Nollan tartuntatapauksen saavuttamisen psykologia ja strategia

Chen Shenin ja Yaneer Bar-Yamin kirjoitus

Chen Shen (vas.) ja Yaneer Bar-Yam (oik.)

Nollan tartuntatapauksen saavuttaminen on haasteellista. Mitä pitäisi tehdä koronavirustaudin tuhoamiseksi? Tässä yhteydessä tarkastelemme: riskipsykologiasta ja tartuntatapauksien laskennasta.

I. Maan muutaman tartuntatapauksen riski ja psykologia

Kuvittele maa, joka on onnistunut vähentämään tartuntatapausten määrän dramaattisesti vain muutamiin, esimerkiksi vain viiteen tartuntatapaukseen viiden miljoonan väestöllä. Joku saattaisi tällöin sanoa: “Tartunnan saamisen todennäköisyys on nykyään vain yksi miljoonasta. Se on niin epätodennäköistä, että varotoimenpiteille ei ole enää tarvetta.” Ja kyseinen henkilö ei noudata varotoimia tuona päivänä. Jos kaikki noudattaisivat tätä sääntöä, joku voisi saada tartunnan. Tartunnan saaneiden ihmisten lukumäärä kasvaisi. Jokainen tartunnan saaneista tartuttaisi muutaman päivän kuluessa 3–5 muuta ihmistä, jotka puolestaan tartuttaisivat muutamia muita ja uusia tartuntatapauksia ilmenisi päivä päivältä enemmän. Ensimmäisen viikon loppuun mennessä ilmenisi noin 50 tapausta, kahden viikon kuluttua noin 500 tapausta, kolmen viikon kuluttua 5000 tartuntatapausta ja niin edelleen. Tähän mennessä tartuntakertoimet olisivat muuttuneet yhdestä miljoonaan, yhdestä sataan tuhanteen, yhdestä kymmeneen tuhanteen ja yhteen tuhannesta. Milloin ihmiset päättävät ryhtyä varotoimiin? Jossain vaiheessa tarvitaan voimakkaita torjuntatoimia. Vasta tällöin uusien tartuntatapauksien määrät alkavat laskea. Jossain vaiheessa maa joutuu tilanteeseen, jossa ihmiset toteavat: “Okei, nyt on vain yksi miljoonasta mahdollisuus saada tartunta.” Taas kerran tartuntatapaukset lähtevät kasvamaan. Kuinka tälle kierteelle laitetaan stoppi? Tarvitaan kolme toimenpidettä:

• Kärsivällisyys — Ihmisten on yleisesti tunnustettava, että ainoa tapa kierteen katkaisemiseksi on saavuttaa nolla tartuntatapausta niin, että jokainen ryhtyy varotoimiin ennen kuin nolla on saavutettu. Nollan saavuttaminen kestää viikon tai pari riippuen toimien voimakkuudesta.
• Tartuntatapauksien varhainen havaitseminen kontaktien jäljityksen avulla — Kaikkien on osallistuttava toimintaan tunnistamalla varhaiset oireet nopeasti. Kontaktien jäljittämisryhmät tunnistavat todennäköiset kontaktit, määräävät heidät karanteeniin ja testaavat sekä oireellisia että oireettomia kontakteja (luokkaa 100 ihmistä per tartuntatapaus).
• Vihreän vyöhykkeen strategia — Varotoimenpiteitä toteutetaan aktiivisilla tartunta-alueilla, ei kaikkialla. Rajoitusten lieventäminen tapahtuu maantieteellisen alueen, ei toimialojen tai ammattien mukaan. Tämä vaatii rajoituksia eri vyöhykkeiden välillä tapahtuvalle ei-välttämättömälle matkustamiselle, jotta yksilöt eivät siirrä tartuntatautia vyöhykkeeltä toiselle. Alueilla, joilla koronavirustautia esiintyy, aiheuttavat suuremman tartuntauhan, joten ihmiset luonnolliset ryhtyvät voimakkaampiin toimiin kuin niillä alueilla, joilla tartuntatapauksia ei ilmene. Puhtailla alueilla ihmisten ei tarvitse noudattaa erityisiä tartunnanestorajoituksia, koska tartuntatautia ei siellä ole. Alueiden tyypityksen vuoksi tartuntatapauksien lukumäärä voidaan laskea helposti suhteessa paikalliseen väestöön, ei kansalliseen väestöön. Otetaan esimerkiksi viisi tapausta 50 000 maakunnassa viiden miljoonan asukkaan maassa. Sen sijaan, että viiden miljoonan ihmisen pitäisi huolestua tartunnoista (5/5 000 000), meidän pitää ilmoittaa vain 50 000 ihmiselle 5/50 000 = yhden suhde kymmeneen tuhanteen) ja 4,95 miljoonaa ihmistä voivat elää lähes tavanomaista arkista elämäänsä (mukaan luettuna tavanomainen taloudellinen toimeliaisuus), mutta kaikkien tulee noudattaa vyöhykerajoituksia siihen asti, kunnes viimeinen tartunnan saanut aluesektori onnistutaan vapauttamaan koronavirustaudista.

II. Tartuntatapauksien laskeminen

Maissa, joissa koronavirustapausten määrä on pieni, tartuntatapauksien laskeminen on erittäin tärkeää. Nollan ja yhden tai kahden tartuntatapauksen välinen ero on merkityksellinen, joten meidän on keskitettävä huomiomme niiden oikeaan laskentatapaan. Maa riski on riippuvainen niistä tapauksista, joissa tartuntatauti saattaa levitä. Joissakin tapauksissa tartunnan riski on alhainen. Toisaalta on kolme tärkeää luokkaa, jotka saattava keikauttaa tautitilanteen huonoksi.

Matkustajat: Jos maahan saapuvat matkustajat (mukaan luettuna maan omat kansalaiset) ovat tehokkaassa karanteenissa vähintään 14 päivän ajan, he eivät voi tartuttaa muita tuona aikana, ja jos he sairastuvat koronavirustautiin (COVID-19), heidät voidaan hoitaa eristyksissä ilman, että uusia tartuntatapauksia ilmenee. On olemassa useita keskeisiä seikkoja, jotka ovat välttämättömiä ja ne on otettava toimenpiteissä huomioon:

1. maahan saapuminen tapahtuu ilman, että maassa jo olevia tartutetaan
2. viranomaiset toimeenpanevat karanteenitoimet huolellisesti, jos he ovat näistä toimista vastuussa
3. yksilö noudattaa karanteenitoimia huolellisesti, jos hän suorittaa omaehtoisen eristäytymisen
4. oireista ilmoittaminen on huolellista ja tarkkaa

Nämä toimenpiteet ovat riittäviä, jos maahan saapuu vain muutamia tartuntatapauksia. Tämä ei kuitenkaan riitä mihinkään, jos maahan saapuu monia sellaisia yksilöitä, joiden oirekuva ei noudata “normaalia”. Tässä on kyse siis niistä tapauksista, joiden oireet ilmaantuvat vasta kahden viikon jälkeen ja tapauksista, jotka ovat oireettomia. Nämä kaksi tapausluokkaa ovat käytännössä samanlaisia. Todella oireeton kantaja ei selvästi eroa sellaisesta, jonka oireet ilmenevät vasta pidemmän ajan kuluttua (esim. yli 14 päivää). Lisävarotoimenpiteitä käsittelemme vielä erikseen liitteessä.

Kontaktien jäljityksen vuoksi karanteeniin asetetut yksilöt: Kun yksilön koronavirustartunta onnistutaan diagnosoimaan ja hänen kontaktinsa määrätään karanteeniin, karanteenin ensisijainen tavoite on estää uusia tartuntatapauksia ja minimoida epävarmuuden aiheuttamat ei-toivotut seuraukset. Jotkut näistä ihmiset saattavat sairastua, mutta kun karanteeni tehdään oikein, nämä ihmiset eivät kykene tartuttamaan muita. Me kutsumme heitä ennalta karanteeniin asetetuiksi kontaktien jäljittämisen takia. Ehdot tälle ovat:

1. heidän on oltava karanteenissa riittävän kauan ennen oireiden ilmaantumista (useita päiviä)
2. heidän on noudatettava karanteenia tiukasti joko viranomaisten toimesta tai pysyttävä omaehtoisessa karanteenissa
3. jos karanteeniolosuhteet ovat riittämättömät, muita todetulle koronavirustartuttajille altistuneita saatetaan joutua asettamaan karanteeniin

Jos ihmiset noudattavat annettuja ohjeita, kontakteiksi tunnistetut yksilöt eivät muodosta tartuntariskiä.

Riskien pienentäminen kontaktien jäljittämisen avulla: Kontaktien jäljittämisen keskeisenä tavoitteena on estää muita tartunnan saaneita tartuttamasta muita. Jos tämä onnistuu täydellisesti, tunnettu tartuntatapaus onnistutaan poistamaan tartuttavien tapausten joukosta.

Yleisemmin kontaktien jäljitys auttaa tunnistamaan taudin leviämisjärjestyksen sekä tunnistetun tartuntatapauksen edeltäneet että tunnistetuttua tartuntatapausta seuranneet tartuntatapaukset. Tähän saattaa kuulua ihmisiä, jotka asuvat tai työskentelevät yhdessä tai ovat yleisemmin osa samaa maantieteellistä aluetta tai sosiaalista verkostoa. Tartuntaketjun osana saattaa olla lievästi oireellisia tai oireettomia yksilöitä, joten kontaktien kontakteja on pidettävä korkean tartuntariskin yksilöinä. Tavoiteluku on noin 10–100 yksilöä. Joissakin tilanteissa korkean ja matalan tartuntariskin yksilöiden välillä on selvä ero, mikä johtuu tartunnan saaneen yksilön käyttäytymisen suoraviivaisuudesta tai pysymisestä kotiolosuhteissa.

Kontaktit on testattava ja/tai asetettava karanteeniin. Useimmiten toteutetaan molemmat. Kaikkien tartunnan mahdollisesti saaneiden testaaminen on tärkeää, jotta voidaan rajata mahdolliset muut tartuntalähteet pois selvitystyöstä. Kaikkien oireellisten tai oireettomien kontaktien testaaminen parantaa mahdollisen tartuntareitin tunnistamisen mahdollisuuksia ja samalla tartuntareitti voidaan selvittää mahdollisesti koko populaation halki. Koska tartunnan saanut henkilö ei välttämättä enää itse tartuta ketään, serologisten testien (RT-PCR-testien lisäksi) mahdollisuutta on harkittava, koska serologian avulla voidaan ainakin pyrkiä tarkemmin toteamaan, jos yksilö on aiemmin ollut koronavirustartunnan saanut. Jos kaikki yksilöt, jotka muodostavat leviämisriskin, tunnistetaan ja asetetaan karanteeniin, hallitsematonta leviämisriskiä ei ole olemassa. Vaikka tartunnan saaneet sairastuisivat, karanteeni takaa sen, että tartuntaketju katkeaa ja uusia tartuntatapauksia ei ilmene.

Yhteisössä tapahtuva leviäminen: Matkustajien, ennalta karanteeniin asetettujen ja täysin kontaktien jäljityksellä saavutettujen yksilöiden avulla syntyy käytännössä vain tapauksia, jotka tunnetaan “yhteisössä tapahtuvina tartuntoja”. Näiden ihmisten osalta ei ole mahdollista selkeästi sanoa, miten tartunnat leviävät. Tiedämme, että on olemassa aiempia tartunnan saaneita yksilöitä, mutta niistä osa saattaa olla mahdollisesti tuntemattomia, ja lisäksi on ihmisiä, jotka ovat saattaneet saada tartunnan myöhemmin.

Yhteenveto tartuntatapausten laskennasta: Meidän on laskettava tartuntatapausten lukumäärä viimeisen 14 päivän ajalta, jotta ymmärrämme paremmin ne tapaukset, jotka voivat johtaa uusiin koronavirustartuntoihin. Tämä yhteisössä leviämisen määrä on laskettavissa seuraavalla kaavalla:

jossa N_c on uusien tartuntatapauksien lukumäärä viimeisen 14 päivän aikana, N_t on karanteniin asetettujen saapuvien uusien tartuntannan saaneiden matkustajien lukumäärä, N_q on kontaktien jäljityksen perusteella karanteeniin asetettujen uusien tapauksien lukumäärä ja N_p on niiden tapauksien lukumäärä, jotka täysin onnistuneen kontaktien jäljittämisen ansiosta eivät kykene tartuttamaan yhtäkään karanteeniin asettamatonta yksilöä.

Niitä tapauksia, joiden osalta tartuntojen ehkäiseminen ei ole täydellistä, ei voi jättää pois tästä laskelmasta. Jos joku on esimerkiksi karanteenissa ja hänestä tulee myöhemmin oireellinen tai koronavirustestitulos on positiivinen, karanteenin ajoitukseen liittyy riskitekijöitä. Jos häntä ei aseteta karanteeniin riittävän ajoissa, voidaan harkita jonkinlaista osittaista murto-osakerrointa uusien tartuntatapauksien suhteen. Riskit on arvioitava harkiten. Tulee myös olla jossain määrin varovainen siinä, että uusien tartuntatapauksien ilmoittamisen ajalliseen viiveeseen liittyy myös ero verrattuna tartuntatapauksen tartuttavuusaikaan. Tärkeintä on varmistaa, että yksilöt lasketaan mukaan, jos tartuntajakso päältää viimeisintä 14 päivän ajanjaksoa.

Vihreät vyöhykkeet: Vyöhykkeitä, joissa ei ole käynnissä olevia yhteisötartuntoja, N_x = 0, vaikka N_c > 0, voidaan ajatella olevan vihreitä vyöhykkeitä. Vihreiden vyöhykkeiden hallitukset ja yksilöt voivat höllentää rajoituksia, jos kontaktien jäljittämisen ja karanteenitoimien odotetaan olevan riittävien tartuntojen ehkäisemiseksi. Kaikkien tulisi silti olla valmiita palaamaan nopeasti takaisin rajoitustoimiin, jos uusia yhteisöperäisiä tartuntoja ilmenee. Tässä tilanteessa on tärkeää aktiivisesti seurata tartuntatapauksia sen selvittämiseksi, jotta tiedetään, että mitä näistä — siis N_t, N_q tai N_p ei ole asianmukaisesti kirjattu tartuntarekistereihin, jotta jatkotartuntoja ei enää ilmenisi yhteisötasolla.

Liite: Lisävaiheet, kun vyöhykkeelle/alueelle ja/tai maahan saapuu useita matkustajia

Jos matkustajia on paljon ja tartunnan todennäköisyys ei ole mitätön, niin tulee huomioida se, että osa saapuvista matkailijoista saattaa olla oireettomia koronavirustaudin kantajia. Tällöin vaaditaan lisävarotoimenpiteitä, jotka valitettavasti aiheuttavat lisätaakan.

1. Tiedetään, että joissain tapauksissa koronavirustaudin itämisaika on 14 päivää pidempi. Tämä on itämisajan pitkä häntä ja se ilmenee vain harvoissa tapauksista. Jos saapuvien matkailijoiden määrä on riittävän suuri, poikkeustapauksia saattaa ilmetä riittävän monta kertaa ja näin ollen lisävarotoimenpiteet ovat tarpeen. Lisävarotoimenpiteet pitävät sisällään karanteeniajan pidennykset esimerkiksi 18 tai 20 päivään. Mitä suurempi määrä matkustajia, sen suurempi on sen todennäköisyys, että maahan tai vyöhykkeelle saapuvat matkustajat ovat tartuttavia, ja näin ollen karanteeniaikaa tulee asianmukaisesti pidentää. Päivien tarkka määrä on kalibroitava niin, että uuden epidemian puhkeamisen todennäköisyys on mahdollisimman pieni.
2. Täysmittaisen karanteenin sijaan voidaan käyttää myös pidempää osittaiskaranteenin ajanjaksoa. Kun otetaan huomioon ylimääräinen viikko, niin siihen voidaan lisätä yksi tai useampi seuraavista toimista kolmannen viikon aikana (eli kun 14 päivän minimi on ylitetty): osallistuminen vain tiettyyn sosiaaliseen tapahtumaan, turvavälien tiukka noudattaminen kaikissa tapahtuminen, vain nimettyjen henkilöiden tapaaminen, suurten tapahtumien välttäminen ja välttelemällä suuria ihmismassoja tai lukuisten ihmisten kokoontumisia. On toki huomattava, että nämä rajoitukset eivät estä kaikkia tartuntatapauksia, vaan ne korkeintaan minimoivat suuren epidemian riskin. Lisäksi, jos joku on saanut tartunnan, ja muuten terve osallistuu tähän tapahtumaan, niin supertartuttajatapauksen riskiä ei voida täysin tällä tavoin estää. Tartuntojen varhainen havaitseminen on välttämätöntä.
3. Tartuttavien oireettomien yksilöiden havaitseminen jollain todennäköisyydellä ei ole mahdotonta. Erilaisia lähestymistapoja todennäköisyyksien parantamiseksi on tarjolla. Tällaisia ovat muun muassa pyyhkäisynäytteet, peräaukon pyyhkäisyt ja tietokonetomografiakuvantaminen. Väärien negatiivisten riskin vuoksi voi olla mahdollista, että tarvitaan useampia testauskertoja ja/tai -menetelmiä.

Suomennos Chen Shenin ja Yaneer Bar-Yamin (Twitter) esseestä “Psychology and strategy for getting to zero”. Essee ilmestyi New England Complex Systems Instituten verkkosivuilla 1.7.2020.

Chen Shen työskentelee tutkijana New England Complex Systems Institutessa Bostonissa Yhdysvalloissa. Hän on opiskellut tietojenkäsittelytiedettä (insinööri) ja viestintää, kulttuuria ja teknologiaa (FM).

Yaneer Bar-Yam on fyysikko, järjestelmätieteilijä ja New England Complex Systems Instituten perustaja. Hän on erikoistunut monimutkaisten järjestelmien tutkimukseen ja tehnyt tutkimusta lukuisilla eri tieteenaloilla aina materiaalitieteistä neuraaliverkkoihin.

Kirjoituksen on suomentanut Thomas Brand (Twitter).