Lorsqu'une nouvelle maladie infectieuse apparaît, l'absence de traitement efficace ou de stratégie vaccinale se traduit souvent par l'application d'interventions non pharmacologiques (NPI) ou de mesures de confinement, y compris le dépistage de l'infection, la recherche de contacts et l'isolement des sources potentielles d'infection.
Une nouvelle étude publiée sur le serveur de préimpression medRxiv * en mai 2020 discute des avantages des réouvertures échelonnées dans chaque localité sur la base d'un ensemble mondial de paramètres qui déterminent la pertinence des mesures de confinement ou autrement.
La décision d'imposer un verrouillage sur une vaste région est lourde de tensions car elle impose des contraintes aux mouvements physiques dans la mesure où les activités commerciales et autres activités économiques productives sont réduites, ainsi que les fermetures d'écoles, ce qui jette l'équilibre normal de la vie sociale moderne Déséquilibré.
Toronto, Ont. Canada – 26 mars 2020: L'aire de restauration du centre commercial est fermée en raison de l'épidémie mondiale de pandémie COVID-19. Crédit d'image: Marek Szkudlarek / Shutterstock
Sommaire
Pourquoi les modèles stochastiques?
Dans de nombreux cas, les données collectées sur les cas dans le temps sont le plus naturellement analysées par des modèles compartimentaux basés sur l'hypothèse d'une population homogène dans sa composition. Cependant, une courbe épidémique peut également être moins claire sur la relation entre la distribution spatiale et temporelle de la maladie.
En effet, les infections traversent souvent la frontière entre les populations voisines. Les flambées précoces se caractérisent par un faible nombre de cas et, par conséquent, des effets imprévisibles ou stochastiques. Plus tard, on trouvera à la fois des cas distribués de manière aléatoire et ceux traçables à des connexions basées sur les voyages.
Ceci est différent du stade intermédiaire de l'épidémie, avec un nombre élevé de cas. Aux stades ultérieurs, par conséquent, si les restrictions de voyage sont supprimées d'un seul coup, le nombre de cas peut augmenter considérablement.
Stratégie de réouverture basée sur un déclencheur local
Les chercheurs de l'Université de Guelph et de l'Université de Waterloo suggèrent qu'une «approche progressive pour ouvrir ou fermer les écoles et les lieux de travail, basée sur des conditions« déclencheuses »telles que le nombre de cas positifs locaux confirmés, pourrait être meilleure. Le phasage pourrait opérer à un niveau temporel ou spatial.
Dans le premier, le phasage se rapporte au calendrier de la réouverture des lieux de rassemblement social, y compris les lieux de travail. Certains pourraient convenir à une réouverture plus tôt que d'autres.
Un autre type de phasage fait référence à la distribution des cas par zone. Les petites villes ou localités seraient, dans ce cas, ouvertes en premier, sur la base de la théorie selon laquelle la force de l'infection est nettement plus faible dans une petite population en raison de l'évanouissement stochastique, par rapport aux populations plus importantes. D'autres facteurs qui contribuent à cela comprennent les taux plus faibles de contacts interindividuels et moins de déplacements, ce qui signifie que moins d'infections sont importées.
Les questions auxquelles il faut répondre
La présente étude vise à développer un modèle stochastique de transmission de virus ainsi que des mesures de test et de verrouillage, basées sur une réouverture spatiale échelonnée des régions, qui fourniront des réponses à trois questions importantes:
- Faut-il privilégier un assouplissement de la fermeture des écoles et des lieux de travail au niveau du comté ou de la province?
- Vaut-il la peine de coordonner les programmes de tests et les critères à remplir pour la réouverture des comtés?
- Quelle est la limite de la performance d'une stratégie de réouverture échelonnée spatialement lors d'une flambée précoce?
Les résultats peuvent aider à planifier une liste ainsi que le calendrier pour la réouverture des écoles et des lieux de travail avec le moins d'infections et de jours-personnes perdus à cause des fermetures, à la fois au début et à la fin de l'épidémie.
Quel modèle a été utilisé
Ce modèle de calcul est appelé ABM ou modèle basé sur un agent. Il s'agit d'une population dispersée dans plusieurs centres appelés comtés. La propagation dans chaque comté suit le modèle SEAIR – S est sensible à l'infection, E est infecté, mais pas encore infectieux ('exposé'), A est infectieux mais asymptomatique ('asymptomatique'), I est à la fois infectieux et symptomatique ('symptomatique' '), et R est récupéré (sont isolés et ne sont plus infectieux).
Les chercheurs supposent que les symptômes sont diagnostiqués chaque jour avec une certaine certitude, tandis que la propagation en dehors des écoles et des lieux de travail est limitée par la distance physique. Une deuxième hypothèse est que la distance physique augmente avec le nombre de cas.
Ils ont simulé des réouvertures sur une période d'un an pour trouver le nombre prévu de cas, en commençant par une période de fermeture de 50 jours qui commence chaque fois que 50 cas sont accumulés. L'étape suivante s'est divisée en deux voies: chaque comté est verrouillé ou fermé séparément selon qu'un certain nombre de cas est atteint (la prévalence du «déclencheur»), ou toute la province est rouverte ou fermée à l'échelle mondiale chaque fois que le la prévalence de déclenchement est atteinte.
Le modèle montre ainsi des changements dans les mesures de verrouillage basées sur deux types de régimes – celui dans lequel COVID-19 reste à un niveau endémique tout au long de la simulation, qui se produit dans les comtés à forte densité de population, et les cas sporadiques avec intercounty se propageant à travers les voyages, en comtés peu peuplés.
Les résultats du modèle
Alors que l'une ou l'autre stratégie présente le même schéma d'infection, les types de fermeture et la zone affectée présentent une variation brute. Avec la stratégie mondiale, la plupart des comtés sont fermés la plupart du temps.
La stratégie de réouverture locale semble faire beaucoup mieux dans la plupart des valeurs de prévalence de déclenchement. Si cette valeur de déclenchement est très élevée, comme 1 000 cas / 100 000 habitants, la propagation survenant au travail et dans les écoles causera probablement l'infection d'une grande partie de la population. Si la prévalence de déclenchement est faible, en revanche, un verrouillage prolongé conduit à des niveaux d'infection très bas pendant la majeure partie de l'année par l'une ou l'autre voie.
L'objectif est de trouver la prévalence de déclenchement pour la stratégie de réouverture locale où la majeure partie de la province reste ouverte pendant la majeure partie de l'année, pour la plus petite augmentation possible des cas. La capacité d'y parvenir est due à la flexibilité que cette stratégie donne pour fermer uniquement les zones où les épidémies sont actives (probablement les comtés les plus densément peuplés).
La prévalence optimale du déclencheur sera celle qui permet le nombre de jours-personnes perdus à cause du verrouillage, mais ne permet qu'une augmentation de 1% des cas au-dessus de la valeur minimale du déclencheur.
La nature essentielle de la coordination
Cette stratégie a une limite: différents pays peuvent adopter différents déclencheurs, ce qui pourrait nuire au succès de la stratégie. Dans une telle situation, plus de jours-personnes seront perdus à la fermeture qu'à l'augmentation des infections. La raison en est que les infections sont transmises entre les comtés en raison d'un relâchement trop précoce des mesures de verrouillage.
Ceci, à son tour, déclenchera des blocages dans ces comtés, ce qui augmentera encore le nombre de jours-personnes de fermeture. En bref, cette route ne peut être adoptée avec succès que s'il existe une bonne coordination entre les comtés.
Le même principe s'applique aux tests dans différents pays. Le modèle montre que le taux de dépistage des personnes infectées montrant des variations croissantes entre les comtés, le pourcentage de personnes infectées ainsi que le nombre de jours-personnes perdus à la fermeture augmenteront également.
Le phénomène de la résistance politique
De nombreuses populations ont exprimé leur désaccord sur les mesures de verrouillage, qui est lié au phénomène social appelé résistance politique. Cela signifie que le succès de certaines interventions est partiellement réduit en raison de la rétroaction comportementale non linéaire. Ceci est assez typique de toutes les interactions entre les humains et les systèmes naturels.
La réponse comportementale à la pandémie actuelle s'est manifestée sous deux formes opposées, à savoir une distance physique accrue avec un nombre plus élevé de cas, par rapport à une résistance accrue au verrouillage.
Là encore, une stratégie de réouverture locale basée sur des preuves de bonne qualité pourrait rencontrer une meilleure conformité de la part des populations qui résistent au verrouillage sur une province entière mais peuvent l'accepter sur une partie localisée. Deuxièmement, les autorités locales pourraient être en mesure de fermer plus rapidement par rapport au processus plus long au niveau provincial.
Limites et orientations futures
Le modèle présenté ici présente certaines limites. D'une part, il suppose que les autorités du comté fermeront dès que la prévalence de déclenchement sera atteinte. Les retards permettront plus de cas et, dans quelques semaines, plus de décès. De plus, la prévalence de déclenchement n'est optimale que si elle est utilisée pour fermer le comté à ce moment-là.
L'inclusion de la capacité des soins intensifs et de la composition par âge de la population pourrait améliorer la fiabilité du modèle et aider à projeter les résultats de fermetures encore plus localisées, telles que les écoles secondaires et les collèges, tout en laissant les écoles élémentaires et primaires ouvertes. Encore une fois, une fois qu'un certain pourcentage des lits de soins intensifs seront occupés, le comté pourrait être fermé. L'importation de cas provenant de l'extérieur de la province pourrait également être incluse car ce sera une source précieuse d'infection une fois le contrôle local atteint.
Le modèle montre le rôle critique des modèles stochastiques basés sur le cas spatial et les distributions de population, pour dériver la meilleure stratégie pour sortir des blocages aux niveaux local et mondial.
*Avis important
medRxiv publie des rapports scientifiques préliminaires qui ne sont pas évalués par des pairs et, par conséquent, ne doivent pas être considérés comme concluants, guider la pratique clinique / les comportements liés à la santé, ou traités comme des informations établies.