効果的なパンデミック対応のための大規模検査と接触追跡の組み合わせ

最近の歴史では、呼吸器ウイルスによるパンデミックが公衆衛生に大きな影響を与えてきた。COVID-19パンデミック（SARS-CoV-2ウイルスによって引き起こされた）や1918年のインフルエンザパンデミックがその代表例だ。今後のことを考えると、さらなるパンデミックの可能性が現実味を帯びてきていて、これらの脅威に対する準備を強化する必要がある。病気の制御に向けた努力がなされているにも関わらず、まだ多くの課題が残っている。

一つの提案された方法はマス検査で、多くの人を定期的に検査することを意味する。過去の経験では、特にCOVID-19の発生時に中国で見られたように、マス検査が役立つことが示されている。ソーシャルディスタンスなどの他の戦略と比べて、マス検査は日常生活に対してあまり制限を課さない可能性があり、より魅力的な選択肢となる。

#マス検査の役割

研究によると、頻繁な検査と陽性者の隔離を組み合わせることで、呼吸器ウイルスの拡散を抑えるのに役立つことが示されている。人口の大部分が参加し、隔離を守れば、ウイルスの広がりを大幅に制限できる。しかし、これまでの研究は主に一人一人の検査の効果に焦点を当てており、接触追跡のような複雑な戦略は考慮されていなかった。

接触追跡とは、感染者と接触した可能性のある人を特定し、通知することだ。この方法は、ウイルスを広める前に疑わしい人を隔離することで、ウイルスの拡散を止めるのに役立つ。いくつかの研究では、症状が現れる前にあまり広がらない病気には接触追跡が効果的だと示されている。しかし、症状が出る前に拡散するSARS-CoV-2のようなウイルスの場合、アウトブレイクを抑えるために追加の対策が必要だ。

デジタル接触追跡は、接触者を素早く特定するための方法として提案されているが、その成功は公衆の参加意欲と正しいプロセスの遵守に大きく依存している。

#効果的な戦略の組み合わせ

マス検査と接触追跡を組み合わせることはウイルスの感染を減らすための有望な戦略だ。この組み合わせは重要で、特にウイルスが急速に広がるときは、検査に関するリソースが限られ高コストになるためだ。研究によると、イギリス、中国、香港などでは、この二つの方法を組み合わせることでCOVID-19を効果的に管理できることが示されている。

しかし、これらの二つの戦略が未来の呼吸器パンデミックにどのように協力して機能するかについての研究はあまり行われていない。この重要なギャップを埋める必要がある。

#目的と目標

この研究の目標は、マス検査戦略に接触追跡を加えることで、その全体的な効果をどのように改善できるかを見極めることだ。ウイルスの種類（人々がピークのウイルス量に達するタイミングや感染力などを考慮）に応じてこの改善がどのように変わるか、またマス検査がどのように設定されるか（人々がどのくらいの頻度で検査され、どれくらい早く結果を受け取るか）を分析する。

マス検査と接触追跡の組み合わせの影響を完全に評価するために、1918年のインフルエンザ、SARS-CoV-1、SARS-CoV-2など、過去のアウトブレイクに似たさまざまな病原体を分析する。

#モデル開発

異なるアウトブレイクがマス検査と接触追跡にどのように反応するかをシミュレーションするためのモデルを作った。このモデルは一定数の感染者から始まり、彼らの動きを未検出、症状あり、隔離、または回復の状態で追跡する。シミュレーションでは、検査、症状の検出、接触追跡に基づいて新しい感染の予想数を計算する。

#ウイルス量と検査

ウイルス量は、感染者の体内に存在するウイルスの量を示し、感染力に影響を与える。私たちのモデルは、ウイルスの特定の特性を使用して、ウイルス量が時間とともにどのように変化するか、そしてこれが検査にどのように影響するかを予測する。

検査でウイルスを検出する確率は、検査時のウイルス量によって決まる。異なる検査方法は感度が異なり、つまり一部の検査は他よりもウイルスを検出するのが得意である。例えば、PCR検査は通常かなり感度が高いが、結果に影響を与えるプロセスのエラーがある可能性もある。

また、ウイルス量に基づいて時間の異なるポイントで、どれだけ感染力があるかも考慮している。毎時間、個人が引き起こす可能性のある新しい感染の数を、その状態（未検出、症状あり、隔離、または孤立）に応じて推定する。

#接触追跡と検査の動態

私たちのモデルでは、感染者は検査と症状の検出に基づいて異なる状態に移行する。最初は未検出だが、症状が現れたり、検査結果や効果的な接触追跡に基づいて隔離される可能性がある。

隔離と隔離の効果を評価する。検出されて隔離された個人は、ウイルスを広める可能性が低くなる。もしある人が陽性と判定されたら、彼らは隔離を勧められ、それによってウイルスを広める能力が大幅に減少する。

接触追跡者が感染者と接触した人を特定すると、その人に隔離を勧め、さらに感染拡大を防ぐ。目標は、できるだけ早く、理想的には通知から24時間以内に多くの接触者を追跡することだ。

症状がある場合や接触者として追跡された場合、個人はマス検査戦略の一部として頻繁に検査することが奨励されている。大多数の人（約90％と見積もられている）は、これらの検査の推奨に従うと期待されている。

#組み合わせたアプローチの効果

両方の戦略の効果を分析するために、1918年のインフルエンザ、SARS-CoV-1、SARS-CoV-2といったよく知られたウイルスに注目した。マス検査と接触追跡がどのように一緒に機能するか、検査の頻度や追跡された接触者の割合に基づいて異なるシナリオを見ていく。

私たちの結果から、この二つの方法の組み合わせが、有効再生産数（Re）を大幅に低下させることができることが分かった。これは、感染者が平均して何人にウイルスを移すかを示している。検査が非常に頻繁に行われると、接触追跡を追加する効果は小さくなる。しかし、検査の頻度が少ない場合、接触追跡の役割ははるかに重要になる。

例えば、1918年のインフルエンザウイルスの場合、四日ごとの検査期間中に追跡される接触者の数を増やすことで、Reの有意な減少が見込まれ、厳しい社会的距離を取らずにアウトブレイクをコントロールできる。

SARS-CoV-1の場合、高い症状発展率により、多くの人々がウイルスを広める前に検査を受けて隔離され、病気の安定した管理につながる。一方、SARS-CoV-2では、パターンは1918年のインフルエンザに似ているが、Reは頻度の低い検査や接触追跡なしではより高い。

#他の病原体との結果

私たちは、さまざまな他の可能性のある病原体に対してマス検査と接触追跡の効果も評価した。私たちの分析によると、接触追跡を追加する利点は、マス検査の頻度がほとんどの感染を捉えるに足るものでありながら、他にウイルスを広める前に隔離するには頻繁すぎない場合に最も顕著だった。

感染後1週間ほどでピークウイルス量に達する病原体に対しては、効果的な接触追跡がReを大幅に低下させることができる。これは、マス検査の頻度を上げることによって得られる効果に類似している。

全体的にデータは、マス検査と接触追跡を組み合わせることで呼吸器ウイルスのアウトブレイクを制御するための強力な戦略になりうることを示唆している。このアプローチは、テストのリソースをより効率的に使用しつつ、効果的な病管理を維持することができる。

#結論

私たちの分析は、マス検査と接触追跡が呼吸器ウイルスのパンデミックを管理する上でうまく機能することを示している。検査が頻繁でほとんどのケースを検出できるが、すぐに隔離できない場合、効果的な接触追跡を追加することでウイルスの拡散を大幅に減少させることができる。

この組み合わせは、ウイルスをコントロールしながら必要な検査の数を減らすことでコストを節約できる可能性がある。検査リソースが限られているシナリオでは、両方の戦略を活用することが、アウトブレイク中の公衆衛生への影響を最小限に抑えるために不可欠です。全体的に、この組み合わせたアプローチは、未来のパンデミックに対するより良い準備のための有望な道を提供している。