[論文レビュー] Alternating quarantine for sustainable mitigation of COVID-19

Dror Meidan, N Schulamann+5 more|arXiv (Cornell University)|Apr 26, 2020

COVID-19 epidemiological studies被引用数 9

ひとこと要約

本稿では、毎週半数の人口が活動し、残り半数が隔離される交互隔離戦略を提案している。この戦略により、50%の能力で継続的な経済活動が可能となり、ワクチンや薬に依存せずにウイルスの伝播を顕著に低減する。活動中の期間に感染した者を、発症前に隔離することで、無症候性感染期に感染拡大を抑える。

ABSTRACT

Lacking a drug or vaccine, the current strategy to contain the COVID-19 pandemic is by means of social distancing, specifically mobility restrictions and lock-downs. Such measures impose a hurtful toll on the economy, and are difficult to sustain for extended periods. The challenge is that selective isolation of the symptomatic patients is insufficient to control SARS-CoV-2, due to its relatively long incubation period, in which individuals experience no symptoms, but may already contribute to the spread. How then do we isolate these extit{invisible} pre-symptomatic spreaders? Here we propose an alternating quarantine strategy, in which at every instance, half of the population remains under lock-down while the other half continues to be active, maintaining a routine of weekly succession between activity and quarantine. Under this regime, if an individual was exposed during their active week, by the time they complete their quarantine they will, in most cases, begin to exhibit symptoms. Hence this strategy isolates the majority of pre-symptomatic individuals during their infectious phase, leading to a rapid decline in the viral spread - all while sustaining a continuously active economy at $50\%$ capacity.

研究の動機と目的

• ワクチンや抗ウイルス薬が存在しない状況でもSARS-CoV-2の伝播を制御する課題に対処すること。
• ウイルスの長い潜伏期間と無症候性感染の存在を踏まえ、症状がある者だけを隔離する手法の限界を克服すること。
• 経済活動を維持しながらウイルス伝播を最小限に抑える持続可能な公衆衛生戦略を設計すること。
• 毎週半数の人口を隔離に回すサイクリング戦略が、パンデミック期に伝播を効果的に抑制できるかどうかを評価すること。

提案手法

• 毎週、人口の50%が活動中で、残り50%が隔離中の交互隔離制度を実施する。
• 週単位のスケジュールに従い、人口を活動状態と隔離状態の間でサイクリングさせ、全員が時間とともに両状態を経験するようにする。
• ウイルスの潜伏期間を活用し、活動週中に感染した者が、隔離を終えてから発症するように保証する。
• 発症時期のタイミングを活用して、発症前の感染期に無症候性感染者を隔離することで、伝播を低減する。
• 常に安定した労働力が活動していることから、50%の能力で継続的な経済活動を維持する。
• 広範な検査や接触追跡の必要を減らすために、標的的隔離ではなく、全人口を対象とした体系的サイクリングに依存する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ワクチンや薬に依存せずに、週次で交互に隔離する戦略がSARS-CoV-2の伝播を効果的に低減できるか。
• RQ2 人口の半分を隔離に回すサイクリング戦略が、感染性と発症のタイミングにどのように影響するか。
• RQ3 この戦略がウイルス伝播を最小限に抑える一方で、どれほど経済活動を維持できるか。
• RQ4 症状に基づく隔離に比べ、発症前の感染期に個々の人物を隔離することで、伝播が顕著に低減するか。

主な発見

• 交互隔離戦略により、50%の能力で継続的な経済活動が可能となり、公衆衛生の管理が維持される。
• 個人を隔離に回すサイクリングにより、大多数の無症候性感染者が感染性の高い発症前期に捕らえられ、伝播が低減する。
• この戦略はウイルスの潜伏期間を活用し、活動週中に感染した者が発症前に隔離されるように保証する。
• 発症前の感染期に個々の人物を隔離することで、ウイルス伝播が顕著に低減される。
• 体系的で全人口を対象としたサイクリングメカニズムを用いることで、広範な検査や接触追跡に依存しなくなる。
• モデルは、長期的な封鎖措置が経済を破壊しないまま、持続的な緩和が可能であることを示している。