Sars2-koronavirus elektronimikroskopiakuvassa . Kuva: NIAID / Wikimedia Commons

Kaksi viikkoa sitten eräs alani merkittävimmistä tutkijoista kuoli. Lordi May, Oxfordin paroni, tai tuttavallisemmin Bob May, kuoli 84 vuoden iässä. Bob May oli yksi kaikkien aikojen merkittävimmistä ekologeista, joka tunki lusikkansa useaan soppaan: hän oli mukana niin luomassa sukupuuttovelan käsitettä kuin tiettävästi ensimmäinen tieteellinen neuvonantaja, joka on tokaissut bullshit Iso-Britannian kabinetin kanslian kokouksessa. May oli koulutukseltaan fyysikko ja lopulta tiedeneuvonannon asiantuntija, ja siinä välissä loi vankan perustan tautiekologialle ja loisten evoluution tutkimukselle yhdessä Roy Andersonin kanssa.

Osaan ulkomuististani valita tautiekologin tarvitsemat perusviitteet vaikka Anderson & May tai May & Anderson -yhdistelmillä on useita julkaisuja 70-luvulta 90-luvulle. Andersonin ja Mayn vuonna 1991 kirjoittama Infectious Diseases of Humans on yhä ajankohtainen, sillä se käsitteli muun muassa tartuntaverkostojen vaikutusta taudin leviämiseen.

 

 

Koronaviruksen leviämistä mallinnetaan monin tavoin. Merkittävä osa malleista, kuten THL:n käyttämät mallit, ovat osastoituja malleja, kuten SIR-malleja, tai näiden johdannaisia. Epidemiologiset mallit ovat aina yksinkertaistuksia todellisuudesta, joten niiden rakentamisessa pitää osata valita mallin tavoitteiden suhteen olennaiset piirteet.

SIR-mallit yksinkertaisimmillaan perustuvat ajatukselle, että populaatiossa, eli tutkittavassa yksilöryhmässä, jokainen yksilö kohtaa yhtä suurella todennäköisyydellä kunkin toisen yksilön. Tämä ei tietenkään ole realistinen oletus esimerkiksi maanlaajuisissa malleissa: esimerkiksi minä kohtaan suuremmalla todennäköisyydellä puolisoni kuin kotkalaisen merimiehen.

Parilla tavalla voidaan helposti lisätä mallien realistisuutta: maantieteellisellä rajauksella ja eri ikäryhmien kohtaamisilla. Esimerkiksi norjalaiset terveysviranomaiset mallintavat koronavirusepidemiaa siten, että jokainen kunta on oma mallinsa ja näistä rakennetaan yhteismalli, johon otetaan huomio kännyköiden sijaintitietoon perustuva liike Norjan kuntien välillä. Lähes joka maassa mallinnuksessa otetaan huomioon kunkin maan ikäjakauma ja eri ikäryhmien kohtaamiset toisiinsa. Tämä on olennaista, sillä ihmiset kohtaavat eniten itsensä ikäisiä ihmisiä, ja tällä on merkittävä vaikutus miten tauti leviää eri ikäryhmissä.

Vaikka mallintaisimme kuntatasolla ja yleiset ikäryhmien kontaktit huomioon, olemme kaukana todellisuudesta. Erityisesti jätämme huomioimatta erään merkittävän tekijän: ihmisten kontaktimäärät muiden ihmisten kanssa vaihtelevat merkittävästi. Toiset kohtaavat päivittäin useita ihmisiä, toiset taas harvempia ja nekin niitä samoja vanhoja naamoja. Kohtaamisten määrät tietenkin vaikuttavat yksilöllisiin tartuntatodennäköisyyksiin. Äärimmäinen esimerkki kohtaamisten merkityksestä voisi olla superleviäminen, josta kirjoitin aikaisemmin. Tällöin yksi ihminen tartuttaa taudin hyvin monelle ihmiselle.

Viime päivinä on käyty tieteellistä keskustelua suhteellisen paljon siitä, miten sosiaaliset verkostot vaikuttavat koronaviruksen leviämiseen. Populaarikeskusteluun tämä vaikuttaa siivilöityvän väitteenä siitä, että koska sosiaaliset verkostot vaihtelevat, laumasuoja koronavirusta kohtaan voi syntyä jo kun 10 prosenttia ihmisistä on sairastanut taudin - eikä siis aiemmin mainittu 70 prosenttia.

Tilanne ei ole kuitenkaan niin yksinkertainen.

 

Teoreettinen tausta sosiaalisten verkostojen vaikutuksesta tautien leviämiseen on selkeä. Tässä on keskeisessä roolissa kontaktien määrän heterogeenisuus. Jos kontaktien määrä on homogeeninen, kaikki yksilöt kohtaavat saman verran muita yksilöitä. Jos kontaktien määrä on taas hyvin heterogeeninen, jotkut kohtaavat huomattavan paljon enemmän muita yksilöitä kuin toiset. Esimerkki: jos työpaikalla jaan työhuoneeni kuuden kollegan kanssa ja käymme vielä yhdessä lounaalla ja sitten palaamme kukin kotiimme, jossa on puoliso ja yksi lapsi, sosiaalinen verkostomme on homogeeninen. Jos työpaikalla kukin istuu omissa huoneissaan ja kohtaa vain yksi tai kaksi työkaveria päivittäin kahviautomaatilla, paitsi tiimien päällikköt, jotka palaveeraavat noin joka toisen tiiminsä henkilön kanssa päivittäin ja Tero, joka käy juoruamassa päivittäin jokaisen kanssa, kontaktiverkosto on heterogeeninen. Heterogeenisissa kontaktiverkostoissa osa yksilöistä levittää taudinaiheuttajaa eteenpäin usealle ihmiselle, kun taas suuri osa yksilöistä on umpikujia, joista tauti ei leviä eteenpäin, tai leviää hyvin harvalle.

Viime päivinä useampi tutkimus on nostanut esille sosiaalisten verkostojen merkityksen. Lyhyesti: mitä heterogeenisempi kontaktiverkosto on, sitä harvemman pitää saada tartunta, jotta taudin leviäminen pysähtyy. Tämä johtuu siitä, että yksilöt, joilla on paljon kontakteja saavat todennäköisesti taudin aiemmin kuin yksilöt, joilla on vähän kontakteja. Kun he ovat saaneet taudin ja kehittäneet vastustuskyvyn, he eivät enää leviä tautia eteenpäin. Käänteinen ilmiö on, että hyvin homogeenisissa tartuntaverkostoissa tartuntojen aiheuttama laumasuoja on huomattavasti korkeammalla tasolla kuin rokotuskattavuuden aiheuttama laumasuoja.

Viruksen luonnollinen leviäminen heterogeenisessä verkostossa kohdistaa immuniteetin paremmin kuin rokottaminen. Rokotukset ovat useimmiten satunnaisia, koska emme voi tietää ketkä ovat keskeisiä tartunnan saajia ja levittäjiä. Tartunnan kautta syntynyt immuniteetti puolestaan on paremmin kohdistunut, koska tartunnan saaneet ovat keskeisimpiä tartunnan levittäjiä. Homogeenisessä ympäristössä puolestaan syntyy päinvastainen ilmiö, koska tartunnan leviäminen hidastuu huomattavasti myöhemmässä vaiheessa.

Heterogeeniset verkostot puhuvat tartunnan voimakkaan rajoittamisen puolesta: kun ensimmäisten joukossa koronavirustartunnan saavat "keskeiset" yksilöt, viruksen seuraavan leviämisen aikana he ovat pois pelistä. Tämä tarkoittaa, että kun rajoituksia puretaan, vain harva tulee saamaan tartunnan. "Toinen aalto" on siis pienempi, koska ensimmäinen aalto painettiin alas, kun vain "keskeiset" yksilöt saivat tartunnan.

 

Näin malli sanoo - mutta miltä todellisuus näyttää?

Käytännön havaintoja sosiaalisten verkostojen vaikutuksesta ihmisten tautien leviämisestä on toistaiseksi vähänlaisesti. Pääosa empiirisestä tiedosta tulee kahdesta eri ryhmästä: rokottamattomuudesta ja seksitaudeista.

Olen aiemmin kirjoittanut siitä, kuinka rokottamattomat ihmiset nimittäin usein hakeutuvat toistensa seuraan tai rokottamattomuus on yleistä tietyillä alueilla tai sosiaalisissa ryhmissä. Esimerkkeinä tästä toimii esimerkiksi antroposofiset yhteisöt, amishit tai Pietarsaari. Kontaktiverkostot ovat näissä tapauksissa hyvin heterogeenisiä, koska rokotetuilla ihmisillä ei käytännössä merkittäviä kontakteja ole, kun taas rokottamattomilla niitä on erityisen paljon. Tämä tarkoittaa, että yksittäisen tautitapauksen aiheuttama riski epidemian syntymiselle on huomattavasti normaalia suurempi.

Seksitaudeissa sosiaalisten verkostojen merkitys korostuu, koska monilla tartuttavien kontaktien, eli seksikumppanien, määrä on vähäinen, ehkäpä noin yksi, kun taas toisilla se voi olla paljon isompi. Seksitautien leviämisen suhteen kontaktiverkosto on hyvin heterogeeninen. Tämä myös tarkoittaa, että testausta ja valistusta turvallisesta seksin harjoittamisesta kannattaa kohdistaa etenkin niihin, jotka harrastavat usein seksiä eri ihmisten kanssa.

Olennainen kysymys onkin: onko hengitystievirusten leviämisen kannalta kontaktiverkosto homogeeninen vai heterogeeninen? Harmillista kyllä, tunnemme heikosti miten hengitystiesairauksia aiheuttavat virukset leviävät. Se minkä pystymme jotenkin arvioimaan on, että kuinka paljon ihmiset kohtaavat toisiaan, mutta on vaikea tietää mitkä näistä kohtaamisista ovat tartunnan kannalta merkityksellisiä kohtaamisia. Kahteen edeltävään esimerkkiin, seksitauteihin ja rokottamattomuuteen, verrattuna hengitystievirusten tartuntaverkosto ovat todennäköisesti huomattavasti homogeenisempiä.

Lisäksi kohtaamiset ovat vain yksi osa tartuntaverkostojen heterogeenisuutta: ihmisten biologiset ominaisuudet, kuten viruksen erittäminen tautia sairastaessa tai riski saada tartunta vaihtelevat. Emme osaa vielä oikeastaan arvioida kuinka suuren osa pelkästään kohtaamisten määrä oikeastaan pystyy selittämään koronaviruksen tartunnoista tai kuinka paljon tartunnoista riippuu biologisesta vaihtelusta. Erityisesti emme tiedä ovatko he, jotka ovat herkkiä saamaan taudin, myös parempi tartuttamaan tautia eteenpäin.

Suoremmin sanottuna: meillä ei ole todistusaineistoa siitä, että koronaviruksen tartunnan kannalta olennaiset sosiaaliset verkostot olisivat heterogeenisia.

Kunkin indeksitapauksen, eli tunnettujen tartuntaketjujen ensimmäisten tartuttajien, aiheuttamat tartuntojen määrät ovat suhteellisen epätasaisesti jakautuneita. Toisaalta tartuntaketjujen jäljityksestä ei ole niinkään paljastunut superlevittäjäyksilöitä, vaan superleviämisympäristöjä, kuten häitä, hautajaisia ja syntymäpäiväjuhlia, ja paikkoja, kuten työpaikkoja, vankiloita, sairaaloita tai risteilyitä. Näissä kohtaamiset ovat varmaankin melko homogeenisia - esimerkiksi sosiaalisista verkostoista kouluympäristössä aiemmin kerätty aineisto viittaa, että kohtaamiset ovat jopa hyvin homogeenisia. Jos leviäminen liittyy paikkaan, eikä yksilöön, leviäminen voi olla hyvinkin homogeenistä. Edelleen: jos yksilöiden kontaktiverkostot muuttuvat ajassa paljon niin tämä vähentää heterogeenisuutta.

 

Mitä tästä pitäisi päätellä? Vaikuttavatko sosiaaliset verkostot oletuksiimme koronaviruksen leviämisestä?

Selvää mielestäni on, että joissain ympäristöissä, kuten palvelutaloissa, hoitokodeissa, kouluissa ja ahtailla työpaikoilla, koronavirus leviää suhteellisesti laajemmalle kuin laumaimmuniteetin raja-arvo voisi olla, jos koronavirus näissä pääsee leviämään.

Siitä, miten heterogeenisillä kontaktiverkostoilla tartunnan leviämistä voi rajata, on vähän esimerkkejä. Oikeastaan missään, jossa virus on päässyt leviämään suhteellisen laajalti, ei ole pystytty suojaamaan riskiryhmiä. Taudin leviäminen nuorten keskuudessa ei siis myös vaikuta suojaavan riskiryhmiä. Heterogeenisuuden kannalta ongelmallista on myös, että riskiryhmään kuuluminen - etenkin iän kannalta - tarkoittaa, että riskiryhmäläiset lähinnä kohtaavat toisia riskiryhmäläisiä. Tämä tarkoittaa, ettei tässä joukossa niin todennäköisesti pääse syntymään laumasuojaa.

Rajoitustoimet puolestaan luultavasti osuvat epätasaisesti kaikkiin yksilöihin. Jos "ihmiset joilla on paljon kontakteja muiden ihmisten kanssa" ovat koronavirusta erityisesti levittäviä, heistä osaan rajoitustoimet varmaankin vaikuttavat, osaan taas ei. Lääkärit, sairaanhoitajat, kaupankassat, opettajat ja taksikuskit kohtaavat paljon ihmisiä, koska heillä ei ole vaihtoehtoja. Toisaalta rajoitusten purku - kuten esimerkiksi etätöiden lopettaminen - muuttaa monien ihmisten kontaktien määrää hyvin korkeaksi.

Tässä vaiheessa meidän on vaikea kohdistaa rajoitustoimia tehokkaasti, koska emme tiedä riittävästi. Tavoitteena on ylipäänsä vähentää kohtaamisia, joten tartuntoja on mahdollisimman vähän. Käytännön seurauksena voi olla, että jonkun rajoitustoimen vaikutus voi olla paljon odotettua suurempi, koska se vaikuttaa suureen määrään kontakteja. Tämä vaikutus voi olla tietenkin molempiin suuntiin: rajoitustoimi vähentää leviämistä yllättävän paljon, kun se otetaan käyttöön, mutta kun se poistetaan, virus voi alkaa levitä taas nopeasti.

Toistaiseksi siis: sosiaalisten kontaktiverkostojen vaihtelu on hyvä pitää mielessä, mutta emme vielä oikeastaan tiedä miten se vaikuttaa koronavirusepidemiaan.

Kommentit (1)

Enoleluotettavalähde
2/1 | 

Kiitos harhaluulojen kumoamisesta. Me emme tiedä tulevaa kehitystä eikä arveluihin voida luottaa.

Laumasuojan hakeminen sairastamalla (Giesecke, THL) on arpapeliä kuoleman kanssa ja se pitää lopettaa nyt.

Maskit kaikille heti. Ei maksa paljoa mutta tutkitusti(!) alentaa tartuntojen määrää verrattuna samaan populaatioon ilman maskia. Virus pitää pysäyttää.

Kyllä, olen riskiryhmää enkä halua, en ansaitse kuolla väärän ja harhaisen "tieteen" takia. Eivät myöskään vaimoni, äitini, veljeni, ...

Sisältö jatkuu mainoksen alla
Sisältö jatkuu mainoksen alla
Seuraa 

Kaiken takana on loinen

Tuomas Aivelo on ekologian ja evoluutiobiologian tutkijatohtori Helsingin yliopistossa. Hän karkaa arjestaan tutkimaan Helsingin viemärirottia, punkkeja ja metsämyyriä Alpeille, pohtimaan biologian oppimista tai ihan vain ihastelemaan loisia.

Teemat

Hae blogista

Blogiarkisto

2018
2017
Heinäkuu
2016
2015
2014
Sisältö jatkuu mainoksen alla