От чего зависит распространение коронавируса и летальность

Очевидно, что заболевание коронавирусом в разных странах и количество умерших (табл. 1) зависит от многих причин, которые находятся в сложном взаимодействии. Анализ этих причин позволяет объяснить имеющиеся случаи и закономерности. Это может оказаться важным для России. Наша страна вступила в опасную зону развития эпидемии позднее и поэтому не находится в группе лидеров по числу заболеваний. Но в настоящий момент в России наблюдается устойчивый экспоненциальный рост (прямая линия на логарифмической шкале, рис. 1, 2), который, если привести данные к соответствующей точке отсчета, вполне соответствует мировым тенденциям на определенной стадии развития эпидемии.

Наклон прямой роста заболеваемости в логарифмических координатах (рис. 1) – разный для разных стран – определяется в основном уровнем коммуникаций, но имеются и другие факторы. В некоторых странах, которые находятся на такой же стадии развития эпидемии, что и Россия, в результате принятых мер рост уже замедляется. Такое замедление лучше заметно по зависимости числа новых случаев за неделю от общего числа зарегистрированных случаев (рис. 2).

В России количество зарегистрированных случаев заболевания увеличивалось за последнее время каждый день на 20–30%, в среднем – в 10 раз каждые 10 дней. Однако принимаемые меры, возможно, уже дают некоторый результат: увеличение заболеваемости за 3 и 4 апреля 2020 года составило всего 14% от предыдущего дня, за 5 апреля – 17%. В то же время в Италии, где общий уровень заболевания высок, тем не менее увеличение заболеваний на 3 апреля 2020 года составило всего 4% в день, а в Испании – 6%.

Рассмотрим несколько факторов, влияющих на распространение заболевания, а также на число летальных исходов.

Табл. 1. Страны, лидирующие по числу заболеваний коронавирусом (данные на 6 апреля 2020 года, https://www.worldometers.info/coronavirus/)

Рис. 1. Рост заболевания COVID-19 в России и других странах мира, данные на 2.04.2020 (https://91-divoc.com/pages/covid-visualization/)

Рис. 2. https://aatishb.com/covidtrends/

Факторы, определяющие распространение заболевания

1. Развитость внешних коммуникаций

Имеется множество моделей, которые рассчитывают интенсивность коммуникаций. Некоторые модели распространения вируса основывались на этих расчетах. Однако это только один из существенных факторов.

Лидерство по заражению Италии, Испании, Франции, США (табл. 1) и других стран, где туризм больше всего развит, очевидно, связано с массовыми внешними связями. При этом существенно не только то, куда люди едут, но и откуда едут туристы, что особенно существенно для Германии, США, Китая. Конечно, также важны и бизнес-поездки, которых, однако, значительно меньше.

Страны, лидирующие по туризму в мире (https://ru.wikipedia.org/wiki/Список_стран_по_туристическим_посещениям)

2. Размер страны и плотность населения

Плотность населения усиливает коммуникации и вероятность заражения. В одной небольшой стране все находятся как бы в одной лодке, в одной семье, где все чаще общаются и друг друга заражают, особенно при ограничении внешних коммуникаций. В табл. 2 страны расположены в порядке количества инфицированных на душу населения (четвертая колонка справа). Впереди – малые страны Европы. Причем не только с высокой плотностью населения (рис. 3), но также Исландия и Фарерские острова, где формальная плотность населения низка, но они территориально изолированы, и небольшое население плотно общается в ограниченных населенных пунктах. Мировые лидеры по числу зараженных на душу населения – Ватикан и Сан-Марино — к тому же находятся в окружении Италии, где наименее благополучная обстановка среди больших стран.

Табл.2. Заражение коронавирусом в разных странах мира в порядке количества зараженных на душу населения (на 6 апреля 2020 года, https://www.worldometers.info/coronavirus/)

Рис. 3. Страны с наибольшей плотностью населения в Европе (Ватикан не включен, http://ru.worldstat.info/Europe/List_of_countries_by_Density_of_population)

3. Внутренние коммуникации в стране или регионе

В разных странах люди общаются по-разному. Много перемещаются по стране американцы, что даже в это время можно наблюдать по насыщенности авиационных перевозок (рис. 4). Резкий подъем кривой для США (рис. 1, 2) характеризует интенсивность общения.

В то же время в каждой стране можно отметить важнейшие коммуникационные центры – скажем, для США это Нью-Йорк с Нью-Джерси. Штат Мичиган расположен рядом со вторым мощным центром в стране – Чикаго. Естественно, здесь также наблюдается особенно интенсивный рост заболеваний (рис. 5).

В нашей стране таким важнейшим центром оказывается Москва, на которую и приходится 2/3 от всех зараженных в России.

Рис. 4. Интенсивность авиаперевозок в Северной Атлантике (2.04.2020, 15:30 мск, https://www.flightradar24.com/37.24,-42.17/4)

Рис. 5. Зараженность коронавирусом в разных штатах США (https://91-divoc.com/pages/covid-visualization/)

4. Время принятия радикальных ограничительных мер и характер ограничительных мер

Некоторые страны достаточно быстро предприняли радикальные меры против развития заболевания. Например, в Японии с самого начала, когда еще эпидемия не развилась, приняли существенные меры (рис. 1, 2). Быстро приняли достаточно жесткие меры в Тайване и Южной Корее, что отражается на кривой накопления числа заболеваний в этих странах. Хотя вначале в Корее наблюдался быстрый рост (рис. 6), излом на логарифмической кривой наблюдается уже через два дня после начала заболеваний, а уже через 16 дней рост практически прекратился. В небольших странах (где обычно вирус быстро распространяется) – Сингапуре и Гонконге — оперативно принятые меры также имели успех. В Италии какие-то меры стали принимать довольно рано, но поначалу они были неэффективными – люди продолжали активно встречаться, — но потом кривая роста (рис.1, 2, 6) постепенно начала загибаться.

Рис. 6. Зараженность коронавирусом в Южной Корее и других странах в расчете на душу населения (https://91-divoc.com/pages/covid-visualization/)

5. Погода и географическое положение

Специалисты отмечают возможность влияния на устойчивость коронавируса погодных условий: температуры (устойчивость вируса уменьшается), влажности (устойчивость в воздухе увеличивается) и ультрафиолетового излучения (устойчивость уменьшается).

Правда, влияние влажности неоднозначно: хотя в сухом воздухе коронавирус долго не живет, выпадение осадков приводит к очищению воздуха от вредных аэрозолей, а слизистая оболочка человека лучше функционирует во влажной атмосфере, что уменьшает вероятность заболевания. Кроме того, при промозглой холодной погоде у людей ухудшается иммунитет, и это способствует заболеванию. Но реальных данных по влиянию этих факторов на данную пандемию пока нет, их также сложно отследить на фоне других факторов.

6. Использование масок и других санитарно-защитных средств

Ношение масок стало устоявшейся традицией во многих восточно-азиатских странах, это даже можно назвать элементом национальной культуры и моды. Причем люди не чувствуют никакого дискомфорта. Это связывают с тем, что люди там генетически менее устойчивы к ряду заболеваний, ну а климат способствует быстрому распространению бактериальных и вирусных инфекций. В европейских странах и в Северной Америке (также как и в России) такой культуры ношения масок не наблюдается. Многие не носят масок, ссылаясь на рекомендации ВОЗ. Однако на основе проведенного недавнего изучения ВОЗ уже решила пересмотреть свои прежние рекомендации (https://echo.msk.ru/news/2618391-echo.html). Ношение даже простых масок может уменьшить вероятность заражения при низкой концентрации вирусов в воздухе, а также предохраняет от касаний лица руками (https://echo.msk.ru/blog/echomsk/2615905-echo/).

Очевидно, общий уровень гигиены и санитарии влияет на распространение инфекции, и он гораздо выше в развитых странах. Но в Китае, например, сильны прежние традиции, связанные с личной гигиеной. Так, раньше считалось, что во время месячных нельзя мыться, так как это якобы может привести к сильной головной боли и даже раку (https://lady.mail.ru/article/504307-kto-samyj-grjaznyj-kak-sobljudajut-gigienu-v-raznyh-stranah/). Если эпидемия COVID-19 разовьется в Африке, этот фактор может стать решающим в распространении заболевания на этом континенте.

7. Национальные особенности

Национальные особенности в различных странах оказывают очень существенное влияние. Дисциплинированность японцев привела к тому, что они сразу строго стали выполнять необходимые гигиенические процедуры и правила по самоизоляции, и эпидемия там развивалась гораздо меньшими темпами, чем во многих других развитых странах. В Швеции люди следуют рекомендованным ограничениям даже при отсутствии строгих запретов со стороны государства.

Наоборот, итальянцы после объявления карантина сначала продолжали ходить в кафе и часто встречаться. Они любят много разговаривать на улице, а при встрече не только здороваются за руку, но обнимаются и целуются со знакомым. Это могло поспособствовать тому, что Италия долгое время оставалась лидером по численности зараженного населения. Однако в последнее время карантин в Италии стал соблюдаться гораздо строже, количество заболеваний в день начало постепенно снижаться (рис. 7).

Ватикан — не просто маленькое государство, окруженное Италией. Он наполнен священнослужителями, подолгу остающимися в помещениях с большим числом людей. Поэтому мировое лидерство Ватикана по числу зараженных на душу населения не вызывает удивления.

В Израиле треть из зараженных коронавирусом заразилась в синагогах, и среди евреев-ортодоксов половина оказалась зараженными (Евроньюс, 5.04.2020).

Коллективные молитвы распространены также и в Иране, и они сопровождаются обрядами, вызывающими большие вопросы с точки зрения гигиены. Пусть многие скептически относятся к статистике в авторитарных режимах, но даже по официальной статистике Иран стал одним из лидеров по заболеваниям (табл. 1) и вторым после Китая в Азии — несмотря на ограниченность внешних коммуникаций.

Рис. 7. Количество вновь зараженных коронавирусом в Италии по дням (https://www.worldometers.info/coronavirus/country/italy/)

8. Популяционный иммунитет

Дискуссионным пока остается вопрос вырабатывания популяционного (коллективного) иммунитета в случае коронавируса. Для распространения воздушно-капельных инфекций значимость популяционного иммунитета особенно велика — он играет решающую тормозящую роль в развитии эпидемии. По мере развития эпидемического процесса и, соответственно, увеличения числа людей с приобретенным иммунитетом, перекрываются каналы передачи возбудителя от индивида к индивиду – таким образом популяционный иммунитет косвенным образом защищает также уязвимых для возбудителя индивидов. Имеется предположение, что радикальное сокращение заражений и смертей в Китае (рис. 8, 9) произошло в результате выработки популяционного иммунитета, что дает надежду на то, что большинству населения не придется переболеть COVID-19 и примерно через два месяца после начала эпидемии в стране количество заболеваний и смертей сильно сократится. Однако пока в отношении COVID-19 это не доказано. Статистических данных по другим странам, прежде всего по Италии, пока недостаточно, чтобы делать достаточно обоснованные заключения на сей счет.

Существует также точка зрения, согласно которой большинство населения некоторых стран (в том числе и России), уже приобрело иммунитет к высокоагрессивным штаммам 2002 и 2015 годов, который сработает и в случае COVID-19 (https://yandex.ru/q/question/health/vyrabatyvaetsia_li_immunitet_u_67e25495/).

Искусственный популяционный иммунитет достигается в результате массовых прививок, которые можно ожидать только в следующем году.

Известным экономистом Андреем Илларионовым высказано предположение, что прививка БЦЖ от туберкулеза снижает вероятность заражения (https://echo.msk.ru/blog/aillar/2617549-echo/). Министр здравоохранения М.Мурашко также не исключил противокоронавирусного эффекта от вакцины БЦЖ (https://www.interfax.ru/russia/702813). В ряде стран – Алжире, Иране, Ираке, Южной Корее, Японии, а также в России — ранее эту прививку делали в массовом порядке. Во многих развитых странах ее не делали, так как заболевание туберкулезом там не актуально. Отсюда делается заключение, что Россия переживет пандемию гораздо лучше, чем развитые страны. Но корреляция только тогда существенна, когда имеется доказательное объяснение механизма связи между величинами. Биологического или медицинского объяснения связи БЦЖ с вероятностью заболевания COVID-19 в настоящее время нет. А некоторое сходство развития сценариев в этой группе стран может объясняться другими причинами.

Рис. 8 и 9. Количество вновь зараженных коронавирусом по дням и общее количество зараженных в Китае (https://www.worldometers.info/coronavirus/country/china/)

9. Достоверность данных о заболеваемости, политика тестирования и возможности тестирования

Во всех оценках мы основываемся на официальных данных. Но при этом возникает вопрос: насколько корректны эти данные? Не исключено, что этими цифрами можно оперировать лишь как относительными и ориентировочными, причем ошибка носит систематический характер и разная в разных странах.

В СМИ часто выражается сомнение в достоверности официальных цифр по заражению и смертности. Прежде всего такие подозрения возникают относительно стран с авторитарными и диктаторскими режимами. Так, в Китае официально сообщаемые цифры не вызывают доверия у экспертов и СМИ, так как они не соответствуют данным из похоронных бюро в Ухане (Евроньюс, 2.04.2020). Кроме того, наблюдаемые резкие скачки в статистике (рис. 8 и 9) трудно объяснить естественными причинами. Также высказываются большие сомнения в правильности данных, получаемых из Ирана, России, Кубы и вообще из всех стран, где имеется достаточно жесткий правительственный контроль за основными средствами массовой информации и сообщаемыми статистическими данными.

Политика тестирования и возможности тестирования также сильно могут повлиять на цифры по зараженности. Например, в Южной Корее и Германии взят курс на тестирование практически всего населения. А в России тестируются только люди, у которых устойчиво наблюдаются основные симптомы, а также прибывшие из неблагополучных в отношении коронавируса стран или имевшие контакт с зараженными. При этом в каждом случае проводится расследование. Но очевидно, что такой подход может быть эффективен только при малом числе зараженных. Сообщалось, что в последнее время уже более чем у 15% вновь зараженных россиян не удалось определить источник заражения. И не исключено, что количество зараженных гораздо выше. Под медицинским наблюдением из-за подозрений на коронавирус в России на 1 апреля находилось 215 514 человек (https://www.sport-express.ru/others/news/rospotrebnadzor-nazval-kolichestvo-lyudey-pod-medicinskim-nablyudeniem-iz-za-podozreniya-na-koronavirus-v-rossii-1659022/). Кроме того, не все тесты обладают высокой надежностью.

Наконец, на статистику оказывает влияние и то, что просто не хватает тестов на коронавирус. В табл. 3 приведены страны мира в порядке количества проведенных тестов. Как и следовало ожидать, в верхней части таблицы – страны, где больше всего случаев заболеваний. Россия по объявленному количеству тестов также в лидирующей группе, хотя в расчете на душу населения она пока значительно отстает от Германии, Италии, Южной Кореи, Канады, Австралии, Израиля и ряда других стран. В Иране, где много случаев заболеваний, тем не менее тестов проведено немного. По Китаю данные отсутствуют.

Очевидное соответствие зарегистрированных заболевших числу проведенных тестов демонстрирует Казахстан: резкое изменение наклона линии инфицированных (рис. 10) объясняется тем, что через неделю после начала эпидемии в эту страну завезли тесты на коронавирус.

Во многих развивающихся странах (и даже в некоторых районах развитых стран) низкие темпы распространения вируса могут быть объяснены этим фактором.

Табл. 3. Страны мира по числу проведенных тестов на коронавирус (второй столбец справа) на 10:30 6 апреля 2020 года (https://www.worldometers.info/coronavirus/)

Рис. 10. Рост диагностики заболеваний в Казахстане и других странах (https://91-divoc.com/pages/covid-visualization/)

Летальность

Количество умерших — важнейший показатель. Абсолютно надежных финальных цифр, вероятно, нет ни по одной стране. Чаще всего указывается процентное соотношение умерших к числу заболевших, которое сейчас составляет более 5% в среднем по всему миру. Но ни в одной стране окончательные итоги не подведены, и большая часть заболеваний пока не привела ни к выздоровлению, ни к смерти. Процентное соотношение смертей от всех уже завершившихся случаев намного выше и последнее время устойчиво растет (рис. 11), достигнув 20% в мире, а в Италии – 43%. Интерес представляет также показатель смертности от коронавируса в расчете на численность всего населения страны. В табл. 4 показано число умерших в разных странах от коронавируса в расчете на численность население (в порядке убывания).

Очевидно, что и здесь имеется несколько причин, которые частично совпадают с вышеизложенными причинами заболеваемости.

Рис. 11. Процентное отношение выздоровевших (верхняя линия) и умерших (нижняя линия) от завершившихся случаев в мире (https://www.worldometers.info/coronavirus/)

1. Уровень медицины в стране

Понятно, что уровень развития медицины и возможности лечения сильно варьируют в разных странах и играют определяющую роль в связи с тем, что COVID-19 приводит к тяжелым осложнениям: для сохранения жизни часто требуются аппараты искусственной вентиляции легких и другие современные средства. Наличие квалифицированных врачей также играет огромную роль, к тому же они могут оказаться перегруженными и не окажут должную помощь. Уровень здравоохранения отражается в различных рейтингах, которые противоречат друг другу. Но есть достаточно очевидные устоявшиеся мнения.

Видимо, по этой причине при сходном числе заболевших в расчете на душу населения (около 2000 на млн чел. на 1 апреля 2020 года) количество смертей в Швейцарии – 53, а в Италии и Испании – около 200 (табл. 4).

Во Франции, Бельгии и Нидерландах число заболевших на душу населения близко к значению для Германии, Норвегии, Израиля, США. Считается, что медицина в последних странах организована лучше. Возможно, поэтому там умерших на душу населения в несколько раз меньше. Хотя не исключено, что эта разница частично объясняется и различием в порядке учета (см. ниже).

Табл. 4. Страны, где зарегистрировано наибольшее число смертей на душу населения (данные на 1 апреля 2020 года, https://www.worldometers.info/coronavirus/)

2. Концентрация зараженных – нагрузка на медицинские учреждения

Но, конечно, смертность в разных странах зависит прежде всего от числа заболевших на душу населения. При огромном числе заболевших любая медицинская система не выдерживает и не в состоянии оказать необходимую помощь.

Поэтому в богатых западноевропейских странах – Франции, Бельгии, Нидерландах, Швейцарии, Великобритании и Люксембурге, — где количество заболевших на душу населения велико (табл. 4), несмотря на хорошую медицину, смертность гораздо выше, чем в более бедных восточноевропейских странах и России, до которых коронавирус в такой степени не добрался и поэтому там заболеваемость пока значительно ниже (нужно помнить еще и о том, что коронавирус угрожает в первую очередь пожилым людям, которых в развитых странах больше). Но отсюда можно сделать вывод, что при большей нагрузке на медицинские учреждения России и других небогатых стран возникнет риск большей смертности населения.

3. Возраст больных

Важную роль играет возраст населения, так как вирус в большей степени поражает пожилых и они хуже переносят заболевание. На рис. 12 показан средний возраст населения в странах Европы. Примерно такая же последовательность стран имеет место по проценту населения старше 65 лет (http://ru.worldstat.info/World/List_of_countries_by_Population_65_years_and_over).
С большим возрастом населения связывают высокую смертность от заболевания коронавирусом в странах Европы, особенно в Италии. Однако в Испании и других странах, лидирующих по числу умерших на душу населения (табл. 4), этот фактор не объясняет такую большую смертность. А в Японии смертность от коронавируса очень мала, несмотря на наибольший процент пожилого населения.

Рис. 12. Средний возраст населения в странах Европы (http://ru.worldstat.info/Europe/List_of_countries_by_Total_median_age)

4. Заболевание другими болезнями

Очевидно, что предрасположенность населения к хроническим заболеваниям, в первую очередь к легочным, должно увеличивать смертность от COVID-19. Однако достоверных статистических данных, подтверждающих влияние этого фактора, пока нет.

5. Популяционный иммунитет

Влияние этого фактора на заболеваемость обсуждалось выше. Также наличие иммунитета может влиять и на течение болезни, которая в этом случае протекает гораздо легче и не приводит к смертельному исходу. Пример Китая дает надежду на значительное снижение ежедневной смертности примерно через два месяца, если кривые, описывающие процесс (рис. 13), в случае других стран и в дальнейшем будут вести себя аналогично кривой для Китая.

Рис. 13. Усредненное число ежедневных смертей от коронавируса (начиная с трех смертей в день) в разных странах (https://www.ft.com/coronavirus-latest)

6. Порядок учета смертности и достоверность

Этот фактор частично обсуждался выше. В разных странах система учета смертей разная. В некоторых странах умершими от коронавируса не считают тех инфицированных,чья смерть не была непосредственно связана с вирусом. А в других странах в статистику включают всех, у кого был подтвержден диагноз на COVID-19, так как заболевание приводит к общему ослаблению организма.

Иногда случается, что у человека, скончавшегося от внебольничной пневмонии, полноценный анализ или повторный анализ на коронавирус не проводится, и его не включают в статистику умерших от коронавируса. Ряд медицинских учреждений в России (больница № 40 в Коммунарке) регулярно дает полную информацию об умерших от всех причин, что дает возможность самостоятельно оценить корректность данных.

Разница в учете особенно существенна при сравнительно низкой смертности от коронавируса, когда естественные причины могут вносить значительный вклад в статистику смертности.

Предоставление обществу недостоверной информации по смертности часто оправдывают стремлением избежать паники. Но панику порождает как раз недостоверная информация. Когда неизвестно реальное положение вещей, это порождает страх и недоверие.

Таким образом, имеющиеся данные по заболеваемости и смертности от коронавируса COVID-19 можно объяснить вполне понятными причинам. Но одна или две причины не объясняют всех имеющихся фактов. И, к сожалению, не все действующие факторы можно описать количественно.

Борис Жуйков