Jeudi 29 Octobre 2020

À quoi ressembleront 5 modèles de coronavirus le mois prochain


Au cours des dernières semaines, nous nous sommes tous un peu familiarisés avec les modèles épidémiologiques. Ces calculs, qui permettent d'estimer le nombre de personnes susceptibles de tomber malades, d'avoir besoin d'un lit d'hôpital ou de mourir d'un coronavirus, guident la politique publique - et nos attentes quant à l'avenir.

Mais si vous regardez les modèles, ils ne sont pas vraiment d'accord.

À quoi ressembleront 5 modèles de coronavirus le mois prochain

Décès de coronavirus aux États-Unis selon cinq prévisions différentes

Les décès signalés sont des moyennes mobiles sur 7 jours. Les lignes diffèrent quant à l'inclusion d'environ 5 000 décès probables à New York. Dernières projections de modèles pour le nord-est, I.H.M.E. et M.I.T. sont le 21 avril; Columbia est le 19 avril; Imperial est le 13 avril.

Le graphique ci-dessus comprend cinq prédictions des principaux modèles de décès par coronavirus aux États-Unis jusqu'au 30 mai, la plupart normalisées et compilées par une équipe de l'Université du Massachusetts à Amherst.

Vous verrez des différences quant à la hauteur probable du pic de décès et à la distance qui nous sépare d'un tel pic.

La plupart des modèles présentés ci-dessus prédisent que le pays a actuellement dépassé ou atteint le nombre maximal de décès pour cette vague de l'épidémie, en supposant que les restrictions actuelles ne sont pas assouplies. Mais ils estiment une gamme de décès totaux - 60000 à 100000 - jusqu'au 23 mai.

Ces modèles utilisent différentes techniques pour projeter l'avenir. Mais la plupart d'entre eux partagent une hypothèse de base importante: ils sont construits autour de la notion que le régime actuel d'ordres de maintien à domicile et de distanciation sociale se poursuivra. Et presque tous ont coupé leurs prévisions après deux mois ou moins, même si les épidémiologistes croient que la pandémie de coronavirus sera avec nous bien plus longtemps.

Quelle que soit la qualité des stratégies mathématiques des modélisateurs, de nombreux faits descriptifs sur le virus ne sont toujours pas clairs. Les chercheurs ne sont pas sûrs du taux de mortalité des personnes infectées ou du taux de transmission à d’autres personnes. Ils ne savent pas avec certitude combien de personnes ont déjà été infectées et sont immunisées contre la maladie - ni combien de temps durera cette immunité. Même le nombre de décès par coronavirus lui-même est incertain.

En plus des défis habituels, les modèles ont récemment été invités à faire face à une révision importante du nombre de décès qui seraient dus au coronavirus à New York.

Plusieurs épidémiologistes ont déclaré qu'il était difficile de s'attendre à ce que les modèles offrent des prévisions précises à ce stade car ils reposent sur des données aussi incertaines. «C’est comme essayer de réparer une voiture alors qu’elle est toujours en marche», a déclaré Andrew Noymer, professeur agrégé de santé publique à l’Université de Californie à Irvine.

L'éventail des possibilités dans les projections de décès peut être large

Les décès signalés sont des moyennes mobiles sur 7 jours. Les lignes diffèrent quant à l'inclusion d'environ 5 000 décès probables à New York. M.I.T. calculé les intervalles de confiance, mais a choisi de ne pas les inclure.

Le modèle le plus fréquemment cité par la Maison Blanche provient de chercheurs du Institut de métrologie et d'évaluation de la santé à l'Université de Washington. Il fait ses estimations en comparant la trajectoire récente du coronavirus aux États-Unis avec celle de pays plus avancés dans leurs épidémies. Cette méthode leur permet d'estimer une trajectoire sans avoir à connaître trop de faits sur la maladie elle-même. Ce modèle a eu tendance à être moins pessimiste que les autres au cours des prochains mois; la Maison Blanche a cité son estimation d'environ 60 000 décès au cours des prochains mois. Les épidémiologistes ont critiqué haut et fort sa conception.

Les autres modèles, y compris ceux de Université du nord-est et Columbia University, qui reposent sur la théorie épidémiologique, utilisent des estimations de la contagion du virus, du temps nécessaire à la guérison et de la proportion de personnes infectées présentant différents facteurs de risque qui développeront une maladie grave ou mourront. En théorie, ces méthodes sont plus précises, car elles sont construites autour de la manière dont les maladies se propagent et tuent les gens dans différentes circonstances. Mais parce que ces modèles reposent tous sur une base fragile de connaissances sur le virus, plusieurs d'entre eux sont également en conflit avec les décomptes récents, et leurs projections varient.

"Nous voulons qu'ils fournissent plus d'informations qu'ils ne le peuvent", a déclaré Jeffrey Shaman, co-auteur du modèle Columbia, qui a déclaré que les modèles étaient toujours utiles pour montrer une gamme de ce qui pourrait arriver. "Nous avons l'incertitude au-dessus de l'incertitude au-dessus de l'incertitude."

Mais ils restent le meilleur guide, car les décideurs et les cadres des hôpitaux essaient de planifier le nombre de lits d'hôpital ou de ventilateurs - ou la capacité de morgue - dont ils ont besoin. Cela ne signifie pas que les modèles ont été aussi utiles que les décideurs politiques le souhaiteraient: New York s'est appuyée sur des modèles qui lui ont dit de créer une capacité de lit et de ventilation bien supérieure à ce dont il s'est avéré nécessaire.

Chercheurs au Los Alamos National Labont publié un modèle avec des prévisions au niveau de l'État qui supposent que les interventions de distanciation sociale se poursuivront. Leurs prévisions pour l'État de New York incluent un large éventail de possibilités, y compris des totaux cumulés de moins de 25 000 décès et de plus de 60 000 décès à la fin du mois de mai. Quatre des autres modélisateurs publient des estimations pour chaque État ainsi que pour la nation dans son ensemble.

Décès de coronavirus dans l'État de New York selon cinq prévisions différentes

Les décès signalés sont des moyennes mobiles sur 7 jours. Les lignes diffèrent quant à l'inclusion d'environ 5 000 décès probables à New York. Modèle Los Alamos disponible uniquement au niveau de l'État. Columbia, Los Alamos et Northeastern comprennent des intervalles de 80%. I.H.M.E. montre un intervalle de 95%. M.I.T. calculé les intervalles de confiance, mais a choisi de ne pas les inclure.

Nicholas Reich, un biostatisticien qui dirige un laboratoire de prévision de la grippe saisonnière à l'Université du Massachusetts à Amherst, a déclaré qu'il était important de collecter les résultats de tous les modèles, en raison de l'incertitude entourant toutes les projections.

«Si vous ne regardez qu’un modèle, vous ne voyez pas toute la diversité de ce qui pourrait arriver», a déclaré M. Reich, qui dirige l’équipe qui a agrégé les données.

Comment les différentes projections de décès aux États-Unis ont changé au fil du temps

Les décès signalés sont des moyennes mobiles sur 7 jours. Les lignes diffèrent quant à l'inclusion d'environ 5 000 décès probables à New York.

Un examen de tous ces modèles montre à quel point ils s'adaptent aux nouvelles informations. Les projections changent, à mesure que les nouveaux décomptes et les recherches en santé publique les rapprochent de la compréhension du comportement de la maladie et des personnes qu'elle affecte. La plupart des projections ont réduit leur nombre attendu de cas et de décès dans les semaines à venir.

Bien que certains politiciens aiment traiter les modèles comme précis, ils incluent tous de larges bandes d'incertitude autour de leurs principales projections. Dans certains cas, les chiffres réels se sont retrouvés en dehors de ces plages plus souvent qu'ils ne le devraient, signe que les modélisateurs ont sous-estimé le peu qu'ils savent.

Samuel Clark, démographe à l'Ohio State University, dit qu'il a suivi de près le modèle depuis collège impérial de Londres pour une idée de la façon dont l'épidémie pourrait répondre à différents scénarios, mais il ne s'attend pas actuellement à ce que l'un des modèles fonctionne comme des boules de cristal.

"Ils fondent leur modèle sur très peu de données, et à cause de cela, vous avez une très grande incertitude", a déclaré M. Clark.

Des erreurs peuvent provenir de défauts méthodologiques dans les modèles. Et ils peuvent provenir d'erreurs dans les hypothèses sur la maladie, comme son taux de mortalité. Mais ils peuvent aussi venir parce qu'aucun modèle mathématique ne peut être sûr des mesures que les gouvernements et les individus prendront face à une épidémie prolongée.

À l'heure actuelle, la plupart des États ont imposé une certaine forme d'ordre de séjour à domicile, et plusieurs villes ont exigé que les gens portent des masques lorsqu'ils travaillent et font leurs courses. Ces types de mesures sont conçues pour ralentir la propagation du virus, pour parvenir à une réduction des cas et des décès que tous ces modèles attendent.

Mais la Maison Blanche a déjà commencé à préparer les États à assouplir ces restrictions une fois que les cas seront suffisamment bas. Une fois que le comportement change, la propagation de la maladie est également susceptible de changer, ce qui signifie que tous les modèles devront être recalibrés. Les équipes de l'Imperial College London et de la Northeastern University ne publient des projections que dans une semaine environ, car leurs chercheurs craignent que les politiques et les normes ne changent rapidement.

leColumbia University modèle essaie d'anticiper ces différents futurs possibles. Dans nos graphiques ci-dessus, nous avons montré la sortie du scénario moyen de la plage. Mais le modèle a trois résultats, basés sur différentes estimations de la quantité de gouvernements et de personnes qui travailleront pour réduire les contacts sociaux lorsqu'ils constatent une augmentation des cas confirmés.

  

  Les décès signalés sont des moyennes mobiles sur 7 jours. Les lignes diffèrent quant à l'inclusion d'environ 5 000 décès probables à New York.

Dimitris Bertsimas, co-auteur d'un modèle du Massachusetts Institute of Technology, a déclaré que son équipe avait refusé de faire des prévisions à très long terme, compte tenu de l'incertitude politique.

"Nous sommes raisonnablement certains que, jusqu'au 15 juin environ, des mesures importantes seront prises" pour contenir la propagation du virus, a déclaré M. Bertsimas, doyen adjoint de l'analyse commerciale à la Sloan School of Management de M.I.T. "Après cela, Dieu sait."