[논문 리뷰] Alternating quarantine for sustainable mitigation of COVID-19

Dror Meidan, N Schulamann외 5명|arXiv (Cornell University)|2020. 04. 26.

COVID-19 epidemiological studies인용 수 9

한 줄 요약

이 논문은 매주 반으로 나누어 한 쪽은 활동을 유지하고 다른 쪽은 격리하는 번갈아 가며 시행하는 전략을 제안하며, 백신이나 약물에 의존하지 않고도 지속 가능한 경제 활동을 50% 용량으로 유지할 수 있다. 개인들을 주기적으로 순환시키는 방식으로 감염성 단계에 있는 잠복기 감염자들을 포착함으로써 바이러스 전파를 크게 줄일 수 있다.

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.

연구 동기 및 목표

• 백신이나 항바이러스 제제가 없음에도 SARS-CoV-2 전파를 통제하는 데 도전하는 것.
• 바이러스의 잠복기가 길고 증상이 나타나기 전에 전파가 일어나기 때문에 증상이 있는 사람만 격리하는 것의 한계를 극복하는 것.
• 경제 활동을 유지하면서 바이러스 전파를 최소화하는 지속 가능한 공중보건 전략을 설계하는 것.
• 주기적으로 반의 인구를 격리 상태로 순환시키는 방식이 패닉 기간 동안 전파를 효과적으로 억제할 수 있는지 평가하는 것.

제안 방법

• 매주 번갈아 가며 50%의 인구가 활동 중이고 50%가 격리 상태인 제도를 시행한다.
• 모든 개인이 시간이 지남에 따라 활동 상태와 격리 상태를 모두 경험하도록 주기적으로 인구를 순환시킨다.
• 바이러스의 잠복기를 활용하여 활동 주에 노출된 개인들이 격리 상태를 완료한 후에야 증상이 나타나도록 보장한다.
• 증상이 나타나는 시점을 이용해 잠복기 감염자들을 그들이 전파 가능성이 있는 단계에 격리함으로써 전파를 줄인다.
• 항상 안정된 노동력이 활동 중이므로 지속적인 경제 활동을 50% 용량으로 유지한다.
• 광범위한 검사나 접촉자 추적을 줄이기 위해 목표 지정된 격리가 아니라 인구 전반에 걸친 순환 메커니즘에 의존한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 백신이나 약물에 의존하지 않고도 주기적으로 번갈아 가며 시행하는 격리 전략이 SARS-CoV-2 전파를 효과적으로 줄일 수 있는가?
• RQ2 반의 인구를 격리 상태로 순환시키는 방식이 감염성과 증상이 나타나는 시점 간의 상대적 시기적 관계에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ3 이 전략은 바이러스 전파를 최소화하면서 얼마나 오랫동안 경제 활동을 유지할 수 있는가?
• RQ4 증상 기반 격리만 하는 것과 비교해, 잠복기 감염 단계에 개인들을 격리하는 것이 전파를 얼마나 줄이는가?

주요 결과

• 번갈아 가며 시행하는 격리 전략은 공중보건 통제를 유지하면서도 지속적인 경제 활동을 50% 용량으로 유지할 수 있다.
• 개인들을 격리 상태로 순환시키는 방식으로 대부분의 잠복기 감염자들을 그들이 전파 가능성이 있는 단계에 포착함으로써 전파를 줄일 수 있다.
• 이 전략은 바이러스의 잠복기를 활용하여 활동 주에 노출된 개인들이 증상이 나타나기 전에 격리 상태에 들어가도록 보장한다.
• 잠복기 전파 창이 중요한 시점에 개인들을 격리함으로써 바이러스 전파를 크게 줄일 수 있다.
• 체계적이고 인구 전반에 걸친 순환 메커니즘을 사용함으로써 광범위한 검사나 접촉자 추적에 의존하지 않는다.
• 모델은 장기적인 완화가 장기적인 경제 파산을 초래하는 봉쇄 조치 없이도 가능하다는 것을 보여준다.