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数理モデルから分析!新型コロナウイルス感染症の施策

2021年5月号
数理モデルを利用した新型コロナウイルス感染症の流行分析の画像
2021年3月26~29日にオンラインで開催された日本薬学会第141年会。中でも多くのオーディエンスを集めた話題の演題、数理モデルで新型コロナウイルスの流行状況の特徴を明らかにする疫学研究に取り組んでいる西浦博氏(京都大学大学院医学研究科 社会健康医学系専攻 教授)の発表を取材した。

2020年初期の二次感染の調査

「数理モデル」とは、現実のデータを理解・活用するために生み出された様々な数理的な手段の総称である。新型コロナウイルス感染症においては、本講演演者の西浦博氏を中心に、数理モデルの観点から分析されている。
遡ること1年3カ月、日本で新型コロナウイルス感染症のクラスター対策班が設置されて数日後の2020年2月27日、日本の感染者が何人の二次感染を引き起こしたか(他者に感染させたか)、という分布が西浦氏から対策班に示された。感染者の多くは0人、つまり自身は感染したものの他者へは感染させていないという結果だった。一方で、12人もの二次感染を引き起こした感染者もいた。また、二次感染のほとんどは、屋内の閉鎖空間に他者と一定時間滞在していたケースで発生したことが分かった。
この結果は「新型コロナウイルスの感染流行への対策として、日本の人口全体に均一に実施してもあまり効率的ではないことを示している」と西浦氏は語る。感染者全体ではなく、二次感染を多数引き起こしたケースの特徴を掴み対策することが重要という。この考えのもと、屋内空間(カラオケボックス、接待飲食店、居酒屋、フィットネスクラブ、医療・介護施設)の二次感染が集中的に予防されることになった。今では誰もが知っているであろう「三密(密閉、密集、密接)」という用語が発せられたのはこの頃からだ。
日本で最初の大きなクラスターは、2020年1月18日に東京都の屋形船の中で発生し、その後、その家族に感染が確認された。また直後に別のケースとして病院内でのクラスターが報告された。これらのクラスターについて、西浦氏らが症状の有無別に二次感染を追跡した結果、無症状の感染者が症状のある感染者に比べてどの程度感染させるかという割合は0.27倍だった。この結果から、無症状の感染者は流行確率には大きな影響を与えないという評価がなされた。

実効再生算数による 東京都と大阪府の評価

新型コロナウイルスの数理モデルでキーワードとなる「実効再生算数」。実効再生算数とは、1人の感染者から何人に感染が広がるかを示した数値で、1未満であれば感染者数は減少傾向にあるといえる。

東京都の実効再生算数

西浦氏によれば、2020年冬から春の外出自粛前の期間、2月17日から3月25日までの実効再生算数は平均で1.73だった。3月25日は、感染爆発の重大局面であるとして東京都知事から週末の不要不急の外出自粛要請が発表された日。外出自粛要請がなされた3月25日から4月7日までの期間の実効再生算数は0.82、緊急事態宣言が発令された4月7日から解除された5月25日までの実効再生算数は0.59と、1を下回る数値が維持された(表1)。

表1 2020年2月~5月の東京都における実効再生算数と感染関連政策
期間 実効再生算数
(期間中平均、推定値)
主に期間中に実施された政策等
2月17日~3月25日 1.73 小中高校の休校要請など
3月25日~4月7日 0.82 初の外出自粛要請
4月7日~5月31日 0.59 緊急事態宣言発令

西浦氏の発表をもとに作成

大阪府の実効再生算数

2020年2月下旬から4月上旬までは実効再生算数が1を超える日が多かったが、週末の外出自粛が強く呼びかけられた4月3日から緊急事態宣言が解除される5月21日までの期間中は、実効再生算数は1未満を維持していた。宣言解除後、実効再生算数は1を超える急上昇を見せ、小刻みに1をまたいで上昇と下降を繰り返し、6月中旬から1を超える日が続いた。7月下旬に緩やかな下降で1を下回ったが、8月31日からの数日間で1を再び超えた(図)。

図 2020年2月~9月の大阪府における実効再生算数と感染関連施策
実効再生算数の推移(2020年)
2020年2月~9月の大阪府における実効再生算数と感染関連施策の画像

Nakajo K et al. J. Clin. Med. 2021, 10(6), 1256より作成

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