コロナ疫学のシステム生物学モデルからのアドバイス

Advice from a systems-biology model of the corona epidemics.

• Hans V Westerhoff
• Alexey N Kolodkin

抄録

標準的なシステム生物学的手法を用いて、コロナウイルスの流行に対する14のコンパートメントの動的モデルを開発した。このモデルでは以下のように予測している。(i)この流行を鎮静化させるのに十分な群れの免疫が発達するようなロックダウンの強度を制限することは不可能である。(ii)SARS-CoV-2ウイルスによる死亡者数はロックダウンの強度を上げると非常に強く減少するが、(iii)流行の持続時間は最初はその強度で増加し、その後再び減少する。(v) 断続的なロックダウン戦略も有効であり、社会的にも経済的にもより受け入れられるかもしれません。(vi) 最初は集中的ではあるが適応的なロックダウン戦略が最も効率的であり、犠牲者の数が少なく、期間が短いという点で、(vii) このような適応的なロックダウン戦略は、国際的な旅行などによる予期せぬウイルスの輸入にも強いという利点があります。(viii) このような適応的ロックダウン戦略は、例えば国際的な旅行に起因するウイルスの予期せぬ輸入にも強いという利点があります。

Using standard systems biology methodologies a 14-compartment dynamic model was developed for the Corona virus epidemic. The model predicts that: (i) it will be impossible to limit lockdown intensity such that sufficient herd immunity develops for this epidemic to die down, (ii) the death toll from the SARS-CoV-2 virus decreases very strongly with increasing intensity of the lockdown, but (iii) the duration of the epidemic increases at first with that intensity and then decreases again, such that (iv) it may be best to begin with selecting a lockdown intensity beyond the intensity that leads to the maximum duration, (v) an intermittent lockdown strategy should also work and might be more acceptable socially and economically, (vi) an initially intensive but adaptive lockdown strategy should be most efficient, both in terms of its low number of casualties and shorter duration, (vii) such an adaptive lockdown strategy offers the advantage of being robust to unexpected imports of the virus, e.g. due to international travel, (viii) the eradication strategy may still be superior as it leads to even fewer deaths and a shorter period of economic downturn, but should have the adaptive strategy as backup in case of unexpected infection imports, (ix) earlier detection of infections is the most effective way in which the epidemic can be controlled, whilst waiting for vaccines.