 したがって、私たちは科学者として、直感に頼らずに分析を行っていきます。

インフルエンザに感染した人 1,3 人は、平均して 0 人に感染させます。 このインジケーターは R0 と呼ばれます。 R1 が 1 未満の場合、感染の拡大は止まりますが、19 より大きい場合、感染は拡大し続けます。 中国国外の covid-0 の場合、R2 は 3 ～ 20 です。 違いはわずかに見えるかもしれませんが、感染を 0 回「反復」した後の感染者数は、R1,3=146 の場合は 0 人、R2,5=36 ～ XNUMX 万人になります。 これらは単純化された計算ですが、合理的な説明として役立ちます。 親戚 covid-19とインフルエンザの違い。

R0 は病気の基本的な特徴ではないことに注意してください。 この割合は[病気に対する]反応に大きく依存しており、時間の経過とともに変化する可能性があります2。 たとえば、中国では covid-0 の R19 が急速に減少しており、現在は 1 に達しています。 どうしてそんなことが可能なのでしょうか？ 多くの巨大都市を完全に封鎖し、週にXNUMX万人を検査できる診断手順を開発するなど、米国のような国では想像しにくい措置を導入することによって。

ソーシャル メディア (イーロン マスクのような人気のアカウントを含む) では、ロジスティックな成長と指数関数的な成長の違いが理解されていないことがよくあります。 実際のロジスティック成長は流行曲線の S 字型に対応します。 もちろん、感染者数は地球の人口規模によって常に制限されるため、指数関数的な増加も無限に続くことはできません。 結果として、発生率は減少し、成長率対時間の S 字型曲線 (シグモイド) が得られます。 ただし、この削減は魔法のようにではなく、特定の方法で実現されます。 主な方法:

• 大規模かつ効果的な国民の反応。
• 病気になる人の割合が非常に大きいため、病気でない人の数が少なすぎるため、感染がさらに拡大します。

したがって、パンデミックを「制御」する方法としてロジスティック成長曲線に言及するのは賢明ではありません。

地域社会への covid-19 の影響を直観的に理解するのが難しいもう 11 つの側面は、感染から入院までに非常に大きな遅れがあることです (通常は約 5 日)。 これはそれほど長い期間ではないように思えるかもしれませんが、このような期間は、すべての病床が埋まるまでに、感染者数は入院者数の10〜XNUMX倍になることを意味します。

感染拡大に対する気候の影響の初期の兆候がいくつかあることに注意してください。 出版中 新型コロナウイルス感染症の潜在的な蔓延と季節性を予測するための気温と緯度の分析 彼らは、今のところこの病気は温帯気候で​​広がっていると言っている（私たちにとって残念なことに、私たちが住んでいるサンフランシスコの気温はちょうど適温の範囲にある。これにはロンドンを含むヨーロッパの人口密集地域も含まれる）。

3. 「パニックにならないで、落ち着いてください」というアプローチは役に立ちません。

ソーシャルメディアでは、懸念の理由を指摘する人に対して、「パニックにならないで」とか「落ち着いて」と言われることがよくあります。 これは控えめに言っても無駄です。 パニックが許容できる反応であるとは誰も言っていません。 しかし、一部のサークルでは「冷静を保つ」ことが一般的な反応であるのには理由があります（ただし、そのようなことを追跡するのが仕事である疫学者の間ではそうではありません）。 おそらく、「平静を保つ」ことで、人は何もしない自分をより快適に感じたり、首のない鶏のように走り回っていると認識する人に対して優越感を感じることができるようになるのかもしれません。

しかし、「冷静さを保つ」ことは、適切な準備や対応を簡単に妨げる可能性があります。 疾病統計が現在米国で見られるレベルに達するまでに、中国は数千万人の国民を隔離し、8つの病院を建設していた。 イタリアはあまりにも長く待ちすぎたため、1492万人が隔離されているにもかかわらず、今日（133月16日）だけで2人の新規感染者と3人の新たな死亡者を報告した。 私たちが入手可能な最良の情報に基づくと、ほんの XNUMX ～ XNUMX 週間前、イタリアの疾病統計は現在の米国および英国と同じレベルでした。

現段階では covid-19 に関する知識がほとんどないことにご注意ください。 その蔓延率や死亡率がどれくらいなのか、地表でどのくらいの期間存続するのか、暖かい条件下でも生き延びて蔓延するのかどうか、私たちは実際には知りません。 私たちが持っているのは、収集できる最良の情報に基づく推測だけです。 そして、ほとんどの情報は中国から中国語で発信されていることを忘れないでください。 現在、中国の経験を理解するための最良の情報源は報告書である。 コロナウイルス病2019に関するWHO-中国合同ミッションの報告、中国、ドイツ、日本、韓国、ナイジェリア、ロシア、シンガポール、米国、WHOの25人の専門家の共同研究に基づいています。

世界的なパンデミックは起こらない、それだけだという不確実性を前にして、 多分、医療制度を崩壊させない限り、何もしないことは正しい対応とは思えません。 これは非常に危険であり、シミュレートされたシナリオでは最適とは言えません。 また、イタリアや中国のような国が正当な理由なく経済の大部分を事実上閉鎖した可能性は低いように思われる。 また、無策は、医療システムが状況に対応できない感染地域で見られる実際の影響とも矛盾しています（たとえば、イタリアでは、患者の事前トリアージのために462のテントが使用されていますが、依然としてテントの設置が必要です） 集中治療を受けている患者を汚染地域から移送する.

代わりに、思慮深く賢明な対応は、感染の拡大を防ぐために専門家が推奨する次の手順に従うことです。

• 大規模なイベントや人の密集を避ける
• イベントをキャンセルする
• 可能な限り在宅勤務
• 帰宅時や外出時など家の外で過ごすときは手を洗いましょう
• 特に外出中は顔に触れないようにしてください（それは簡単ではありません！）。
• 表面と梱包材を消毒します（ウイルスは表面上で最長 9 日間活性を維持する可能性がありますが、確実なことはわかっていません）。

4. これはあなただけの問題ではありません

50 歳未満で、免疫力の低下、心血管疾患、過去の喫煙歴、慢性疾患などの危険因子がない場合は、新型コロナウイルス感染症によって死亡する可能性は低いとかなり確信で​​きます。 しかし、起こっていることに対するあなたの反応は依然として非常に重要です。 あなたも他の人と同じように感染する可能性があり、もし感染したとしても、他の人に感染させる可能性も同じくらいあります。 平均して、各感染者は 19 人以上に感染させ、症状が現れる前に感染力を発揮します。 あなたに大切な両親や祖父母がいて、彼らと時間を過ごすつもりでいたのに、彼らを新型コロナウイルスに感染させた責任が自分にあることが判明した場合、それは大きな負担となるでしょう。

50歳以上の人と関わることがなくても、慢性疾患を抱えた同僚や知人は思っている以上に多いはずです。 研究によると職場で自分の健康状態を避けられるのであれば公表する人はほとんどいない、 差別を恐れる。 私たち [レイチェルと私] はどちらも高リスクのカテゴリーに属しますが、私たちが定期的にやり取りする多くの人々はこれを知らなかったかもしれません。

そしてもちろん、私たちはあなたの身近な環境にいる人々だけについて話しているのではありません。 これは非常に重要な倫理的問題です。 ウイルスの蔓延と闘うためにできる限りのことをするすべての人が、地域社会全体の感染率を下げるのに役立ちます。 ゼイネプ・トゥフェクチが書いたように サイエンティフィック・アメリカン誌: 「ほぼ避けられないこのウイルスの世界的な蔓延に備えることは、あなたができる最も親社会的で利他的なことの XNUMX つです。」 彼女はこう続けます。

私たちは個人的に危険を感じているからではなく、全員のリスクを軽減するために備えるべきです。 私たちが備えなければならないのは、私たちがコントロールできない終末のシナリオに直面しているからではなく、社会として直面するこのリスクのあらゆる側面を変えることができるからです。 そうです、隣人があなたに準備を必要としているので、あなたは準備をしなければなりません。特に年配の隣人、病院で働く隣人、慢性疾患を抱えている隣人、そして準備する手段や時間がないかもしれない隣人です。

これは私たち個人に影響を与えました。 fast.ai に関して私たちがこれまでに作成した最大かつ最も重要なコースは、長年の取り組みの集大成であり、4 週間以内にサンフランシスコ大学で開始される予定でした。 先週の水曜日（3月XNUMX日）、私たちはすべてをオンラインに移行することを決定しました。 私たちは、オンラインに移行した最初の大規模コースの XNUMX つでした。 なぜこんなことをしたのでしょうか？ なぜなら、このコースを実行すると、数週間にわたって数百人が密閉された空間に集まることを間接的に奨励することになることに、先週初めに気づいたからです。 最もやってはいけないことは、限られた空間に人々が集まることであり、それを避けるのが私たちの道徳的義務でした。 毎年学生たちと協力するのは私たちにとって最大の喜びであり、最も生産的な時期だったため、この決断は困難でした。 そして、海外から飛行機で来ようとしていた学生もいましたが、私たちは彼らを失望させたくありませんでしたXNUMX。

しかし、もしそうすれば、私たちの地域社会での病気の蔓延に貢献することになるため、私たちは自分たちが正しいことをしていることを知っていました4。

5. 曲線をより平坦にする必要があります

市中感染率を下げることができれば、病院は流入する感染者と通常の患者の両方に対処できるようになるため、これは非常に重要です。 以下の図はこれを明確に示しています。

元国民保健ITコーディネーターのファルザド・モスタシャリ氏は次のように説明しています。「非旅行者および非接触感染者の新たな感染者が毎日特定されており、これは検査の遅れによる氷山の一角に過ぎないことがわかっています。 これは、今後 XNUMX 週間で感染者数が爆発的に増加することを意味します...地域社会での爆発的な感染拡大を抑えようとすることは、家全体が燃えているときに火の粉を消すことに集中するようなものです。 これが起こった場合、私たちは緩和策に切り替える必要があり、感染拡大を遅らせ、公衆衛生への最大の影響を軽減するための保護措置を講じる必要があります。」 感染拡大率を十分に低く抑えることができれば、病院は対処することができ、患者は必要なケアを受けることができます。 そうしないと、入院が必要な人が入院できなくなります。

による Liz Specht による計算:
米国には人口 2,8 人あたり約 1000 の病院ベッドがあります。 人口が 330 億 1 万人であるため、ベッド数は約 65 万床となり、その 330% が恒久的に占有されています。 したがって、合計 10 のベッドが利用可能です (おそらく季節性インフルエンザなどのせいでもう少し少ないでしょう)。 イタリアの経験を取り入れて、症例の約 19% が入院を必要とするほど重篤であると仮定しましょう。 そして、入院はしばしば数週間続くことを私たちは覚えています。つまり、新型コロナウイルス感染症患者のいるベッドは非常にゆっくりと解放されることになります。 これらの推定によると、8 月 2 日までにすべての病床が埋まる見込みです。 そして同時に、これらのベッドがウイルス性疾患の患者を収容するのに適しているかどうかも考慮していません。 重症者の割合が 6 倍間違っているとすると、病院の飽和時間は XNUMX 日だけ一方向にずれることになります。 これらはどれも、他の理由で場所の需要が増加することを想定していませんが、これは疑わしい仮定のように思えます。 医療制度への逼迫と処方薬の不足により、慢性疾患を持つ人々は治療や入院を必要とする状況に陥る可能性があります。

6. 国民の対応に関する事項。

すでに議論したように、これらの数字については確実性はありません。中国はすでに、極端な措置によって病気の蔓延を抑制できることを実証しています。 もう XNUMX つの優れた例はベトナムです。そこでは、とりわけ、全国規模の広告キャンペーン (心に残る歌も!) が急速に国民を動員し、必要な行動変容をもたらしました。
これらの計算は仮説ではなく、1918 年のインフルエンザのパンデミック中にすべてがテストされました。米国では 200 つの都市の反応がまったく異なりました。フィラデルフィアでは、戦費を集めるために XNUMX 万人が参加して大規模なパレードが開催されました。 しかし、セントルイス市はウイルスの蔓延を減らすために社会的接触を最小限に抑え、すべての公共イベントをキャンセルした。 データによる各都市の死者数はこんな感じ 米国科学アカデミー紀要:

フィラデルフィアの状況は極めて悲惨なものとなっており、 十分な棺と遺体安置所がなかった膨大な数の死者に対処するために。

1年のH1N2009パンデミック時に疾病管理予防センターのエグゼクティブディレクターを務めたリチャード・ベッサー氏は、米国では「感染のリスクと自分と家族を守る能力は、収入などの要因に左右される」と述べている。 、医療へのアクセス、移民ステータス。」 彼は次のように主張しています。

高齢者や障害のある人は、日常生活や支援システムが混乱すると特に危険にさらされます。 農村部や先住民族など、医療を簡単に利用できない人々は、必要なときに長距離を移動する必要に直面する可能性があります。 すでにワシントン州で見られたように、公営住宅、老人ホーム、刑務所、避難所（あるいは路上のホームレス）など、窮屈な環境で暮らす人々は波に見舞われる可能性がある。 そして、無給労働者や不安定な勤務スケジュールなど、低賃金経済の脆弱な部分が、この危機の間にすべての人の目にさらされることになるでしょう。 時給で給料をもらっている米国の労働者の 60 パーセントに、必要なときに仕事から離れるのがどれほど簡単かを尋ねてください。

米国労働統計局は次のことを示しています。 XNUMX分のXNUMX未満の人 最も収入の低い人は有給病気休暇を取得できます。

7. 米国に住む私たちには十分な情報がありません。

米国における大きな問題の一つは、コロナウイルスの検査がほとんど行われておらず、検査結果が適切に共有されておらず、実際に何が起こっているのかよく分からないことだ。 元FDA長官のスコット・ゴットリーブ氏は、シアトルでは検査が充実しており、それがシアトルで感染者が発生している理由だと説明した。「シアトルで早い段階で新型コロナウイルス感染症の発生について聞いたのは、衛生疫学監視[センチネル監視]の活動によるものだった」 ]独立した科学者の。 このような監視は他の都市ではこれほどの規模で実施されたことはない。 したがって、米国の他のホットスポットはまだ完全には発見されていない可能性があります。」 メッセージによると 大西洋の, マイク・ペンス副大統領は今週「約1.5万件の検査」が可能になると約束したが、これまで米国で検査を受けた人は2000人未満だ。 結果に基づいて COVID追跡プロジェクト、アトランティック紙のロビンソン・マイヤーとアレクシス・マドリガルは次のように述べています。

私たちが収集した証拠は、新型コロナウイルスとそれが引き起こす病気に対する米国の対応が、特に他の先進国と比べて極めて緩いことを示唆している。 19日前、疾病管理予防センター（CDC）は、このウイルスが米国の人々の間で広がっていること、つまり海外旅行をしたことのない米国人や海外渡航者と接触したことのない米国人にも感染していることを確認した。 韓国では最初の感染者が出てから66週間以内に650万10人以上が検査を受け、すぐに000日あたりXNUMX万人の検査が可能になった。

問題の一部は、それが政治問題になっているということだ。 ドナルド・トランプ大統領は、米国の感染者数を低く抑えたいとの考えを明らかにした。 これは、メトリクスの最適化が実際に良好な結果を得る上でどのように妨げられるかを示す例です (この問題については、データ サイエンスの倫理に関する記事で詳しく説明されています)。 メトリクスの問題は AI の根本的な問題です）。 Google AI 責任者 ジェフ・ディーン 表現された 政治化された偽情報に対する懸念をツイートしました。

世界保健機関 (WHO) に勤務していたとき、世界が HIV/AIDS パンデミックに対処できるよう支援するために創設された世界エイズ計画 (現在の UNAIDS) に携わっていました。 この危機の克服を支援することに専念する献身的な医師や科学者がいました。 危機発生時には、（国、州、地方、企業、非営利団体、学校、家族、個人などのあらゆるレベルで）対応方法について十分な情報に基づいた意思決定を行うために、明確で信頼できる情報が重要です。 適切な情報にアクセスし、最高の医学的および科学的専門家からのアドバイスがあれば、HIV/AIDS であれ、新型コロナウイルス感染症 (COVID-19) であれ、私たちは課題を克服することができます。 しかし、政治的利益によって動かされた偽情報の場合、拡大するパンデミックに直面して迅速かつ断固とした行動をとらず、むしろ病気のより速い蔓延に積極的に貢献した場合、状況を深刻に悪化させる大きなリスクがあります。 今、このようなことが起きているのを見るのはとても辛いことです。

新型コロナウイルス感染症に関する透明性を重視する政治勢力はないようだ。 アレックス・アザー保健福祉長官、 ワイヤードによると」と医療従事者が新型コロナウイルスに感染している人がいるかどうかを判断するために使用している検査について議論を始めた。 しかし、そのような検査が不足しているということは、米国における疫病の蔓延と重症度に関する情報が不足していることを意味しており、政府の透明性の欠如によってさらに悪化している。 アザール氏は、新しい検査は現在品質管理中であると述べた。」 しかしさらに、Wired によれば次のように書かれています。

するとトランプ氏はアザール氏の話を遮った。 「重要なことは、検査が必要な人は誰でも検査を受けることだと思います。 テストはありますが、それは良いことです。 検査が必要な人は全員検査を受ける」とトランプ大統領は語った。 それは本当ではない。 ペンス副大統領は木曜日、記者団に対し、米国には需要を満たすのに十分な新型コロナウイルス検査がないと語った。

他の国々は米国よりもはるかに早く反応しています。 東南アジアの多くの国はウイルスの封じ込めにうまく取り組んでいます。 たとえば、R0 が 0.3 に低下した台湾や、一般にシンガポール 例として役立った 政府は新型コロナウイルス感染症にどう対応すべきか。 これはアジアだけの話ではありません。 例えばフランスは19人以上の参加者が集まるイベントを禁止しており、現在1000つの地域で学校が閉鎖されている。

8。 結論

新型コロナウイルス感染症は重要な社会問題であり、私たち全員が病気の蔓延を抑えるためにあらゆる努力をすることができるだけでなく、そうしなければなりません。 このために：

• 大規模なイベントや混雑を避ける（社会的距離を保つ）
• 文化イベントやその他の公共イベントを中止する
• 可能な限り在宅勤務
• 帰宅時や外出時など家の外で過ごすときは手を洗いましょう
• 特に外出時は顔に触れないようにしましょう

注: この投稿をできるだけ早く公開する必要があるため、信頼する情報源の引用には通常よりも少し慎重さを欠いています。 何か見逃した場合はお知らせください。

貴重なフィードバックを提供してくれた Sylvain Gugger と Alexis Gallagher に感謝します。

備考：

1 疫学者は病気の蔓延を研究する人々です。 死亡率や R0 などの推定は実際には非常に難しいことが判明しました。そのため、これを専門とする分野全体が存在します。 単純な比率や統計を使って covid-19 の影響を伝える人には注意してください。 代わりに、疫学者によって行われたモデリングを見てください。

2 これは技術的に間違っています。 厳密に言えば、R0 は反応がない場合の感染率を指します。 しかし、それは私たちが実際に気にしていることではないので、定義が少しずさんになることを許可します。

3 この決定以来、私たちは対面バージョンよりもさらに優れたバーチャル コースを開始する方法を見つけるために懸命に取り組んできました。 私たちはそれを世界中のすべての人に公開することができ、仮想学習グループやプロジェクト グループと毎日協力していきます。

4 また、ジムに行かずに自宅で運動する、すべての会議をビデオ会議に置き換える、楽しみにしていた夜の活動をスキップするなど、ライフスタイルに多くの小さな変更を加えました。

A. Ogurtsov、Yu. Kashnitsky、T. Gabruseva が翻訳に取り組みました。

出所： habr.com