Los cierres regionales podrían acortar la duración total de las restricciones

Ilustración del modelo utilizado por los investigadores. Supone que la mayoría de los contactos en una población tienen lugar dentro de las regiones locales (pequeñas flechas blancas entre individuos), mientras que una determinada proporción de contactos tiene lugar entre regiones (flechas grandes entre condados). Si el número de infecciones en una región supera un umbral específico durante un tiempo determinado, se inician restricciones (condado rojo) que empujan localmente el número de reproducción por debajo de 1. Un tiempo determinado después de que el número de infecciones vuelve a estar por debajo del umbral, se levantan las restricciones otra vez. Crédito: MPIDS/ Novak

Un equipo de científicos del Instituto Max Planck de Dinámica y Autoorganización en Göttingen ha simulado posibles cursos de la pandemia del coronavirus. Los cálculos muestran que las medidas regionales pueden mantener la epidemia bajo control con restricciones sustancialmente menores que los bloqueos impuestos a nivel nacional si la cantidad de infecciones interregionales es lo suficientemente baja. Sin embargo, los umbrales regionales para las restricciones locales deben ser más bajos que los acordados actualmente, por ejemplo, en Alemania. Incluso si estos umbrales más bajos conducen a bloqueos regionales más frecuentes, los beneficios a largo plazo de la estrategia superarían las medidas locales desencadenadas por ellos.

Un marco uniforme para la activación de medidas puede garantizar una respuesta rápida al aumento del número de infecciones en regiones individuales. El número de infecciones transregionales debe monitorearse mediante el rastreo de contactos y, si es necesario, reducirse. Además, los investigadores recomiendan una expansión de las pruebas incluso antes de que se alcancen los valores umbral.

En muchos países, la primera ola de la epidemia de SARS-CoV-2 se controló con éxito con severas restricciones en la vida pública y privada. -llamados bloqueos. Estos incluyeron prohibiciones de contacto a nivel nacional, restricciones de viaje y el cierre de tiendas y escuelas. En lugar de restricciones tan drásticas, muchos países ahora están recurriendo a enfoques más detallados que consisten en medidas limitadas regional y temporalmente.

Ramin Golestanian, director del Departamento «Física de la materia viva» en el Instituto Max Planck para Dynamics and Self-Organization, Philip Bittihn y su equipo desarrollaron un modelo que describe dos tipos diferentes de contactos: aquellos dentro de regiones individuales (por ejemplo, condados) y aquellos con el resto de la población más allá de los límites regionales. La proporción de contactos interregionales determina la llamada «fuga», es decir, con qué facilidad se pueden propagar las infecciones entre regiones. En el modelo, las regiones individuales imponen restricciones de contacto local si superan un cierto número de infecciones, similar a la estrategia regional que se sigue actualmente en Alemania.

Para determinar qué tan gravemente se vería afectada la población por los bloqueos locales , midieron cuánto tiempo el ciudadano promedio en la simulación experimentó restricciones. Luego pudieron comparar este ‘tiempo de restricción’ con los resultados de una estrategia nacional idéntica.

El estudio incluye simulaciones para Alemania, Inglaterra, Italia, el estado de Nueva York y Florida en el transcurso de los próximos cinco años. Tiene en cuenta las cifras de infección actuales, la estructura regional individual de cada país y la eficiencia de bloqueo respectiva en el pasado. Sin embargo, los efectos observados son universales y ocurren en muchos sistemas que no están en equilibrio y exhiben dinámicas determinadas por eventos individuales no completamente predecibles. Por lo tanto, en la simulación se hizo especial hincapié en el papel de los eventos de infección individuales: mientras que, en el pico de la primera ola de la epidemia, la dinámica podría rastrearse en gran medida con modelos simples para todo un país, en realidad, la propagación de la enfermedad es un evento discreto. proceso con eventos de infección individuales sujetos a fluctuaciones aleatorias inherentes. Si el número de infecciones en regiones individuales es muy bajo, se deben tener en cuenta los efectos especiales en este llamado «régimen de número pequeño», como el equipo ya había encontrado en un estudio anterior.

Simulaciones para los cuatro diferentes combinaciones de control nacional/local y fugas altas/bajas. La fila superior respectiva (fondo gris) representa el total de infecciones en Alemania, las filas inferiores (fondo azul) muestran el número de infecciones en regiones ejemplares. Los períodos de bloqueo están marcados en rojo. Solo la combinación de control local y baja fuga (es decir, una baja tasa de infección interregional) conduce efectivamente a menos restricciones y a una disminución del número total de infecciones. Crédito: MPIDS/ Bittihn

La proporción de infecciones transregionales es un parámetro crucial

Los resultados del estudio son sorprendentes: en comparación con una estrategia nacional centralizada, la contención regional puede reducir significativamente el tiempo de restricción para el ciudadanos en algunos casos por un factor de diez. Sin embargo, esto requiere un número suficientemente bajo de infecciones interregionales. «Si la fracción de contactos interregionales es de un pequeño porcentaje, la cantidad de infecciones en una región puede potencialmente llegar a cero debido a las medidas locales. Las medidas en diferentes regiones pueden trabajar juntas y contener los brotes locales más rápidamente que los nuevos. surgen a través de contactos interregionales (un efecto cooperativo).Sin embargo, la dependencia del tiempo de restricción en la fuga es bastante aguda y un aumento de infecciones interregionales más allá de esta transición aguda puede llevar el tiempo de restricción general al nivel del nacional. En presencia de infecciones interregionales frecuentes, una estrategia local a veces incluso puede conducir a más restricciones para regiones individuales en comparación con una estrategia central a nivel nacional», explica Ramin Golestanian.

En el contexto de una estrategia de contención local, por lo tanto, se debe prestar especial atención a las infecciones interregionales. Reducirlos por debajo del nivel en el que el tiempo de restricción disminuye abruptamente no requiere necesariamente restricciones en la movilidad. En cambio, se podrían identificar grupos de personas con un riesgo particular de propagar la enfermedad y proporcionarles un mejor equipo de protección. «El problema es que actualmente no tenemos una buena idea cuantitativa sobre el papel de las infecciones interregionales. Sin embargo, dadas las bajas cifras de infección actuales, esta información podría obtenerse a través de un rastreo de contactos efectivo. Con estos datos disponibles, es Sería mucho más efectivo discutir medidas concretas para reducir las infecciones interregionales, en caso de que surja la necesidad. En este caso, la libertad dentro de las regiones individuales no estaría restringida. Por el contrario, se evitarían muchas restricciones futuras», dice Philip Bittihn.

Contención local estricta

Las simulaciones muestran que un umbral para desencadenar restricciones locales de unas diez infecciones por cada 100.000 habitantes en siete días es exitoso. Este valor es inferior a los 50 contagios por cada 100.000 habitantes considerados actualmente en Alemania. «Por supuesto, un control tan estricto con umbrales bajos podría conducir inicialmente a más bloqueos. Sin embargo, a largo plazo, la duración total de las restricciones sería menor. Para implementar umbrales tan bajos, se deben realizar pruebas exhaustivas para garantizar que el número de casos no detectados es bajo», dice Ramin Golestanian.

En comparación con otros países, Alemania podría beneficiarse más fácilmente de una estrategia de contención local y mantener corto el tiempo de restricción total. «Los países con regiones más pequeñas pueden usar los niveles administrativos existentes, como la estructura del condado, para desarrollar e implementar estrategias de contención locales que exploten los efectos que encontramos en nuestro estudio. Esto se debe a que, en regiones con poblaciones más pequeñas, existe una mayor probabilidad de erradicar por completo el Los estados con una gran cantidad de regiones muy densamente pobladas, por otro lado, podrían compensar sus efectos negativos dividiéndolos en unidades más pequeñas, si es posible, o estableciendo umbrales más estrictos para el inicio de bloqueos locales «, explica Bittihn.

Parece intuitivo que las medidas locales resulten en menos restricciones para la población, después de todo, solo se usan precisamente cuando y donde se necesitan. El estudio ahora aclara las condiciones bajo las cuales se puede lograr una verdadera reducción en el tiempo de restricción total: umbrales apropiados para bloqueos locales, bajas tasas de infección interregional y estructuras administrativas regionales para implementar las medidas.

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Siga las últimas noticias sobre el brote de coronavirus (COVID-19) Más información: Bittihn et al., Las medidas locales permiten la contención de COVID-19 con menos restricciones debido a la cooperación efectos (2020). DOI: 10.1101/2020.07.24.20161364

Bittihn et al., Estrategia de contención para una epidemia basada en fluctuaciones en el modelo SIR. arXiv:2003.08784 [q-bio.PE]. arxiv.org/abs/2003.08784