Mardi 27 Octobre 2020

Ce que les modèles de coronavirus ne peuvent pas voir


Une infirmière travaille sur un ordinateur tout en traitant des patients atteints du coronavirus dans l'unité de soins intensifs de l'hôpital MedStar St. Mary's le 1er mai 2020 à Leonardtown, Maryland. Vendredi, le bilan des décès dus aux coronavirus en Colombie-Britannique, en Virginie et au Maryland a dépassé 2000 personnes, le district ayant enregistré son plus grand nombre d'infections quotidiennes.
                Photo: Win McNamee / Getty Images

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            Le 20 avril, il y a moins de deux semaines, Donald Trump a prédit que le nombre de morts par coronavirus serait entre 50 000 et 60 000 Américains. La prédiction était stratégique - il voulait du crédit lorsque ces cibles ont été atteintes, et il pariait qu'il serait utile de rappeler aux gens à quel point ces chiffres étaient meilleurs que même les estimations inférieures avaient semblé quelques semaines auparavant. "Maintenant, nous allons vers 50 - j'entends, soit 60 000 personnes. Un, c'est trop. Je le dis toujours. Un, c'est trop, mais nous allons vers 50 ou 60 000 personnes », a-t-il promis. "Comme vous le savez, le plus bas devait être de 100 000 personnes."
          
            À l'époque, le pari, aussi grotesque soit-il moralement, semblait relativement sûr politiquement. Une semaine et demie plus tôt, Anthony Fauci avait déclaré à NBC News que le bilan final "ressemble plus à 60 000 qu'à 100 000 à 200 000". Plus tôt dans le mois, le modèle IMHE de l'Université de Washington - qui a servi pendant la majeure partie de la pandémie de projection la plus fiable et la plus citée - avait révisé ses estimations de 93 531 à 81 766, puis à 60 415.
          
            Mais mercredi, le nombre total de morts a dépassé les 60 000 morts, un jour qui a représenté un nouveau pic de décès américains par jour à cause de COVID-19: 2 700. Les données sont un peu bruyantes en ce moment, en plus d'être presque certainement très partielles, ne représentant peut-être que la moitié du total des décès. Bien que le récit public soit que le pays a tourné le coin et a maîtrisé les choses, assez pour commencer lentement à «s'ouvrir», les données racontent une histoire différente. Un nouveau pic quotidien signifie que même si les décès diminuaient aussi rapidement maintenant qu'ils ont augmenté plus tôt ce printemps - alors qu'en un mois le nombre total de décès est passé de 3 834 à 62 860 - nous serions dus à au moins autant de décès que nous en avons eu. point. En d'autres termes, 60 000 autres personnes. Un pic n'est pas une fin; c'est, dans des circonstances optimales, un point médian. Étant donné que nous venons d’atteindre ce nouveau sommet, ce n’est pas une supposition infaillible que les décès quotidiens ne se reproduiront pas - loin de là. Et même si nous supposons que cette semaine a été le pic global, il y a de nombreuses raisons de penser que le déclin par rapport à ce pic sera plus lent que l'ascension - ce qui signifie considérablement plus de 60 000 décès de plus.
          
            Jusqu'au début d'avril, cependant, les projections des modèles épidémiologiques ont continué de rétrécir, produisant une vague de mises à jour de «bonnes nouvelles» et tout un récit parmi les sceptiques de COVID selon lequel les projections étaient criminellement alarmistes tout au long. Mais les chiffres des décès n'ont tout simplement pas coopéré avec cet optimisme. Le modèle IMHE, en particulier, fait l'objet de critiques croissantes - «Ce n'est pas un modèle que la plupart d'entre nous dans le domaine de l'épidémiologie des maladies infectieuses pense être bien adapté», a déclaré Marc Lipsitch de Harvard à Stat News. Cela est particulièrement vrai après qu'un article a révélé que 70% des jours, le nombre de décès tombait en dehors de l'intervalle de confiance de 95% de l'IMHE (cela semble chancelant, mais cela signifie que le modèle a donné une plage qu'il devrait contenir 95% de tous les résultats possibles, et seulement 30 pour cent des résultats réels en faisaient partie). Mais en partie parce qu'il s'est fait un nom au début de l'épidémie, IMHE reste un nom de confiance dans les médias (sur le podcast FiveThirtyEight la semaine dernière, Nate Silver a interviewé son auteur principal et a félicité le modèle) et, en fait, son les projections ont remonté récemment, bien que de quelques tics, avec une estimation actuelle de 72 433 décès le 4 août. Si le pays maintient le rythme de mercredi, il atteindra ce nombre d'ici le 4 mai.
          
            Arriver à moins de 75 000 décès signifie, en d'autres termes, une conclusion incroyablement abrupte à la pandémie, avec des décès allant jusqu'à zéro très rapidement et y restant en permanence. Ça n'arrivera pas. Depuis environ deux semaines, le pays suit une trajectoire à peu près plate d'environ 2 000 décès par jour. Si elle reste sur ce plateau jusqu'au 4 août, cela signifierait non pas 12 000 morts de plus, mais 180 000. Et la pandémie ne se terminerait pas simplement le 4 août simplement parce que la modélisation le fait.
          
            Bien sûr, nous pouvons ne pas rester sur ce rythme, mais baisser. À quelle vitesse? Selon une enquête du New York Times sur cinq modèles majeurs, publiée la semaine dernière, tous les modèles projettent un déclin assez rapide - aussi rapide que l'ascension. En fait, un modèle basé à l'Université du Texas, qui a remporté des éloges en tant qu'alternative à l'IMHE, dit maintenant avec 100% de certitude que le pays a dépassé son pic - ceci malgré le fait que mercredi seulement nous avons atteint un nouveau pic, et malgré la probabilité que pas plus de 5% du pays, au maximum, ait été exposé à la maladie.
          
            Alors, qu'est-ce qui se passe? Pourquoi est-ce que presque tous les efforts pour projeter la forme future de la pandémie semblent incapables de voir plus d'une semaine ou deux dans le futur? Et pourquoi, même dans ce laps de temps, sont-ils presque unanimes à projeter un déclin précipité qui est presque chaque jour contredit par le nombre de nouveaux décès?
          
            Il y a deux grandes explications. La première est que, même dans les conditions actuelles, où la propagation de l'infection est considérablement limitée par les arrêts, la maladie ne se comporte pas comme prévu.
          
            Qu'est-ce que j'entends par attendre? La compréhension clinique de COVID-19 évolue, ce qui signifie que notre compréhension de la chronologie de la maladie et du rétablissement n'est pas parfaitement ferme. Mais la règle de base est qu'il faut un peu moins d'une semaine entre le moment de l'infection et l'arrivée de symptômes réels; une autre semaine environ jusqu'à ce que ces symptômes deviennent suffisamment graves pour nécessiter une hospitalisation pour ceux qui en ont besoin; et une semaine ou deux de là jusqu'à ce que ceux qui finissent par mourir mourront. Cela signifie que le cycle de vie complet de la maladie, tel que nous le comprenons, est d'environ un mois. Une quarantaine parfaitement efficace réduirait donc pratiquement à zéro le nombre de nouveaux cas dans un délai d'un mois à compter de la mise en œuvre - après 30 jours, toute personne qui avait été malade auparavant se serait rétablie ou serait décédée et, en raison de la quarantaine, très peu 'ai été malade en attendant.
          
            Au 30 mars, l'écrasante majorité des États américains avaient émis des instructions de maintien à domicile - dans de nombreux cas, ces instructions étaient déjà en place depuis des semaines. Ce qui signifie qu'au 30 avril, un mois plus tard, toute personne qui avait attrapé la maladie avant le début des blocages devrait avoir déjà traversé tout le cycle de vie de la maladie, soit en convalescence, soit en train de mourir, et que tous les nouveaux cas que nous voyons actuellement sont le résultat d'infections depuis l'arrêt. Le 30 avril, après un mois au cours duquel les nouveaux cas se situaient entre 25 000 et 30 000, 29 500 nouveaux cas ont été signalés.
          
            Cas aux États-Unis, 1er avril: 25,1 k Cas aux États-Unis, 30 avril: 29,5 k Nous avons passé le mois d'avril sur un plateau. Les dénombrements quotidiens fluctuent entre 25 et 30 000, n'augmentent plus mais ne diminuent pas définitivement. pic.twitter.com/SgI2aPKqjj— Jeremy TEST / TRACE / ISOLATE Konyndyk (@JeremyKonyndyk) 1 mai 2020
          
          
              
          On ne sait pas exactement ce qui explique cela. Il se pourrait qu'il y ait une caractéristique de la maladie que nous ne comprenons pas encore, ou quelque chose sur la durée d'incubation que nous n'avons pas reconnu. Il est possible que la maladie reste infectieuse même après la guérison d'un patient, peut-être pendant une période de temps importante. Il est possible que le logement à domicile soit une méthode de mise en quarantaine défectueuse, car les membres de la famille peuvent s'infecter les uns les autres, et qu'une part significative des nouveaux cas provient de la mise en quarantaine. Il est possible qu'une part significative vienne des hôpitaux, les médecins, les infirmières et les administrateurs servant tous de vecteurs de la maladie. Il est possible qu'une part significative provienne des 50 millions de travailleurs de première ligne exposés - employés des épiceries et des usines de viande et des pharmacies et des bureaux de poste et ainsi de suite - qui travaillent (sans prime de risque) pour rendre les quarantaines possibles pour le reste de la nous. Il est très probable que certains de ces facteurs, et peut-être tous, y contribuent dans une certaine mesure (et 900 travailleurs d'une seule usine de Tyson Foods se sont révélés positifs). Ensemble, ils empêchent tout ce qui ressemble à une baisse des décès ou des cas aussi rapide que l'ascension il y a environ un mois. Au lieu de cela, dans des conditions que vous auriez pu imaginer - en théorie - ramener la charge de travail près de zéro dans ce laps de temps, les décès et la charge de travail nationaux se sont simplement aplatis. Peut-être, selon la façon dont vous traitez les données, elles ont quelque peu baissé, mais pas de façon spectaculaire.
          
            Mais il y a un deuxième problème, plus fondamental, avec le modèle IMHE, en fait avec presque tous les modèles que vous avez pu rencontrer, sous une forme ou une autre au cours des derniers mois. Chacun traite des données - cas positifs, hospitalisations, décès - produites dans ces conditions sociales extrêmement rigoureuses. Chacun génère une courbe basée sur ces données, c'est-à-dire ces conditions - le verrouillage à partir duquel vous lisez presque certainement cette histoire. Et les projections produites en conséquence reflètent également ces conditions: en voyant un aplatissement du nombre de cas ou de décès, les modèles projettent une baisse, même si l'aplatissement n'est pas fonction de la maladie elle-même mais des conditions sociales extraordinaires que nous avons imposées. dessus. C'est très bien, dans la mesure où cela va, car il est utile de connaître la trajectoire de l'infection dans des conditions de quarantaine si vous êtes dans des conditions de quarantaine. Mais cela ne va que jusqu'à la limite de la mise en quarantaine.
          
            Pourquoi donc? Traditionnellement, la modélisation épidémiologique a été utilisée pour projeter l'évolution naturelle d'une maladie lorsqu'elle se propage à travers ce qu'on appelle une population «vierge». Mais le cours de COVID-19 n'a rien de naturel au cours des derniers mois. Sa propagation a ralenti de façon spectaculaire depuis sa première phase de croissance exponentielle en raison du verrouillage national. Surtout dans les points chauds comme New York et Washington, les courbes semblent encourageantes - elles ont atteint des plateaux ou ont même commencé à décliner. Mais même dans ces points chauds, la grande majorité de la population reste «vierge» - environ les trois quarts de la population de New York, par exemple. Ailleurs dans le pays, la proportion est beaucoup, beaucoup plus élevée, et déjà la baisse des cas dans les points chauds du pays est compensée par la croissance dans un territoire plus «vierge». Les modèles peuvent sembler être des projections sur l'évolution future de la maladie, mais ce ne sont que des projections sur l'évolution future de la maladie si les conditions actuelles persistent. En d'autres termes, ces courbes expirent, fondamentalement, dès les couchers de soleil de verrouillage. C'est pourquoi, même si les optimistes COVID les plus ensoleillés reconnaissent que la réouverture augmente quelque peu le risque, à peu près tous les modèles tracent maintenant une élégante pente vers le bas, sans aucune remontée du tout pour tenir compte de toute «réouverture» dans un avenir proche.
          
            Mais cette réouverture commence déjà, ce qui signifie que les conditions qui ont produit ces courbes élégantes (et encourageantes) prennent fin. Selon une estimation, la réouverture de la Géorgie, qui a commencé cette semaine, a déjà produit un millier de nouveaux cas en 24 heures et devrait doubler les décès d'ici août. D'autres endroits pourraient voir un pic encore plus dramatique avec seulement un retour partiel ou «à mi-chemin» vers des activités non essentielles:
          
          La recherche de @PolicyLabCHOP prévoit comment «un retour à mi-chemin des voyages normaux vers des entreprises non essentielles» crée un pic géant de # covid19 cas cet été. Voici la projection pour New Haven County, CT. Vous pouvez vérifier votre propre ville natale h / t @PeterHotez https://t.co/U1Ih8SG90d pic.twitter.com/wbykgsARBb— Carl Zimmer (@carlzimmer) 27 avril 2020
          
          
              
          Même dans les États où il y a eu relativement peu de propagation, la réouverture a lieu à partir d'une ligne de base d'infection actuelle beaucoup plus élevée qu'optimale - ou, je pense, supposée. Prenez le Texas, par exemple:
          
          #Texas rouvre aujourd'hui pic.twitter.com/CsvtWp44i6— Travis Whitfill MPH (@twhitfill) 1 mai 2020
          
          
              
          Et tandis que certains États adoptent une approche plus prudente - en Californie, par exemple, le gouverneur Gavin Newsom prend les choses assez lentement - la maladie n'est pas très facilement mise en quarantaine dans les communautés souffrant. «C’est comme avoir une section de pipi dans la piscine», comme l’a dit récemment le responsable de la santé publique de Seattle, Jeffrey Duchin. "Il ne reste pas là où vous avez commencé."
          
            Certains modèles de nouvelle génération, basés sur des agents, sont suffisamment sophistiqués pour analyser ces complexités et faire des projections qui reflètent un éventail plus large d'intrants humains. Mais, étant beaucoup plus complexes, ils ont mis plus de temps à se construire et à s'affiner pour refléter la dynamique changeante de cette pandémie. En conséquence, ils commencent à peine à se mettre en ligne et ont été exclus de la plupart des conversations sur la modélisation et la projection au début de la maladie (ce qui a conduit certains de ces modélisateurs «basés sur des agents» à critiquer la modèles mathématiques). Ce qui signifie que lorsque vous voyez sur votre écran de télévision ou d'ordinateur une baisse encourageante des cas ou des décès projetés, vous ne voyez pas vraiment la représentation d'un pays tournant le coin de cette pandémie. Vous voyez une représentation d'un pays tournant le coin d'une petite fraction d'une pandémie, avec l'évolution future de la maladie très inconnue.
          
            Que se passe-t-il après une réouverture progressive? Étant donné que la grande majorité du public reste non exposée et donc vulnérable, une énorme quantité dépend des mesures qui sont prises pour les protéger - ou pour les exposer. Ce qui signifie que l'incertitude est assez élevée - toutes ces variables humaines empilées au-dessus des variables de la maladie. Selon un modèle mis en évidence par le CDC, le nombre de morts pourrait atteindre 293 381, ou être aussi bas que 88 217. Sa projection médiane est de 150 760, ce qui correspond parfaitement à l’enquête hebdomadaire menée par Thomas McAndrew de l’UMass auprès de 150 épidémiologistes et prévisionnistes; l'édition la plus récente a donné une projection médiane de 150 454 décès.
          
            Même ces chiffres reflètent un certain optimisme considérable quant à la réduction de l'impact de la maladie grâce à l'une des trois méthodes: les tests de masse, pour le moment encore un rêve lointain pour presque toutes les villes et tous les États; le traitement, où le plus proche d'un «médicament miracle» est le remdesivir, qui n'améliore pas statistiquement le taux de mortalité de ceux qui le prennent; ou un vaccin, qui, selon le calendrier le plus optimiste absolu, ne serait prêt qu'à l'automne. En l'absence de percées dans l'un de ces trois domaines, les calculs semblent considérablement plus sombres: étant donné que nous ne sommes qu'à environ un dixième du chemin de l'immunité collective, nous nous attendrions, probablement, à dix fois plus de décès que nous ne l'avons vu date, pour un total au nord de 600 000. Cela correspond à peu près à certaines projections basées sur les agents pour une «propagation non atténuée», y compris celle-ci, projetant un résultat médian de 556 807 décès (avec un sommet de 890 242).
          
            Selon toute vraisemblance, l'évolution future de la maladie ne suivra pas une trajectoire non atténuée - au moins une certaine quantité de tests supplémentaires nous permettra de contrôler la propagation un peu plus efficacement, et vraisemblablement des traitements arriveront qui diminueront au moins la létalité des la maladie quelque peu, sinon dramatiquement. Et il est donc possible, peut-être même probable, que nous ne dépassions pas à nouveau le pic de décès quotidiens atteint cette semaine, même après «l'ouverture» - que des directives de distanciation sociale, une réouverture progressive, de meilleures pratiques d'hygiène et l'amélioration des traitements empêcher le nombre total de cas à un moment donné de dépasser ce chiffre de 2 700 par jour. Mais bien qu'ils aient jusqu'à présent dominé les discussions sur l'état des COVID, les pics sont les plus importants lors de l'évaluation de la gravité ou de la gravité d'une crise médicale, et surtout de la meilleure façon de planifier et d'allouer les soins. Le volume total des cas est un signal beaucoup plus significatif en termes de bilan ultime de la maladie - c'est-à-dire non pas la hauteur de la courbe à son apogée mais la zone sous la courbe qui s'étire non seulement pendant l'été mais l'automne et peut-être jusqu'en 2021 et même 2022.
          
            Au cours des derniers mois, cette possibilité a souvent été décrite comme une «deuxième vague». Mais une telle vague ne serait pas le résultat d'une mutation de la maladie ou d'un effet de saisonnalité - le virus s'éteignant en été, pour revenir en rugissant pendant l'automne et la saison de la grippe. Ce serait à cause des choix humains de faciliter progressivement notre sortie de nos bunkers et de retourner à quelque chose qui ressemble plus à la vie «normale», même si peut-être 95% d'entre nous n'ont même pas encore été exposés. Ce serait moins comme une deuxième vague, en d'autres termes, que la rupture d'un barrage. Toutes ces personnes vulnérables à une infection potentielle et protégées par des mesures de quarantaine, exposées par le choix humain. "C'est le risque auquel nous sommes confrontés ici", a déclaré cette semaine l'ancien commissaire de la FDA, Scott Gottlieb, "que cela ne disparaisse pas vraiment parce que nous ne nous débarrassons pas de ce cycle. Que les mesures d'atténuation n'étaient pas assez robustes, aussi douloureuses qu'elles aient été, et nous continuons de nous étendre jusqu'à l'automne. »
          
            Un rapport publié jeudi par des épidémiologistes de l'Université du Minnesota était encore plus sombre, prévoyant que la maladie continuerait de se propager pendant 18 à 24 mois. Dans leur étude, les auteurs ont tracé trois pistes possibles: un scénario dans lequel la fin du verrouillage est suivie d'une série successive de pics plus petits, chacun produisant une ré-intensification des mesures d'atténuation; celui dans lequel la fin du verrouillage est suivie d'un pic encore plus grand l'automne et l'hiver prochains, bien au-delà de ce que nous avons vu jusqu'à présent; et un scénario de «combustion lente», dans lequel les mesures d'atténuation sont suffisamment efficaces pour modérer les pics futurs et éviter des arrêts supplémentaires, mais dans lesquelles il y a toujours des infections et des décès pendant une longue période.
          
            "Cette chose ne s'arrêtera pas tant qu'elle n'infectera pas 60 à 70% des gens", a déclaré l'un des principaux auteurs à CNN. "L'idée que cela va être fait défie bientôt la microbiologie." Le 30 avril, NBC News a rapporté que le gouvernement fédéral, tout en se montrant optimiste quant à l'évolution de la maladie, avait commandé 100 000 nouveaux sacs mortuaires.

Ce que les modèles de coronavirus ne peuvent pas voir

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