英国のロックダウンがいつ終了するかをモデル化で予測できない理由

英国で新型コロナウイルス対策のためのロックダウンが始まって2週間も経たないうちに、マイケル・ゴーヴ内閣府大臣は、厳しい措置が近い将来解除されるという期待を一蹴した。しかし、実際には全く逆だ。英国における現在の感染状況、そしてウイルスの蔓延状況で先行している他国の対応を考えると、ロックダウンは数ヶ月延長される可能性が高い。

「ロックダウンがどれくらい続くかについては様々な予測があるが、ロックダウンの期間が絶対的に決まっているわけではない」と、同氏は3月30日のスカイニュースのインタビューで述べた。ロックダウンの解除が早すぎると感染の第二波を招く恐れがあり、長引けば経済がさらに打撃を受け、失業がさらに増え、国民の士気が急落する可能性がある。

英国における新型コロナウイルス感染症（COVID-19）の流行状況はまだ完全には把握できていませんが、疫学者は数理モデルを用いて感染症の進行や、在宅勤務、大規模集会の禁止、学校閉鎖といった公衆衛生対策の結果を予測することができます。これらのモデルは単なる学術的な研究ではなく、公共政策への情報提供を目的としており、ソーシャルディスタンス措置が初めて導入されてから数日後に政府が規制を強化し、全国的なロックダウンを命じたきっかけとなった可能性があります。

では、これらの介入が効果を上げているかどうか、どうすればわかるのでしょうか？疫学モデルは仮定に基づいており、その性質上、常に100%正確であるとは限りません。モデルは、感染者数、重症で入院する人数、集中治療室のベッドが不足した場合に死亡する人数などについて仮定を立てています。

アウトブレイクをモデル化する最もシンプルな方法の一つはSIRモデルと呼ばれるもので、集団を感受性群、感染群、そして除去群の3つのグループに分けます。感受性群の人々は依然として病気にかかりやすい状態にあり、感染群の人々は既に病気に感染しています。一方、除去群の人々は免疫を獲得しているか、すでに死亡しており、もはや病気の蔓延に寄与していません。感染して生き残った人々は除去群に移行します。そして、このカテゴリーに分類される人々の数が増えるほど、病気が集団全体に蔓延しにくくなります。

この新たな感染症との闘いにおいて、ソーシャルディスタンスが不可欠な対策となっているのには、十分な理由があります。感染拡大の初期段階では、感染者1人あたり平均2～3人にSARS-CoV-2ウイルスを感染させると考えられています。この感染力は再生産数と呼ばれます。ちなみに、季節性インフルエンザの再生産数は1.3、麻疹の再生産数は12～18と推定されています。この再生産数は、ソーシャルディスタンス政策が実施されるか、感染によって免疫を獲得する人口が増えると低下します。新型コロナウイルス感染症の再生産数を1未満に下げることができれば、新規感染者数は減少し始め、最終的には流行は終息に向かうでしょう。

しかし、実際はもう少し複雑です。感染者が症状を示し、病院を受診して症例として報告されるまでには時間がかかるため、感染状況の変化はすぐにデータに反映されません。「ロックダウンの影響が実際に現れるまでには、実際には数週間かかるでしょう。そして、それがどのような効果をもたらしているかを判断し始めることができるようになります」と、バース大学の数理生物学上級講師であるキット・イェーツ氏は述べています。

症状が現れるまでに最大14日かかる可能性があるため、疫学者は基本的なSIRモデルに新たなカテゴリーを追加する必要がある。いわゆる「キャリア」グループとは、自身は症状を示さずに病気を感染させる能力を持つ人々を指す。研究者が政府の政策策定に用いるモデルははるかに洗練されているが、それでも新型コロナウイルス感染症のパンデミックがどのように終息するかを予測することはできない。

数理モデルは、アウトブレイクの単純化されたバージョンを数十通りシミュレートできますが、現実には、私たちが目にするのは1つだけです。サイエンス誌に掲載された分析によると、春節（旧正月）の休暇前に武漢市が封鎖されていなかったら、より多くの人々が中国の他の都市に拡散し、2月19日までに中国で約70万人の新規感染者が発生していただろうと示唆されています。このようなモデルは、まだアウトブレイクの初期段階にある国々には役立つ可能性がありますが、人々の交流の仕方や免疫機能の働き方には違いがあるため、人口全体に単純に適用することはできません。例えば、イタリアでは3世代が同居していることが多いため、70歳以上の高齢者を隔離することは困難です。

インペリアル・カレッジ・ロンドンが3月30日に発表した報告書は、公衆衛生介入によってヨーロッパ全体でこれまでに最大12万人の死亡が防がれた可能性があると結論付けています。同大学のモデリングチームに所属する統計疫学教授のクリストル・ドネリー氏は、ロックダウン開始以来、日々の死亡者数は減少していないかもしれないが、以前と同じペースで増加しているわけではないと明言しています。「これらの非医薬品介入の初期効果は、死亡者数に表れています。これは非常に重要です。なぜなら、非常に長いトンネルの先に光が見えているように見えることがあるからです」とドネリー氏は述べ、スペインとイタリアで見られた初期の兆候は、厳格な対策を導入したものの、まだ死亡者数が横ばい状態に達していない国々にとって、励みになる可能性があると付け加えました。

「誰もが死者数がすぐに止まることを願っているのは明らかです」と彼女は言う。「これらの対策ではそれは不可能ですが、対策を講じ続ければ、死者数が増加している状況を一旦横ばいにし、その後減少させることは可能です。」英国が感染者数を減らし、感染拡大のペースを緩め、国内の感染拡大カーブを平坦化できれば、政府はロックダウンを長期間継続し、定期的に緩和していくのか、それとも中国のように地域ごとにソーシャルディスタンス措置を段階的に解除していくのか、判断を迫られるだろう。ワクチンや効果が実証された治療法がなく、人口の大部分が依然としてウイルスに感染しやすい状況では、他国からの感染者流入は瞬く間に新たな感染連鎖を引き起こし、NHS（国民保健サービス）を逼迫させる可能性がある。

このパンデミックには未知の要素がつきものですが、数理モデルがもたらす最良のアドバイスは、データの不足と様々な不確実性を踏まえつつ、未来について確かな情報に基づいた予測を立てているということです。科学者がウイルスの一歩先を行くのに役立ち、政治家が自らの行動によってウイルスの軌道をどう変えることができるかを見極めるのに役立ちます。具体的には、これらのモデルは、ロックダウンを長期間継続し、その間に定期的な緩和を繰り返す場合の最良シナリオと最悪シナリオを想定することができます。「これらのモデルは、感染の再拡大を起こさずにどの程度制限を緩和できるかについて、かなり正確な予測を立てることができるでしょう。しかし、実際にそれを実行するのはかなり難しいでしょう」とイェーツ氏は言います。

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この記事はWIRED UKで最初に公開されました。