Wanneer komt er een einde aan de COVID-19 pandemie in de VS?
Sinds juli hebben we de dieptepunten en de hoogtepunten van de COVID-19 pandemie gezien. Medio september daalden de actief gemelde COVID-19 infecties in de VS tot onder de 160 per 100.000. Maar half november passeerden we de 500 per 100.000 en we zijn blijven stijgen. COVID-19 vermoeidheid, heropening van scholen en bedrijven, koud weer, en rijen voor het stemmen zijn allemaal de schuld van de stijging.
Op hetzelfde moment ontvingen we het nieuws dat niet een, maar twee (en misschien drie) vaccins meer dan 90% werkzaamheid zagen in fase 3 testen.
Met dat in gedachten hebben we de COVID-19 prognoses die we vier lange maanden geleden hebben gemaakt, geactualiseerd. Behalve dat we nu vier maanden meer gegevens hebben, hebben we ook geleerd dat COVID-19 meer cyclisch dan lineair is: Tijden met goede ervaringen worden gevolgd door tijden met slechte ervaringen en vice versa.
Als we naar de nieuwe COVID-19-projecties kijken, leren we dat zelfs met een op grote schaal beschikbaar, zeer effectief vaccin, het gedrag van de gemeenschap om de verspreiding van de pandemie te vertragen – zoals het dragen van maskers, het bewaren van sociale afstand en het vermijden van bijeenkomsten binnenshuis – de komende zes maanden van het grootste belang zal blijven.
Nieuwe infectiegraad
In ons vorige artikel waarin we verschillende scenario’s voor het bereiken van kudde-immuniteit onderzochten, hebben we de nieuwe infectiegraad (NIR) gedefinieerd als de nieuwe infecties van vandaag gedeeld door de nieuwe infecties van de voorgaande 14 dagen. Het volgende toont de gemiddelde NIR’s voor de afgelopen zeven maanden.
Percentage COVID-19 NIR van april 2020 tot oktober 2020
Het gemiddelde voor de gehele periode van zeven maanden van april tot oktober was 7,6%. Als we ervan uitgaan dat het NIR cyclisch blijft, dan lijkt een toekomstig NIR in de buurt van het gemiddelde van 7,6% een redelijke schatting. Gezien het bereik van de maandelijkse ervaring lijkt het ook redelijk te denken dat het toekomstige gemiddelde NIR tussen 6,5% en 8,5% zal liggen.
Het NIR wordt door de volgende factoren bepaald:
- De natuurlijke overdraagbaarheid van de ziekte
- De sociale gewoonten van een bevolking die kunnen resulteren in lokale variaties in de feitelijke overdraagbaarheid
- De inspanningen van de gemeenschap om de overdracht van de ziekte te beperken
- Immuniteit voor de ziekte in de bevolking van mensen die besmet waren en herstelden
- Mensen die immuun zijn omdat ze een effectief vaccin hebben gekregen
Deze factoren (behalve mogelijk de eerste) veranderen allemaal in de loop van de tijd. In ons model van de pandemie stellen wij een aanname vast voor het toekomstige basis-NIR en in het model wordt rekening gehouden met toekomstige veranderingen als gevolg van de immuniteitsfactoren (4) en (5), waardoor het waargenomen NIR geleidelijk zal dalen.
Vaccin
Twee, mogelijk drie vaccins zijn in het nieuws geweest waarin fase-3-testresultaten worden aangeprezen die een werkzaamheid van meer dan 90% laten zien. Tenminste één van deze kan in januari beschikbaar zijn. Operatie Warp Speed van de Amerikaanse overheid belooft vaccins zo snel mogelijk bij de distributiepunten in elke staat af te leveren. Voor de volgende prognoses hebben we gekeken naar de mogelijke snelheid van levering van effectieve vaccins.
Snelheid van levering van vaccins en immunisatie
| Snelheid van levering | Percentage van bevolking dat is gevaccineerd en immuun is in de komende 12 maanden |
|---|---|
| Laag | 12% |
| Medium | 27% |
| Hoog | 50% |
| Warp snelheid | 78% |
Met het nieuws van twee of drie vaccins met 90% of hogere werkzaamheid, zullen we de aanname van een “lage” snelheid van toediening laten vallen.
Dus met drie aannames voor het aantal nieuwe infecties en drie aannames voor de snelheid waarmee vaccins worden toegediend, hebben we negen scenario’s voor de toekomst van de pandemie. Deze projecties weerspiegelen niet de potentiële impact van een overweldigd gezondheidszorgsysteem.
Negen projecties voor de toekomst van de pandemie
| Cumulatief | Nieuwe gevallen |
Nieuwe gevallen |
Nieuwe gevallen |
||
|---|---|---|---|---|---|
| Overdracht | Vaccin | Gevallen – Dec 31 |
Vaccin | Gevallen – Dec 31 |
Gevallen – |
| 1e kwartaal |
2e kwartaal |
3e kwartaal |
|||
| 6.50% | Medium | 12.1 M | 1.6 M | 0.3 M | 0 |
| 6.50% | Hoog | 12.1 M | 1.5 M | 0,2 M | 0 |
| 6,50% | Warp snelheid | 12,1 M | 1.4 M | 0,1 M | 0 |
| Totaal aantal sterfgevallen | 300 K | ||||
| 7.50% | Medium | 14,8 M | 10,2 M | 6.0 M | 1.1 M |
| 7.50% | Hoog | 14.8 M | 9.7 M | 4.3 M | 0,3 M |
| 7,50% | Warp snelheid | 14,8 M | 8,6 M | 1.5 M | 0 |
| Totaal aantal sterfgevallen | 400 K – 500 K |
||||
| 8.50% | Medium | 20,2 M | 46,0 M | 22,8 M | 1.3 M |
| 8,50% | Hoog | 20,2 M | 43,4 M | 17,4 M | 0.4 M |
| 8.50% | Warp snelheid | 20.2 M | 38.0 M | 7.1 M | 0 |
| Totaal aantal sterfgevallen | 900 – 1,2M |
In alle negen scenario’s doet zich het grootste aantal nieuwe gevallen voor in het tweede kwartaal van het volgende jaar. En in alle negen scenario’s is de pandemie in het vierde kwartaal van 2021 voorbij of tot een zeer laag niveau gedaald.
Maar het belangrijkste dat uit de negen scenario’s naar voren komt, is het extreme belang van het gedrag van de gemeenschap, dat de verschillen in transmissiesnelheid bepaalt.
De feitelijke infecties hebben het voor eind 2020 geprojecteerde niveau al overschreden, waaruit blijkt dat het gebruik van de 6,5% NIR-projectie die is afgestemd op de NIR die in mei en augustus is gezien, onrealistisch optimistisch is. Een cijfer van 7,5% NIR, vergelijkbaar met het gemiddelde van de afgelopen zeven maanden, geeft aan dat we 10 tot 20 miljoen nieuwe infecties zouden kunnen zien boven de ruwweg 14 miljoen die momenteel worden gemeld, en 130.000 tot 230.000 extra sterfgevallen boven de 270.000 levens die al verloren zijn gegaan.
Maar met het gedrag van de gemeenschap dat de recente ervaring in oktober en begin november volgt (in de buurt van 8,5%), zien we tot 40 miljoen extra infecties en 600.000 tot 900.000 meer sterfgevallen.
Aan de andere kant heeft de snelheid waarmee het vaccin wordt toegediend tot gevolg dat het aantal infecties met 7 miljoen afneemt bij een NIR van 7,5% en met 25 miljoen bij een NIR van 8,5%.
Uit deze prognoses blijkt dat het gedrag van de gemeenschap bijna twee keer zo belangrijk is als de snelheid van de toediening van het vaccin.
Drijfveren van transmissie
Het gedrag van de gemeenschap blijft zeer belangrijk
Wanneer een besmet persoon actief virus uitscheidt in kan dit resulteren in
- effectieve transmissie met nieuwe infectie,
- effectieve overdracht door andere oorzaken,
- effectieve overdracht door verzachtend gedrag of
- effectieve overdracht maar aan een persoon die immuun is omdat hij besmet en hersteld is of gevaccineerd is.
Tijdens de eerste stadia van een pandemie, wanneer een besmette persoon actief virus verspreidt, is er ofwel een effectieve ofwel een ineffectieve transmissie. Op dat moment zijn de mensen in de gemeenschap zich wellicht niet of nauwelijks bewust van het bestaan van het virus. Zodra het virus bekend wordt, zullen de mensen gewoonlijk hun eigen risicobeperkende gedrag gaan vertonen en uiteindelijk zullen volksgezondheidsfunctionarissen en anderen in openbare functies specifieke risicobeperkende maatregelen gaan promoten, die na verloop van tijd zullen veranderen naarmate de meest effectieve maatregelen bekend worden. Dergelijke mitigaties zullen leiden tot ondoeltreffende transmissies.
Naarmate de ziekte zich onder de bevolking verspreidt, zullen sommige van de overigens effectieve overdrachten niet tot nieuwe infecties leiden omdat de persoon aan de ontvangende kant immuun is. In het begin zal dit te wijten zijn aan het feit dat sommige mensen hersteld zijn van eerdere infecties en op natuurlijke wijze immuniteit ontwikkelen. Op dit moment is het in de VS nog niet waarschijnlijk dat dit een factor van betekenis zal zijn, zelfs niet nu er dagelijks melding wordt gemaakt van infecties. Eind oktober bedroeg het aantal eerder gemelde infecties in de VS minder dan 3% van de bevolking. Tenslotte, wanneer een vaccin beschikbaar is, betekent dit dat meer mensen immuun zullen zijn.
Om dit grafisch te bekijken, beginnen we met een hypothetische situatie waarin er geen toekomstig mitigerende gedragingen en geen toekomstig vaccin zijn, en de NIR zeer hoog op 12% uitkomt. In dit onrealistisch slechtst denkbare scenario zou er alleen het effect zijn van immuniteit als gevolg van eerdere infecties. Die pandemie zou een patroon volgen als in onderstaande grafiek.
Als er geen immunisatie is, dan worden infectie en herstel de belangrijkste reden voor geblokkeerde transmissie en bereiken een plateau in maart.
We kunnen dat vergelijken met een van de projecties in het midden van onze reeks van negen bij 7,5% NIR.
Met een gemiddelde vaccinatiegraad worden inperkende gedragingen zoals maskers het belangrijkste middel om de overdracht van de infectie te blokkeren tot oktober, wanneer immunisatie en gedragingen bijna gelijk zijn.
En voor onze laatste vergelijking kijken we naar de 8,5% NIR en warpsnelle vaccinatie.
Met een warp speed vaccinatiegraad, zullen nieuwe infecties in mei een plateau bereiken, maar mitigerende gedragingen kunnen in juli eindigen.
U kunt uit deze illustratie zien dat zelfs met de warpsnelheid van vaccinaties, gedrag de leidende factor is voor de komende zes maanden totdat het aantal gevaccineerde mensen een belangrijke factor begint te worden in het blokkeren van transmissies.
Vergelijking van prognoses
In onze prognoses van juli hebben we de gevolgen van 6%, 8% en 10% NIR’s voor het verloop van de pandemie laten zien. Met de werkelijke NIR sindsdien hierboven weergegeven, kunt u zien dat de 10% NIR in het geheel niet in de buurt kwam van het opkomende verloop van de ziekte. Maar het werkelijke verloop van de ziekte viel wel tussen de 6% NIR projectie en de 8% NIR projecties van juli.
Actuele gevallen van COVID-19 neigden dichter naar de 6% NIR die in juli 2020 was geprojecteerd
We noemden deze benadering van het modelleren van de pandemie een bootstrapbenadering. Bij deze aanpak worden de dagelijkse nieuwe infecties geprojecteerd; het NIR is het waargenomen percentage van de dagelijkse nieuwe infecties die in het verleden zijn opgetreden in vergelijking met de actieve infecties. Dit leidt tot een realistische projectie indien het gedrag van de gemeenschap in de toekomst vergelijkbaar is met het gedrag van de gemeenschap in het verleden. Bovendien kan dit model veranderingen in de toekomstige waargenomen NIR weerspiegelen die het gevolg zijn van de toekomstige groei van het deel van de bevolking dat immuun is. Hieronder staat een voorbeeld van dat effect voor het 8,5% NIR, warpsnelheid immunisatiescenario.
Scenario met kromsnelle immunisaties
| Geschatte nieuwe infectiegraad |
Gewaarde nieuwe infectiegraad |
||
|---|---|---|---|
| 2020 | oktober | 8.5% | 7.95% |
| 2020 | November | 8,5% | 8.46% |
| 2020 | December | 8,5% | 8,30% |
| 2021 | Januari | 8.5% | 7,92% |
| 2020 | februari | 8,5% | 7,29% |
| 2020 | maart | 8,5% | 6.45% |
| 2020 | april | 8,5% | 5,52% |
| 2021 | mei | 8.5% | 4,64% |
| 2021 | juni | 8,5% | 3.81% |
| 2021 | Juli | 8,5% | 3,01% |
| 2021 | August | 8.5% | 2,19% |
| 2021 | september | 8.5% | 1.38% |
| 2021 | oktober | 8.5% | 0.58% |
Hang in there
Het goede nieuws over de vaccins is zeker reden voor een feestje, maar in elk realistisch scenario voor de daadwerkelijke invoering door de Amerikaanse bevolking, zal het percentage inentingen in de Verenigde Staten toenemen.Amerikaanse bevolking, zal het tot zes maanden duren voordat de vaccinaties een significante invloed hebben op het verloop van de pandemie. Gedurende die tijd is het van cruciaal belang dat wij allen doorgaan met de beperkende maatregelen die in het hele land van kracht zijn. De situatie zal pas weer normaal worden als het aantal nieuwe gevallen van COVID-19 tot bijna nul is gedaald.
Auteur
