从数据科学的角度来看,Covid-19、您的社会和您

作为数据科学家,我们有责任分析和解释数据。 我们非常关心covid-19相关数据的分析结果。 那些面临最大风险的人是最脆弱的——老年人和低收入人群——但我们都需要改变我们的行为,以控制疾病的传播和影响。 定期彻底洗手、避开人群、取消活动并避免触摸脸部。 在这篇文章中,我们将解释为什么我们担心,以及为什么您也应该担心。 有关关键信息的摘要,请参阅 Ethan Alley 的帖子。 电晕简介 (作者是一家开发降低流行病风险技术的非营利组织的主席)。

内容:

  1. 我们需要一个运转良好的医疗系统
  2. 这不是流感之类的东西
  3. “不要惊慌,保持冷静”的方法没有帮助
  4. 这不仅仅关系到你
  5. 我们需要拉平曲线
  6. 社会的反应很重要
  7. 我们美国人消息灵通。
  8. 结论

1.我们需要一个运转良好的医疗系统。

就在两年前,我们中的一个人(Rachel)感染了一种影响大脑的感染,导致 2/XNUMX 的感染者死亡,并且每三个感染者中就有一个出现认知障碍。 许多幸存者遭受永久性听力和视力障碍。 当雷切尔到达医院时,她已经神志不清了。 她很幸运,得到了及时的医疗护理、诊断和治疗。 就在这次事件发生之前,她感觉棒极了,由于迅速进入急诊室,她的生命很可能被挽救了。

现在让我们来谈谈 covid-19 以及在未来几周和几个月内像雷切尔这样的情况的人可能会发生什么。 已确诊的 covid-19 感染病例数量每 3-6 天就会翻一番。 如果我们把这段时间定为三天,三周内感染人数将增加100倍(事实上,一切并没有那么简单,但我们不要被技术细节分散注意力)。 十分之一的感染者需要长期住院(数周),其中大多数患者需要吸氧。 尽管病毒的传播才刚刚开始,但在一些地区,医院已经人满为患,人们无法接受所需的治疗(针对多种情况,而不仅仅是感染 covid-19 的患者)。 例如,在意大利,就在一周前,当局还表示一切都很好,但现在有 16 万人处于隔离状态(更新:发布后 6 小时,整个国家关闭)。 为了帮助应对涌入的患者,正在搭建这样的帐篷:

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意大利疫情最严重地区区域危机中心主任安东尼奥·佩森蒂博士表示:“我们必须在走廊、手术室和康复室设立重症监护室……这是世界上最好的卫生系统之一,伦巴第大区正在摆脱崩溃。”

2. 这与流感不同。

流感的死亡率约为0,1%。 哈佛大学传染病动力学中心主任马克·利普西奇 (Marc Lipsitch) 表示 评价 covid-19 为 1-2%。 最新流行病学模型 给出的数据显示,中国 1,6 月份的死亡率为 16%,是流感 1 的 19 倍(这可能是保守估计,因为当卫生系统无法应对时,死亡率会急剧上升)。 今天最准确的估计表明,Covid-10 今年造成的死亡人数是流感的 XNUMX 倍(并且 模型 Airbnb 前数据科学总监 Elena Grewal 估计,最坏的情况比流感还要严重 100 倍)。 而这一切都没有考虑到上面提到的医疗保健系统的重要影响。 你可以理解为什么有些人说服自己没有新的事情发生,这是一种类似流感的疾病。 意识到事实上他们根本没有遇到过这种情况,这是非常不舒服的。

我们的大脑无法直观地感知感染人数的指数增长。 因此,我们会像科学家一样进行分析,而不是依靠直觉。

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平均每个感染流感的人会传染 1,3 个人。 该指标称为R0。 如果 R0 小于 1,则感染停止传播,如果大于 1,则感染继续传播。 对于中国以外的 covid-19,R0 目前为 2-3。 差异看似微不足道,但经过 20 次“迭代”感染后,在 R0=1,3 的情况下,感染人数将是 146 人,而在 R0=2,5 的情况下,感染人数将达到 36 万人! 这些是简化的计算,但可以作为合理的说明 相对的 covid-19 和流感之间的区别。

请注意,R0 并不是疾病的基本特征。 该比率高度依赖于[对疾病]的反应,并且可能随着时间的推移而变化2。 例如,在中国,covid-0 的 R19 正在迅速下降,现已达到 1! 你问这怎么可能? 通过实施在美国等国家难以想象的措施,例如完全封锁许多大城市以及开发每周可以测试一百万人的诊断程序。

在社交媒体(包括埃隆·马斯克等热门账户)上,人们常常缺乏对逻辑增长和指数增长之间差异的理解。 实践中的逻辑增长对应于流行曲线的S形。 当然,指数增长也不能无限期地持续下去,因为感染人数总是受到地球人口规模的限制。 因此,发病率会下降,从而导致增长率与时间的关系呈现 S 形曲线(S 形)。 然而,减少是通过某些方式实现的,而不是神奇的。 主要方法:

  • 大规模、有效的公众反应;
  • 患病人数比例如此之大,以至于未患病人数太少,导致感染进一步传播。

因此,将物流增长曲线视为“控制”疫情的方法是不明智的。

直观了解 covid-19 对当地社区的影响的另一个困难是感染和住院之间的时间间隔非常长——通常为 11 天左右。 这可能看起来不是很长的时间,但这样的时间意味着,当所有医院床位都满了时,感染人数将比住院人数高出5-10倍。

请注意,气候对感染传播的影响有一些早期迹象。 出版中 温度和纬度分析可预测 COVID-19 的潜在传播和季节性 他们说,目前这种疾病正在温带气候中传播(不幸的是,我们居住的旧金山的气温正好在合适的范围内;这也包括欧洲人口稠密的地区,包括伦敦)。

3.“不要惊慌,保持冷静”的方法没有帮助。

在社交媒体上,指出担忧原因的人经常被告知“不要惊慌”或“保持冷静”。 至少可以说,这是无用的。 没有人认为恐慌是一种可以接受的反应。 但在某些圈子里,“保持冷静”是一种常见的反应(但在追踪此类事件的流行病学家中却并非如此),这是有原因的。 也许“保持冷静”可以帮助人们对自己的无所作为感到更加自在,或者让他们比那些他们认为像无头苍蝇一样到处乱跑的人感到优越。

但“保持冷静”很容易妨碍适当的准备和应对。 当疾病统计数据达到美国现在的水平时,中国已经隔离了数千万公民并建立了两家医院。 意大利等得太久了,就在今天(8 月 1492 日),尽管有 133 万人处于隔离状态,但还是报告了 16 例新增病例和 2 例新增死亡病例。 根据我们掌握的最佳信息,就在两三周前,意大利的疾病统计数据与美国和英国现在的水平相同。

请注意,现阶段我们对 covid-19 知之甚少。 我们真的不知道它的传播率或死亡率是多少,它在表面上持续多久,或者它是否能在温暖的条件下生存和传播。 我们所拥有的只是基于我们能收集到的最佳信息的猜测。 请记住,大部分信息来自中国的中文。 目前,了解中国经验的最佳来源就是这份报告 2019年世卫组织中国冠状病毒病联合特派团的报告,基于来自中国、德国、日本、韩国、尼日利亚、俄罗斯、新加坡、美国和世界卫生组织的 25 名专家的共同工作。

面对不会出现全球大流行的不确定性,仅此而已, 也许在不破坏医疗保健系统的情况下,不采取行动似乎不是正确的反应。 在任何模拟场景中,这都将是极其危险且次优的。 意大利和中国等国家似乎也不太可能在没有充分理由的情况下有效关闭其大部分经济。 而不作为也与我们在医疗系统无法应对的感染地区看到的实际影响不符(例如,在意大利,他们使用了462个帐篷对患者进行预分诊,仍然需要 将重症监护患者从污染区转移.

相反,深思熟虑且明智的应对措施是遵循专家建议的步骤来防止感染传播:

  • 避免大型活动和人群聚集
  • 取消活动
  • 尽可能在家工作
  • 回家和外出时要洗手
  • 尽量不要触摸你的脸,尤其是当你外出时(这并不容易!)
  • 对表面和包装进行消毒(病毒可能在表面上保持活性长达 9 天,尽管尚不确定)。

4.这不只是你的事

如果您年龄在 50 岁以下,并且没有免疫系统减弱、心血管疾病、过去吸烟史或慢性病等危险因素,您可以相当确信新冠病毒不太可能杀死您。 但你对正在发生的事情的反应仍然非常重要。 您仍然有与其他人相同的机会被感染,并且如果您确实被感染,您仍然有同样多的机会感染其他人。 平均而言,每个感染者会传染两个以上的人,并且在症状出现之前就具有传染性。 如果您有关心的父母或祖父母,并且打算与他们共度时光,然后发现您要为他们接触新冠病毒负责,这将是一个巨大的负担。

即使您不与 50 岁以上的人打交道,您患有慢性病的同事和熟人也可能比您想象的要多。 研究显示如果可以避免的话,很少有人会在工作中透露自己的健康状况, 害怕受到歧视。 我们[雷切尔和我]都属于高风险类别,但我们经常接触的许多人可能不知道这一点。

当然,我们谈论的不仅仅是您周围环境中的人。 这是一个非常重要的伦理问题。 每个尽其所能阻止病毒传播的人都可以帮助整个社区降低感染率。 正如泽伊内普·图菲克奇 (Zeynep Tufekci) 在《 《科学美国人》杂志:“为这种病毒几乎不可避免的全球传播做好准备……是你能做的最有利于社会、最无私的事情之一。” 她继续说道:

我们应该做好准备,不是因为我们个人感到有风险,而是为了帮助每个人降低风险。 我们必须做好准备,不是因为我们面临着我们无法控制的世界末日场景,而是因为我们可以改变我们作为一个社会所面临的风险的各个方面。 是的,你必须做好准备,因为你的邻居需要你做好准备——尤其是你的老年邻居、在医院工作的邻居、患有慢性病的邻居以及可能没有能力或时间做准备的邻居。

这对我们个人产生了影响。 我们在 fast.ai 上创建的规模最大、最重要的课程是我们多年工作的结晶,将于一周内在旧金山大学推出。 上周三(4 月 3 日)我们决定将其全部转移到网上。 我们是第一批转移到网上的大型课程之一。 我们为什么这样做? 因为我们上周早些时候意识到,如果我们开设这门课程,我们将间接鼓励数百人在几周内多次聚集在密闭空间中。 你能做的最糟糕的事情就是把一群人聚集在一个密闭的空间里,避免这种情况是我们的道义责任。 这个决定很困难,因为每年与学生一起工作是我们最大的乐趣和最有成效的时期。 还有一些要从国外飞来的学生,我们不想让他们失望XNUMX。

但我们知道我们正在做正确的事情,因为如果我们这样做,我们就会助长疾病在我们社区的传播4。

5.我们需要让曲线更平坦

这一点至关重要,因为如果我们能够降低社区的感染率,医院就能应对大量涌入的感染者和普通病人。 下图清楚地表明了这一点:

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前国家卫生信息技术协调员 Farzad Mostashari 解释说:“每天都会发现非旅行者和非接触病例中的新病例,我们知道这只是由于检测延误而导致的冰山一角。 这意味着未来两周内感染人数将出现爆炸性增长……试图遏制社区内的指数级传播就像在整个房子着火时集中精力扑灭火花一样。 当这种情况发生时,我们需要转向缓解措施——采取保护措施来减缓传播并减少对公共卫生的影响。” 如果我们将传播率保持在足够低的水平,医院将能够应对,患者将得到他们需要的护理。 否则,需要住院治疗的人员将不会住院。

根据 Liz Specht 的计算:
美国每 2,8 人大约拥有 1000 张病床。 拥有 330 亿人口,大约有 1 万张床位,其中 65% 是永久占用的。 这样一来,总共有330万个床位可用(可能由于季节性流感等原因会少一些)。 让我们以意大利的经验为例,假设大约 10% 的病例严重到需要住院治疗。 我们记得,住院治疗通常会持续数周——换句话说,新冠肺炎患者的床位释放速度会非常缓慢。 据估计,到19月8日,所有医院床位将被占用。 同时,我们没有考虑这些床位是否适合容纳病毒性疾病患者。 如果我们对重症病例比例的估计错误了 2 倍,那么医院饱和时间只会向一个方向或另一个方向移动 6 天。 所有这些都没有假设对场地的需求会因其他原因而增加,这似乎是一个可疑的假设。 随着医疗保健系统压力的增加和处方药的短缺,慢性病患者可能会发现自己需要护理和住院治疗。

6. 公众反应很重要。

正如已经讨论过的,这些数字并不确定——中国已经证明,极端措施可以减少疾病的传播。 另一个很好的例子是越南,除其他外,一场全国性的广告活动(包括一首令人难忘的歌曲!)迅速动员了民众并带来了所需的行为改变。
这些计算并不是假设——一切都在1918年流感大流行期间得到了检验。在美国,两个城市的反应完全不同:在费城,举行了有200万人参加的大型游行,为战争筹集资金。 但圣路易斯已最大限度地减少社交接触,以减少病毒的传播,并取消了所有公共活动。 根据数据,这是每个城市的死亡人数 诉讼中的国家科学院院士:

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费城的局势已经变得极其严峻, 没有足够的棺材和太平间来应对巨大的死亡人数。

1 年 H1N2009 流感大流行期间担任疾病控制与预防中心执行主任的理查德·贝瑟 (Richard Besser) 表示,在美国,“感染风险以及保护自己和家人的能力取决于收入等因素。” 、获得医疗保健和移民身份。” 他声称:

当老年人和残疾人的日常生活和支持系统受到干扰时,他们面临的风险尤其大。 那些无法轻易获得医疗保健的人,包括农村和土著人民,在需要时可能需要长途跋涉。 生活在狭窄环境中的人们——无论是公共住房、疗养院、监狱、避难所(甚至是街头无家可归者)——都可能受到海浪的袭击,正如我们在华盛顿州所看到的那样。 低工资经济中的脆弱部分,包括无薪工人和不稳定的工作时间表,将在这场危机期间暴露在众人面前。 问问 60% 的按小时计酬的美国劳动力,在必要时下班有多容易。

美国劳工统计局显示, 不到三分之一的人 收入最低的人可以享受带薪病假:

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7. 我们美国人消息灵通。

美国的一大问题是,对冠状病毒的检测很少,而且检测结果没有得到适当的共享,我们真的不知道到底发生了什么。 FDA 前专员斯科特·戈特利布 (Scott Gottlieb) 解释说,西雅图有更好的检测,这就是我们在那里看到感染的原因:“我们很早就在西雅图听说了 COVID-19 疫情的原因是卫生流行病学监测 [哨点监测] 的工作] 独立科学家。 其他城市从未进行过类似规模的监控。 因此,美国的其他热点可能尚未被完全发现。” 根据消息 大西洋副总统迈克·彭斯承诺本周将进行“约1.5万次检测”,但迄今为止美国接受检测的人数还不到2000人。 根据结果 COVID跟踪项目,《大西洋月刊》的罗宾逊·迈耶和亚历克西斯·马德里加尔说道:

我们收集的证据表明,美国对 COVID-19 病毒及其引起的疾病的反应极其松懈,特别是与其他发达国家相比。 八天前,美国疾病控制与预防中心(CDC)确认该病毒正在美国人群中传播,即感染没有出国旅行或与出国旅行的人接触过的美国人。 在韩国,首例病例发生后一周内就有超过 66 人接受了检测,很快就可以每天检测 650 人。

部分问题在于它已经成为一个政治问题。 唐纳德·特朗普总统明确表示,他希望将美国的感染人数保持在较低水平。 这是优化指标如何妨碍在实践中获得良好结果的一个示例(有关此问题的更多信息在数据科学伦理文章中概述 - 指标问题是人工智能的一个基本问题)。 谷歌人工智能主管杰夫·迪恩 他表示, 在推特上表达了他们对政治化虚假信息的担忧:

当我在世界卫生组织 (WHO) 工作时,我参与了全球艾滋病计划(现为联合国艾滋病规划署),该计划旨在帮助世界应对艾滋病毒/艾滋病大流行。 有专门的医生和科学家致力于帮助克服这场危机。 在危机期间,清晰可靠的信息对于帮助您就如何应对(各级:国家、州、地方、公司、非营利组织、学校、家庭和个人)做出明智的决策非常重要。 通过获得最好的医学和科学专家的正确信息和建议,我们可以克服挑战,无论是艾滋病毒/艾滋病还是新冠肺炎 (COVID-19)。 但在政治利益驱动的虚假信息的情况下,如果面对日益严重的流行病不迅速果断采取行动,而是积极助长疾病的更快传播,则存在使局势严重恶化的巨大风险。 现在看到这一切发生非常痛苦。

似乎没有任何政治力量对 COVID-19 的透明度感兴趣。 卫生与公众服务部部长亚历克斯·阿扎尔, 据《连线》报道”,“开始讨论医护人员用来确定他们中的某人是否感染了新型冠状病毒的测试。 但此类检测的缺乏意味着缺乏有关美国流行病学疾病传播和严重程度的信息,而政府缺乏透明度则加剧了这种情况。 阿扎尔提到,新的测试目前正在进行质量控制。” 但更进一步,据《连线》报道:

特朗普随后打断了阿扎尔的话。 “我认为最重要的是,任何需要检测的人都应该接受检测。 有测试,而且效果很好。 任何需要筛查的人都会受到筛查,”特朗普说。 这不是真的。 副总统彭斯周四告诉记者,美国没有足够的 COVID-19 检测来满足需求。

其他国家的反应比美国快得多。 东南亚许多国家在遏制病毒方面做得很好。 例如,台湾,R0 现在已降至 0.3,或者新加坡,通常 作为一个例子 政府应如何应对 COVID-19。 这不仅涉及亚洲,也涉及亚洲。 例如,法国已禁止任何 1000 人或以上参加的活动,三个地区的学校目前已关闭。

8。 结论

COVID-19 是一个重要的社会问题,我们不仅可以而且必须尽一切努力减少该疾病的传播。 为了这:

  • 避免大型活动和人群(保持社交距离)
  • 取消文化和其他公共活动
  • 尽可能在家工作
  • 回家和外出时要洗手
  • 避免触摸脸部,尤其是外出时

注意:由于需要尽早发布这篇文章,我们在引用我们所依赖的信息来源时比平时稍微不那么谨慎。 如果我们错过了什么,请告诉我们。

感谢 Sylvain Gugger 和 Alexis Gallagher 提供的宝贵反馈。

注:

1 流行病学家是研究疾病传播的人。 事实证明,估计死亡率和 R0 这样的事情实际上相当困难,这就是为什么有一个专门领域专门研究这个问题的原因。 谨防那些使用简单比率和统计数据来告诉您 covid-19 行为的人。 相反,看看流行病学家所做的模型。

2 这在技术上是不正确的。 严格来说,R0是指在没有反应的情况下的感染率。 但由于这并不是我们真正关心的,所以我们允许自己的定义有点草率。

3 自做出此决定以来,我们一直在努力寻找推出虚拟课程的方法,我们希望该课程比面对面版本更好。 我们已经能够向世界上的每个人开放,并将每天与虚拟研究和项目组合作。

4 我们还对生活方式做了许多其他小改变,包括在家锻炼而不是去健身房、用视频会议取代所有会议,以及跳过我们期待的夜间活动。

A. Ogurtsov、Yu. Kashnitsky 和 ​​T. Gabruseva 负责翻译。

来源: habr.com

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