Waarom uitbraken zoals het coronavirus zich exponentieel verspreiden en hoe de stijgende lijn af te vlakken (flatten the curve)

OPMERKING
The Washington Post biedt dit verhaal gratis aan zodat alle lezers toegang tot deze belangrijke informatie over het coronavirus hebben. Meld u aan voor onze dagelijkse nieuwsbrief met updates over het coronavirus voor meer gratis verhalen.

COVID-19 is de ziekte die door de nieuwe familie van coronavirussen wordt veroorzaakt. Nadat het eerste geval in de Verenigde Staten was bevestigd, druppelden er langzaam berichten over meer besmettingen binnen. Twee maanden later zijn deze druppels in een stevige stroom veranderd.

[Read in English: Why outbreaks like coronavirus spread exponentially, and how to “flatten the curve”]

Beweeg met de muis om de ontwikkeling van het aantal gevallen in de loop van de tijd te bekijken.

Deze zogenaamde exponentiële curve baart deskundigen zorgen. Als het aantal gevallen elke drie dagen zou blijven verdubbelen, dan zouden er in mei ongeveer honderd miljoen mensen in de Verenigde Staten zijn besmet.

Dit getal is gebaseerd op berekeningen, niet op voorspellende gaven. Volgens deskundigen op het gebied van volksgezondheid kan de verspreiding worden afgeremd door 'social distancing'. Dit betekent dat mensen sociale afstand bewaren door openbare ruimtes te vermijden en zich in het algemeen minder te verplaatsen.

Als er geen maatregelen worden genomen om de verspreiding af te remmen, zal COVID-19 zich echter nog maandenlang exponentieel blijven verspreiden. We zullen simuleren hoe een fictieve ziekte zich binnen een populatie verspreidt om te laten zien waarom dit het geval is.

We noemen deze fictieve ziekte simulitis. Deze ziekte kan zich nog eenvoudiger dan COVID-19 verspreiden: wanneer een gezond persoon met een ziek persoon in contact komt, wordt de gezonde persoon ook ziek.

Bij een populatie van slechts vijf personen duurde het niet lang voordat iedereen simulitis had.

Uiteraard zullen mensen in het echte leven uiteindelijk genezen. Een genezen persoon kan geen simulitis doorgeven aan een gezond persoon en kan ook niet opnieuw ziek worden nadat hij of zij in contact met een ziek persoon is gekomen.

Laten we kijken wat er gebeurt als simulitis zich in een stad met 200 mensen verspreidt. We beginnen met een situatie waarbij iedereen in de stad zich op een willekeurige plek bevindt en alle personen zich willekeurig verplaatsen. We maken één persoon ziek.

Merk op dat de helling van de rode curve, die het aantal zieke personen weergeeft, snel stijgt als de ziekte zich verspreidt en vervolgens afneemt als mensen van de ziekte genezen.

Ons gesimuleerde dorp is klein (ongeveer zo groot als Whittier, Alaska). Daarom kon simulitis zich snel onder de hele bevolking verspreiden. In een land als de Verenigde Staten met 330 miljoen inwoners zou de curve voor een lange periode snel kunnen stijgen voordat de stijging gaat afnemen.

Als het om het echte COVID-19 gaat, dan is het doel om de verspreiding van het virus te vertragen voordat het een groot deel van de Amerikaanse bevolking besmet. Om de verspreiding van simulitis te vertragen, gaan we proberen een gedwongen quarantaine te creëren. Dit is vergelijkbaar met de maatregel die de Chinese overheid heeft opgelegd voor de provincie Hubei waar COVID-19 is ontstaan.

Oeps! Zoals gezondheidsdeskundigen al hadden verwacht, bleek het onmogelijk om de zieke inwoners volledig van de gezonde mensen af te sluiten.

Leana Wen, de voormalige commissaris voor volksgezondheid van de stad Baltimore, zei in januari het volgende tegen The Washington Post over de onhaalbaarheid van gedwongen quarantaines. "Veel mensen werken in de stad en wonen in omliggende provincies of andersom", zei Wen. "Worden mensen gescheiden van hun gezin? Hoe wordt elke toegangsweg geblokkeerd? Op welke manier kunnen bewoners aan noodzakelijke middelen komen?"

Of zoals Lawrence O. Gostin, hoogleraar wereldwijd gezondheidsrecht aan de Georgetown University, het verwoordde: "De realiteit is dat dit soort lockdowns zeer zeldzaam en nooit effectief zijn."

Gelukkig zijn er andere manieren om een uitbraak te vertragen. Gezondheidsdeskundigen hebben mensen vooral gestimuleerd om openbare bijeenkomsten te vermijden, vaker thuis te blijven en afstand tot andere personen te bewaren. Als mensen minder mobiel zijn en minder met elkaar omgaan, heeft het virus minder kans om zich te verspreiden.

Sommige mensen zullen er nog steeds op uit gaan. Mogelijk kunnen ze niet thuis blijven vanwege hun werk of andere verplichtingen, of misschien weigeren ze gewoon gehoor te geven aan de waarschuwingen met betrekking tot de volksgezondheid. Die mensen hebben niet alleen meer kans om zelf ziek te worden maar ook om simulitis te verspreiden.

Laten we kijken wat er gebeurt als een kwart van onze populatie zich blijft verplaatsen, terwijl de andere driekwart de strategie volgt die gezondheidsdeskundigen 'social distancing' noemen.

Het bewaren van sociale afstand zorgt ervoor dat nog meer mensen gezond blijven. Er kan worden voorkomen dat mensen naar openbare plekken gaan door ervoor te zorgen dat het onaantrekkelijk wordt om dit te doen.

"We kunnen het verlangen om naar een openbare plek te gaan controleren door openbare ruimtes te sluiten. Italië heeft alle restaurants gesloten. China sluit alles en ook hier worden momenteel zaken gesloten", zegt Drew Harris, onderzoeker op het gebied van volksgezondheid en universitair docent aan het Thomas Jefferson University College of Public Health. "Het verminderen van de mogelijkheden om samen te komen, zorgt ervoor dat mensen meer sociale afstand bewaren."

Om de situatie met meer sociale afstand te simuleren, zullen we kijken wat er gebeurt als niet een kwart van de populatie maar slechts een op de acht mensen zich verplaatst.

De vier simulaties die u zojuist hebt gezien - een volledig vrije situatie voor iedereen, een poging tot quarantaine, gematigde sociale afstand en verregaande sociale afstand - waren willekeurig. Dit betekent dat de resultaten uniek en afhankelijk zijn van het moment waarop u dit artikel leest. Als u omhoog scrolt en de simulaties opnieuw uitvoert, of als u deze pagina later opnieuw bezoekt, zullen de resultaten anders zijn.

Ondanks de verschillende uitkomsten zal gematigde sociale afstand meestal betere resultaten dan een poging tot quarantaine opleveren en verregaande sociale afstand levert in de meeste gevallen de gunstigste situatie op. Hieronder vindt u een vergelijking van de resultaten.

Afwerking simulaties ...

Simulitis is niet hetzelfde als COVID-19 en deze simulaties geven een zeer vereenvoudigd beeld van de complexiteit in het echte leven. Maar op dezelfde manier als simulitis zich verspreidt via de netwerken van stuiterende ballen op uw scherm, verspreidt COVID-19 zich binnen menselijke netwerken, landen, steden, werkplekken en families. En net als een bal die over het scherm stuitert, kan het gedrag van één persoon een domino-effect veroorzaken dat invloed heeft op mensen die zich op grote afstand bevinden.

In één cruciaal opzicht zijn deze simulaties echter volledig anders dan de werkelijkheid: in tegenstelling tot simulitis, kan COVID-19 dodelijk zijn. Het exacte sterftecijfer is niet bekend, maar het is duidelijk dat de oudere leden van onze gemeenschap het grootste risico lopen om aan COVID-19 te sterven.

"Om de simulatie realistischer te maken," zei Harris na het zien van een voorvertoning van dit artikel, "zullen een aantal van de stuiterende ballen naar verloop van tijd moeten worden verwijderd."

Harry Stevens

Harry Stevens werkt sinds 2019 als grafisch verslaggever bij The Washington Post.

Over dit artikel

De gegevens voor de grafiek bovenaan dit verhaal, die het aantal gemelde gevallen in de Verenigde Staten weergeeft, zijn verzameld door het Johns Hopkins University Center for Systems Science and Engineering en kunnen op GitHub worden gedownload. Waarschijnlijk is het aantal daadwerkelijke gevallen in de VS veel hoger vanwege problemen met de test voor het coronavirus en omdat veel gevallen zo mild zijn dat besmette personen ervoor kiezen om niet naar een dokter of ziekenhuis gaan.

Share
Support the work of our journalists with a subscription to The Post.

All-Access

Get one year for $29

Subscribe

Premium

Get one year for $39

Subscribe
View more offers Already a subscriber? Sign in