Kännykät ja K-luku kertovat pahimmat tartuntapaikat

Kuukausia epidemian etenemistä on kuvattu R- eli tartuttavuuslukukäyrillä. Ehkä pandemiatoimista päättämisessä tarvittaisiin pikemminkin K-lukua eli tartuntojen hajontaa kuvaavaa tietoa. Tästä on saatu nyt uutta tietoa tutkimuksesta, jossa seurattiin miljoonien kännykänkäyttäjien liikkeitä.

Kuukausia epidemian etenemistä on kuvattu R- eli tartuttavuuslukukäyrillä. Ehkä pandemiatoimista päättämisessä tarvittaisiin pikemminkin K-lukua eli tartuntojen hajontaa kuvaavaa tietoa. Tästä on saatu nyt uutta tietoa tutkimuksesta, jossa seurattiin miljoonien kännykänkäyttäjien liikkeitä.

Shutterstock

Muistatko punaisen ja vihreän käyrän?

Koronapandemian hoitamisessa on alusta alkaen pyritty pitämään tartuntojen määrä matalan vihreän käyrän mukaisena. Tavoitteena on ollut painaa tartuttavuusluku R alle yhteen, mikä tarkoittaisi, että potilaat tartuttaisivat keskimäärin alle yhden ihmisen.

R on erittäin hyödyllinen arvioitaessa, kuinka pitkälle epidemia on edennyt, mutta sillä ei pötkitä kovin pitkälle.

Siksi tutkijat ovatkin yhä enemmän kiinnostuneita niin sanotusta hajontaluvusta K, joka paljastaa pandemian dynamiikan – ja koronaviruksen mahdolliset heikkoudet.

Äskettäin julkaissussa tutkimuksessa on selvitetty hajontaluvun ja matkapuhelintietojen perusteella, missä ovat pahimmat tartuntariskialueet ja missä rajoituksista on eniten hyötyä.

K piirtää todellisen kuvan tartunnoista

COVID-19-taudin kohdalla tartuttavuusluku R on tavallisesti 2–6.

Grafiikka osoittaa ihmisten väliset tartunnat

Grafiikka osoittaa R:n, jos jokainen tartunnan saanut tartuttaa kolme muuta. Luku on helposti ymmärrettävä, mutta se ei anna koronapandemian leviämisestä oikeaa kuvaa, koska vain harva tartunnan saanut todellisuudessa tartuttaa COVID-19-taudin kolmeen muuhun. Moni ei tartuta ketään, kun taas pieni ryhmä ihmisiä tartuttaa useita muita.

© Adam Kleczkowski

Tosiasiassa 19 prosenttia tartunnan saaneista aiheuttaa 80 prosenttia uusista tartunnoista, kun taas noin 69 prosenttia tartunnan saaneista ilmeisesti ei lainkaan levitä tartuntaa eteenpäin.

Tässä kuvaan astuu K.

Jos kaikki COVID-19-potilaat asetetaan järjestykseen sen mukaan, kuka on tartuttanut eniten, K kertoo, kuinka monta ihmistä järjestyksessä keskimmäinen on tartuttanut.

Grafiikka osoittaa tartuntojen leviämisen ihmisten välillä

Kaavio esittää tilannetta, jossa K on 3. Käytännössä luku tarkoittaa sitä, että jos COVID-19-taudin kantajat seisoisivat rivissä järjestyksessä niin, että toisessa päädyssä olisi eniten toisia ihmisiä tartuttanut ja toisessa vähiten tartuttanut, keskimmäinen olisi tartuttanut kolme muuta. Tämä antaa totuudenmukaisemman kuvan tartuntojen leviämisestä, sillä mallissa otetaan huomioon se, etteivät kaikki tartuta ketään muuta. Korkea K, esimerkiksi 3, on tyypillinen tilanteessa, jossa myös R-luku on korkea.

© Adam Kleczkowski

COVID-19-taudissa K on erittäin alhainen, noin 0,1, todetaan uudessa tutkimuksessa. Se tarkoittaa, että mediaani – se, kuinka monta ihmistä rivin keskimmäinen on tartuttanut – on selvästi alle 1. Luku paljastaa, että tietyt henkilöt rivin toisessa päässä tartuttavat suhteettoman paljon ihmisiä. Esimerkiksi espanjantaudissa K oli noin 1.

Grafiikka osoittaa tartuntojen leviämisen ihmisten välillä

Tässä nähdään, mikä tilanne on, kun hajontaluku K on alle 1. Grafiikka piirtää totuudenmukaisimman kuvan siitä, miten COVID-19-tauti leviää, nimittäin ryppäinä. Yksittäiset ihmiset tartuttavat erittäin monia epäonnisissa olosuhteissa, joissa yhdistyy monta riskitekijää, kuten suuri määrä ihmisiä, ahdas tila tai oireettomana virushiukkasia runsaasti levittävä henkilö.

© Adam Kleczkowski

K:n avulla tutkijat voivat paremmin osoittaa, miten tartunnat kiihtyvät. Alhainen K-arvo voi selittää esimerkiksi sen, miten yksi ranskalainen jo joulukuussa toi viruksen Eurooppaan ilman, että syntyi epidemioita. Toisaalta luku voi selittää myös sen, miksi Pohjois-Italia joutui aluksi polvilleen epidemian edessä. Se selittyy sillä, että supertartuttajat ja otolliset olosuhteet saivat viruksen leviämään niin moneen.

Koronaryppäät ruokkivat pandemiaa

Alhainen K-luku paljastaa, että viruslingot ovat ilmiö, joka pitää pandemiaa yllä. Tämä ei ole välttämättä huono asia, sillä

  • korkea K ja R ilmaisevat tartuntojen leviävän lineaarisesti, mitä on vaikea pysäyttää.
  • alhainen K ilmaisee satunnaista kehitystä, jota on vaikea ennustaa mutta jossa useimmat tartuntaketjuista katkeavat luonnostaan.

Tämän tiedon pohjalta esimerkiksi Japanin terveysviranomaiset jäljittävät ryppäitä eivätkä yksittäisiä henkilöitä, ja kuolleisuus on kasvanut vain hitaasti ja pysynyt toistaiseksi alle 1 700 tapauksessa.

Ajatuksena on, että viranomaiset estävät tautiryppäiden synnyn tai jäljittävät niissä sairastuneiden lähipiirin heti, eikä tauti leviä yhtä paljon yksittäisten kansalaisten välisissä kontakteissa, koska todellisuudessa vain harva tartuttaa COVID-19-tautia.

Kännykänkäyttötiedot paljastavat riskipaikat

Äskettäin julkaistu tutkimus kertoo, missä K-luvun perusteella on suurin riski tartunnoille.

Nature-tiedeaikakauslehdessä julkaistu tutkimus perustuu malliin, jossa verrattiin yksinkertaista viruksen tartuntamallia ihmisten liikkeisiin Chicagossa, San Franciscossa, New Yorkissa ja muissa USA:n kaupungeissa 98 miljooan matkapuhelinkäyttäjän tietojen pohjalta. Näin saatiin selville paikat ja väestöryhmät, joissa tartuntariski on poikkeuksellisen suuri.

Mallin avulla voitiin ennustaa tartuntamäärät tunti tunnilta 553 000 pisteessä. Nämä pisteet voidaan jakaa 20 luokkaan, joilla on eritasoinen tartuntariski. Suurin tartunnan todennäköisyys on näissä paikoissa:

  • ravintolat
  • kuntosalit
  • kahvilat
  • hotellit
  • pikaruokapaikat
  • uskonnolliset kokoontumispaikat
  • terveyskeskukset
  • supermarketit

Tietyntyyppisistä paikoista saatiin liian vähän tietoa, jotta niistä voitiin tehdä luotettavia arvioita. Näitä ovat muun muassa koulut, hoivakodit ja vankilat.

Esimerkiksi Chicagossa 85 prosenttia ennustetuista tartunnoissa tapahtui 10 prosentissa tutkituista pisteistä.

Tutkimus osoitti myös tartuntariskien jakautumisen sosiaalisen vinoutuman. Esimerkiksi supermarketeissa oli pienituloisten asuinalueilla oli 59 prosenttia enemmän asiakkaita pinta-alaan nähden ja asiakkaan viipyivät kaupoissa 17 prosenttiä pidempään kuin vastaavissa liikkeissä hyvätuloisten asuinalueilla..

Tutkimuksen päätelmä oli se, että tartuntoja voidaan estää tehokkaammin rajoittamassa samaan aikaan samassa paikassa olevien ihmisten määrää kuin rajoittamalla ihmisten henkilökohtaista liikkumisen vapautta.

Tämän vuoksi korona leviää riskipaikoissa

Tiede saa koko ajan lisää tietoa siitä, miten kukin voi estää tartuntojen leviämistä.

Kirkossa ihmiset istuvat tiiviisti
© Shutterstock

Kirkot

Yli 5 000 tartunnan arvioidaan olevan peräisin yhdeltä naiselta, joka kävi eteläkorealaisessa jättikirkossa.

Tieteen selitys: Huono ilmanvaihto, maskien puuttuminen ja läheinen fyysinen kontakti loivat optimaaliset olot tartunnan leviämiselle.

Ihmiset seisovat lähekkäin ja laulavat kovaäänisesti
© Shutterstock

Kuorot

61:stä kuoron jäsenestä 53 sai COVID-19-tartunnan 2,5 tuntia kestäneissä harjoituksissa.

Tieteen selitys: Laulaminen ja syvään hengittäminen sinkosivat ilmoille yli tuhat sylkipisaraa minuutissa. Laulajien lyhyt etäisyys toisiinsa kasvatti riskiä.

Ihmiset tanssivat lähekkäin tanssilattialla.
© Shutterstock

Yöelämä

Etelä-Koreassa ainakin 246 ihmisen tartunta pystyttiin jäljittämään yhteen mieheen, joka oli yhtenä iltana käynyt useassa baarissa.
Tieteen selitys: Kovaan ääneen puhuvat ihmiset vapauttavat ilmaan miljoonia virushiukkasia pienissä ja ahtaissa tiloissa, joista virukset eivät pääse pois.

Miehet leikkaavat lihaa teurastamossa.
© Shutterstock

Teurastamot

Yli 2 000 ihmistä sai koronaviruksen saksalaisessa teurastamossa. Monissa muissa maissa on havaittu myös tautiryppäitä lihateollisuudessa.

Tieteen selitys: Ihmiset työskentelevät lähekkäin, huutavat ja usein ilma kierrätetään. Yksi tartunnan kantaja voi näissä oloissa tartuttaa yli 8 metrin päässä olevia ihmisiä – ja virushiukkaset viihtyvät viileillä metallipinnoilla.