[論文レビュー] The foreshadow of a second wave: An analysis of current COVID-19 fatalities in Germany

Matthias Linden, Jonas Dehning+6 more|arXiv (Cornell University)|Oct 12, 2020

COVID-19 epidemiological studies参考文献 3被引用数 10

ひとこと要約

本研究では、ドイツの年齢別COVID-19症例および死亡者データを分析し、2020年9月時点で、死亡者数が安定しているにもかかわらず、60歳以上の人々における感染増加が示唆するように、第二波はすでに進行していたことを示している。年齢依存の感染致死率（IFR）と14日遅延モデルを用いて、予測された死亡者数が観察された死亡者数とよく一致することを示し、テスト・トレース・隔離（TTI）システムがおそらくその機能的転換点を超えており、感染が制御不能になり、脆弱な集団へのリスクが高まっていたことを示している。

ABSTRACT

A second wave of SARS-CoV-2 is unfolding in dozens of countries. However, this second wave manifests itself strongly in new reported cases, but less in death counts compared to the first wave. Over the past three months in Germany, the reported cases increased by a factor five or more, whereas the death counts hardly grew. This discrepancy fueled speculations that the rise of reported cases would not reflect a second wave but only wider testing. We find that this apparent discrepancy can be explained to a large extent by the age structure of the infected, and predict a pronounced increase of death counts in the near future, as the spread once again expands into older age groups. To re-establish control, and to avoid the tipping point when TTI capacity is exceeded, case numbers have to be lowered. Otherwise the control of the spread and the protection of vulnerable people will require more restrictive measures latest when the hospital capacity is reached.

研究の動機と目的

• 2020年夏にドイツで観察された症例数の増加と死亡者数の安定という、表面的には矛盾する事実を解明すること。
• 特に高齢者集団における感染増加が、感染伝播の制御不能状態を示しているかどうかを評価すること。
• テスト・トレース・隔離（TTI）システムが、制御不能な拡散を引き起こす機能的転換点を超えたかどうかを評価すること。
• 現在の症例データと年齢別感染致死率（IFR）に基づいて、今後の死亡者トレンドを予測すること。
• 症例数の増加が、検査活動の増加によるものか、それとも実際の流行拡大を示しているかを特定すること。

提案手法

• 著者らは、血清疫学的およびPCR研究のメタアナリシスに基づく年齢依存の感染致死率（IFR）を用い、IFRは年齢が20歳ごとに10倍に増加すると仮定した。
• 各年齢群における週次報告症例数を14日間遅延させ、年齢別IFRを乗じて週次死亡者数を予測した。
• 予測された死亡者数と実際の報告死亡者数を比較し、モデルの妥当性と症例報告の完全性を評価した。
• 報告症例の年齢構成に基づいて、年齢別IFRの重み付き平均として有効IFRを計算した。
• 2週間のデータ窓を用い、2週間前に報告された症例数に対する死亡者数の比率として、症例死亡率（CFR）を算出した。これにより遅延に起因する誤差を低減した。
• 年齢群ごとの検査率を考慮し、高齢者集団では安定的または低水準の陽性率を示しており、検査による症例数の増加ではなく、実際の流行拡大を示していると結論づけた。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ドイツのテスト・トレース・隔離（TTI）システムは、入院者数および死亡者数が安定しているにもかかわらず、その機能的転換点を超えており、感染が制御不能に拡大していると見なせるか？
• RQ2 なぜドイツでは症例数が急激に増加している一方で、死亡者数は比較的安定しているのか、とりわけ第二波の文脈で。
• RQ3 60歳以上の人々における感染増加が、脆弱集団の保護不全と制御不能な伝播への移行を示しているとすれば、その程度はどの程度か？
• RQ4 遅延処理を施した年齢別症例データに基づく死亡者予測が、実際に観察された死亡者数とどの程度一致するか？
• RQ5 2020年9月以降に観察された症例数の増加は、検査活動の増加によるものか、それとも実際の流行拡大を示しているのか？

主な発見

• 14日間遅延させた週次症例数に年齢別IFRを乗じて算出した週次死亡者数の予測値は、すべての年齢群において観察された死亡者数とよく一致しており、モデルの正確性が裏付けられた。
• 80歳以上年齢群の観察死亡者数は全死亡者数の57.1%であったが、予測値は56.2%に近く、未発見の感染ルートがほとんどないことを示している。
• 8月の症例死亡率（CFR）は0.39%にとどまり、年齢群間で感染が均等に分布していた場合に予想される1.3–2.0%よりも顕著に低く、夏期に高齢者層が効果的に保護されていたことを示唆している。
• 9月以降、60歳以上年齢群における感染数が急激に増加し始めたことから、脆弱集団への感染の拡大と、伝播制御の喪失が示唆された。
• 感染が均等に広がったと仮定した場合のドイツの有効IFRは1.83%と推定され、LevinらのIFR値を用いた場合は1.61%と推定され、両者とも観察された死亡者分布と整合的であった。
• モデル予測では、症例数が線形的または指数関数的に増加するかによって、11月初頭の週次死亡者数は500～800人程度になると予測され、現在の水準から著しく増加する可能性がある。