Prezados Alunos.

Esperamos que todos estejam bem e seguros em meio a essa Pandemia.

Gostaríamos de trazer o assunto COVID-19 aqui para discutirmos. Alguns alunos do curso de Machine Learning Para Medicina enviaram e-mail depois que publicamos o modelo de previsão da taxa de crescimento do vírus, para conversar sobre o tema e tirar dúvidas e vamos trazer algumas respostas por aqui pois consideramos que pode ser do interesse de todos.

Fiquem à vontade para deixar a opinião de vocês aqui também. Vamos manter as discussões em alto nível e trocar ideias de valor para todos. A informação é uma das armas mais poderosas neste momento.

COVID-19 Cronologia

Vamos colocar a data que estamos escrevendo o artigo, pois data aqui é relevante: 23 de março de 2020.

Durante toda a semana passada, entre 15 e 19 de março, finalizamos nosso trabalho por volta de meia-noite e ficamos até 2 ou 3 da manhã pesquisando e estudando sobre o COVID-19. Primeiro para conhecer o que está levando o Planeta a passar por essa Pandemia e segundo por conta do trabalho no projeto do modelo preditivo da taxa de crescimento do vírus, para o curso Machine Learning Para Medicina. Um breve resumo da cronologia do vírus para começar a discussão.

O COVID-19 surgiu em 2019 e o médico que alertou sobre o vírus pela primeira vez foi rapidamente retirado de cena pelo governo chinês. Ele foi obrigado a assinar um termo onde declarava que suas descobertas sobre o novo vírus eram equivocadas. O Médico morreu por conta do COVID-19 no começo de fevereiro/2020. Mais detalhes aqui:

Chinese Doctor, Silenced After Warning of Outbreak, Dies From Coronavirus

 

Em 31 de dezembro de 2019, a China alertou a OMS para vários casos de pneumonia incomum em Wuhan, uma cidade portuária de 11 milhões de pessoas na província central de Hubei. O vírus era desconhecido.

Já era o Coronavirus, mas ainda não se sabia (ou pelo menos era essa a informação oficial). Logo depois houve a suspeita de que a causa era o vírus SARS (Severe Acute Respiratory Syndrome), vírus que também surgiu na China e matou quase 1000 pessoas entre 2002/2003. Em 7 de janeiro/2020, o governo chinês declarou que se tratava de um novo vírus, que foi batizado de 2019-nCoV e foi identificado como pertencente à família dos Coronavirus, que inclui SARS e resfriado comum. Hoje é chamado apenas de Covid-19.

Os Coronavirus são comuns e se espalham por estarem próximos de uma pessoa infectada e inalar gotículas geradas quando tossem ou espirram, ou tocando uma superfície onde essas gotículas aterrissam e, em seguida, tocando o rosto ou o nariz.

Em 11 de janeiro/2020, a China anunciou sua primeira morte pelo vírus. Em 20 de janeiro/2020, a China registrou uma terceira morte e mais de 200 infecções, com casos também fora da província de Hubei, incluindo na capital Pequim, Xangai e Shenzhen.

Em 22 de janeiro/2020, o número de mortos na China saltou para 17 com mais de 550 infecções. Muitos aeroportos europeus intensificaram o controle de vôos a partir de Wuhan.

Wuhan foi colocada em quarentena efetiva em 23 de janeiro/2020, quando as viagens aéreas e ferroviárias foram suspensas.

Em 30 de janeiro/2020, a OMS declarou o Coronavirus uma emergência global, pois o número de mortos na China saltou para 170, com 7.711 casos registrados no país, onde o vírus se espalhou para todas as 31 províncias. Uma cronologia completa é mantida por esta página:

Timeline: How the new coronavirus spread

Infelizmente o mundo não deu muita atenção ao que estava acontecendo e os governantes demoraram a perceber que estavam diante de algo realmente crítico.

Itália, Europa e Taiwan

A Itália é a prova de como a inércia dos governantes e descaso da população pode levar a pandemia à calamidade pública.

As autoridades italianas demoraram a tomar ação e alguns até disseram “a Itália é um dos países mais seguros do mundo”. A população seguiu com a vida normal, aglomerações e até festas de Carnaval em fevereiro/2020. O vírus já estava entre eles. E então o caos chegou! Mais de 5 mil mortos e o número de infectados passa de 59 mil neste momento. A Europa inteira vinha seguindo a mesma linha e vários países estão agora pagando o preço. Aqui tem mais detalhes sobre isso:

Italy, Pandemic’s New Epicenter, Has Lessons for the World

Curiosamente, quando Donald Trump mandou suspender os voos da Europa para os EUA, cerca de 10 dias atrás, recebeu uma saraivada de críticas dos europeus. Hoje, todos os países estão adotando as medidas de quarentena e isolamento. Na ocasião Trump disse que a Europa demorou a tomar medidas preventivas.

O curioso é que as pessoas não param para analisar e refletir e preferem sempre criticar pelo prazer de criticar. Goste ou não do Trump (e aqui a discussão não é essa), se o líder do país mais poderoso do mundo decide tomar uma decisão tão radical quanto suspender voos de um continente inteiro, é claro que ele tem acesso à informação que suporta essa decisão. Ali era dado o sinal que a curva exponencial começava a mostrar sua face.

E Taiwan?

Taiwan tem menos de 200 casos de infecção e 2 mortos neste momento. Como pode um país que fica tão próximo da China, ter um número de casos tão inferior a países tão distantes?

Ainda em janeiro/2020, quando percebeu que se tratava de um novo vírus, o governo de Taiwan tomou medidas imediatas. Suspendeu os voos da China, mandou fabricar milhares de máscaras e álcool para desinfecção e como resultado Taiwan hoje leva uma vida quase normal, sem quarentena. Com as medidas preventivas tomadas com rapidez, o país se preparou e evitou que o vírus se espalhasse. Aqui tem um documentário da CBC, TV Canadense, com entrevistas e todos os detalhes:

Curva Exponencial

Até o dia 12 de março/2020, o mundo ainda observava o Covid-19 como um problema mais ou menos distante. Dentro de uma semana tudo mudou e países de todo o mundo passaram de: “Esse negócio de Coronavirus não é grande coisa” para declarar o estado de emergência. No entanto, muitos países ainda não estão fazendo muito. Por quê?

O crescimento do vírus é uma curva exponencial. Ou seja, no começo o crescimento é lento e por isso muitas autoridades (por desconhecimento, política e certa arrogância) chamaram o Covid-19 de “gripezinha”. Pura ignorância. Mas depois do estágio inicial da curva, o crescimento é vertiginoso.

Observe o gráfico abaixo (fonte e referência no rodapé do gráfico e mais detalhes adiante). De 22 de janeiro/2020 a 22 de fevereiro/2020 as linhas indicam poucos casos e de fato a Itália só registrou o primeiro caso de contaminação em 30 de janeiro/2020. Em 4 de março/2020 a Coréia do Sul tinha mais casos que a Itália.

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Grande parte do discurso atual sobre o surto de Covid-19 concentra-se em comparações da carga total de casos e do total de mortes com as causadas pela influenza sazonal. Mas essas comparações podem enganar, especialmente nos estágios iniciais de uma curva exponencial, à medida que um novo vírus se espalha por uma população imunologicamente não preparada.

Observe agora a situação em 18 de março/2020. Conseguiu encontrar a Coréia do Sul? E a Itália, o que aconteceu? Continue lendo que você vai compreender.

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Em 8 de março/2020, cerca de 500 casos de Covid-19 foram diagnosticados nos EUA. Podemos esperar uma duplicação de casos a cada seis dias, de acordo com vários estudos epidemiológicos, como este:

Nowcasting and forecasting the potential domestic and international spread of the 2019-nCoV outbreak originating in Wuhan, China: a modelling study

Os casos confirmados podem parecer aumentar mais rápido (ou mais lentamente) a curto prazo, à medida que os recursos de diagnóstico aumentam (ou não), mas é com a rapidez com que podemos esperar que novos casos reais aumentem, na ausência de medidas substanciais.

Hoje, 23 de março/2020, os EUA têm mais de 35 mil casos confirmados e 417 mortes.

Isso significa que podemos ter cerca de 1 milhão de casos nos EUA até o final de abril; 2 milhões até 7 de maio; 4 milhões até 13 de maio; e assim por diante.

À medida que o sistema de saúde fica saturado de casos, torna-se cada vez mais difícil detectar, rastrear e conter novas cadeias de transmissão. Na ausência de intervenções extremas como as implementadas na China, essa tendência provavelmente não diminuirá significativamente até atingir pelo menos 1% da população, ou cerca de 3,3 milhões de americanos.

Isso explica o que vem acontecendo na Itália. E que pode acontecer no Brasil.

O “distanciamento social”, hoje, é a arma para evitar que a curva exponencial atinja o pico mais alto. Mas “distanciamento social” não significa parar a economia do país por meses, pois estaremos mitigando um problema e causando muitos outros. Mais sobre daqui a pouco.

No estudo que fizemos para o projeto do curso de Machine Learning Para Medicina aqui na DSA, fica claro que até o caso de contaminação número 100 a evolução é lenta. Mas quando atinge a centésima contaminação, a curva começa a seguir em direção vertical e os casos vão dobrando exponencialmente. A análise foi feita com base nos dados das contaminações em todo mundo. Aqui a fonte dos dados e o dashboard que compartilhamos com vocês semana passada na timeline da Comunidade em nosso portal:

Novel Coronavirus (COVID-19) Cases Data

Se nada for feito, a contaminação segue em ritmo acelerado e aí teremos outro problema.

Colapso do Sistema de Saúde

É matemática. Nenhum sistema de saúde está preparado para suportar um aumento considerável dos casos de qualquer doença, ainda mais sobre um vírus sobre o qual ainda se conhece pouco. Nos estágios mais avançados da contaminação, o paciente tem insuficiência respiratória. Não precisa dizer o que acontece se alguém não consegue respirar. Casos graves de insuficiência respiratória requerem o uso de aparelhos para ventilar os pulmões e ajudar o paciente na respiração, mas não há número suficiente de aparelhos. Parte das mortes na Itália se deve ao fato que o atendimento não foi feito em tempo hábil por conta do colapso do sistema de saúde.

Voltando ao nosso estudo para o curso de Machine Learning Para Medicina, o Brasil (e muitos países), ainda estão no início da curva exponencial e pelas previsões do modelo (feitas dia 19 de março/2020) o Brasil deve chegar próximo do pico entre 10 e 20 dias.

No final de semana o Ministro da Saúde afirmou que o sistema de saúde do Brasil pode entrar em colapso em abril/2020.

Parece que os modelos estão alinhados. Considerando a curva exponencial e aplicando Inferência Bayesiana, as previsões são bem claras. Aqui está a notícia sobre a declaração do ministro:

Sistema de saúde pode entrar em colapso em abril, diz ministro

“O colapso é quando você pode ter o dinheiro, você pode ter o plano de saúde, você pode ter a ordem judicial, mas simplesmente não há o sistema pra você entrar. É o que está vivenciando a Itália”, esclareceu o ministro.

E agora?

O jornal Washington Post criou um “Covid-19 Simulator”, com uma simulação comparando medidas de mitigação e o resultado em termos de infecção. Confira aqui:

Corona Simulator

O “distanciamento social” ainda é a arma mais efetiva neste momento, enquanto os cientistas buscam uma vacina. Veja esses números:

Os EUA têm cerca de 2,8 leitos hospitalares por 1.000 pessoas (Coréia do Sul e Japão, dois países que aparentemente frustraram a trajetória exponencial de crescimento de casos, têm mais de 12 leitos hospitalares por 1.000 pessoas; até a China tem 4,3 por 1.000). Com uma população de 330 milhões nos EUA, são cerca de 1 milhão de leitos hospitalares. A qualquer momento, cerca de 68% deles estão ocupados. Isso deixa cerca de 300.000 camas disponíveis em todo o país.

Nota: No modelo que liberamos no curso de Machine Learning Para Medicina, a curva de crescimento no Japão, Coréia do Sul e Singapura está bem menor do que a curva de outros países. Esses países tomaram ações duras e conseguiram controlar a expansão do vírus nos estágios iniciais, quebrando a curva exponencial.

A maioria das pessoas com Covid-19 pode ser gerenciada em casa. Mas entre 44.000 casos na China, cerca de 15% exigiram hospitalização e 5% acabaram em cuidados intensivos. Até agora, na Itália, as estatísticas são ainda mais sombrias: mais da metade dos indivíduos infectados necessitam de hospitalização e cerca de 10% precisam de tratamento na UTI.

Para este exercício, suponho conservadoramente que apenas 10% dos casos justifiquem hospitalização, em parte porque a população dos EUA é mais jovem que a da Itália e tem menores taxas de tabagismo – o que pode comprometer a saúde dos pulmões e contribuir para um pior prognóstico – do que a Itália e China. No entanto, os EUA também apresentam altas taxas de condições crônicas, como doenças cardiovasculares e diabetes, que também estão associadas à gravidade do Covid-19. Não é difícil prever que o sistema de saúde não suporta a carga. E no Brasil, que o sistema já possui limitações, o que pode acontecer? 

O pânico injustificado não beneficia ninguém, mas não podemos manter a complacência mal informada. É inapropriado acalmar o público com comparações enganosas com a gripe sazonal ou garantir às pessoas que há “apenas” uma taxa de mortalidade de 2%. A fração de casos graves realmente diferencia o Covid-19 das doenças respiratórias mais familiares, agravadas pelo fato de estar percorrendo uma população sem proteção imunológica natural, na velocidade da luz.

Indivíduos e governos parecem não entender completamente a magnitude e quase inevitabilidade da carga sistêmica nacional e global que estamos enfrentando. Estamos testemunhando a recusa abjeta de muitos países em responder ou se preparar adequadamente. Mesmo que o risco de morte para indivíduos saudáveis seja muito baixo, é insensível zombar de decisões como cancelar eventos, fechar locais de trabalho ou estocar medicamentos sob prescrição médica como reação exagerada em pânico. Essas medidas são no mínimo necessárias para tentar mudar o pico – para diminuir o aumento de casos, para que os sistemas de saúde sejam menos sobrecarregados.

O tempo de duplicação começará naturalmente a diminuir quando uma fração considerável da população tiver sido infectada devido ao surgimento da imunidade e à diminuição da população suscetível. E sim, medidas sociais como o fechamento de escolas, a implementação de políticas de trabalho em casa e o cancelamento de eventos podem começar a diminuir a propagação antes de atingir a saturação da infecção. Mais sobre isso aqui:

What does the coronavirus mean for the U.S. health care system? Some simple math offers alarming answers

Espanha, Alemanha, França e EUA tinham mais casos que a Itália quando ordenaram o lockdown (quarentena).

Outros 16 países têm mais casos do que Hubei quando foi decretado o lockdown na China: Japão, Malásia, Canadá, Portugal, Austrália, República Tcheca, Brasil e Catar. E muitos desses países ainda não decretaram um lockdown completo.

Por fim, o que fazer?

Um excelente estudo e análise feito por Tomas Pueyo ganhou o mundo nos últimos dias com uma visão clara do cenário. Confira aqui:

Coronavirus: The Hammer and the Dance

Primeiro, considere o seguinte: nossas vidas já mudaram de forma definitiva. Não espere ter sua vida de volta da mesma forma que era antes. O mundo acaba de sofrer uma transformação. O Covid-19 é um vírus, sua transmissão é fácil e rápida e ainda não temos vacina. É ingenuidade achar que tudo será como antes.

Mesmo depois que uma vacina for descoberta, ainda teremos um bom tempo até que o vírus esteja sob controle e seja apenas mais um dos muitos vírus que podem acometer um ser humano.

O paper abaixo foi liberado semana passada pelo Imperial College e com base nele várias nações decidiram apertar o cerco contra o Covid-19, incluindo o Brasil.

Impact of non-pharmaceutical interventions (NPIs) to reduce COVID19 mortality and healthcare demand

O estudo sofreu diversas críticas por desconsiderar alguns fatores, mas podemos coletar informações importantes dele. O gráfico abaixo é apresentado no estudo.

graph3

Observando o gráfico e sendo você o responsável por decidir qual medida tomar, o que você faria? Criticar é sempre fácil quando estamos confortáveis no sofá apenas Twittando. Mas e na hora de decidir pela segurança e saúde de milhões de pessoas?

Fique atento à linha vermelha no gráfico (é difícil de encontrar pois ela está bem na parte debaixo do gráfico). Ela indica a capacidade de tratamento dos serviços de saúde no Reino Unido, onde o estudo foi feito, o que não é muito diferente de outros países!

Ou seja, mesmo medidas duras ainda terão um impacto no sistema de saúde. Mas será que precisamos ficar em quarentena por 4 meses? E como fica a economia do país. Continue lendo.

Ahh, e tem ainda outro problema. O vírus sobre mutação, característica inerente aos Coronavirus. Por isso recomenda-se tomar a vacina contra gripe uma vez por ano! O Covid-19 está passando pelo mesmo fenômeno. Portanto, mesmo se as medidas de mitigação forem tomadas, o vírus pode (e vai) sofrer mutação e um novo ciclo de contaminação pode se iniciar. 

As estratégias de mitigação apenas ajudam a reduzir o impacto do problema, mas o que ajudaria a manter a Pandemia sob controle seria uma estratégia de supressão total.

A mitigação é mais ou menos isso: “É impossível prevenir o coronavírus agora, então vamos seguir seu curso, enquanto tentamos reduzir o pico de infecções. Vamos achatar um pouco a curva para torná-la mais gerenciável para o sistema de saúde. “.

A estratégia de mitigação não tenta conter a epidemia, apenas achatar um pouco a curva. Enquanto isso, a estratégia de supressão tenta aplicar medidas pesadas para controlar rapidamente a epidemia (foi o que fizeram Japão, Singapura e Coréia do Sul. Lembra do gráfico no início do texto?).

A supressão é mais ou menos isso: “Vamos pegar pesado agora com distanciamento social. Em seguida, liberamos as medidas, para que as pessoas possam recuperar gradualmente suas liberdades e algo que se aproxima da vida social e econômica normal.”.

Dito assim, parece óbvio. Todos devem seguir a Estratégia de Supressão.

Então, por que alguns governos hesitam?

Eles temem três coisas:

  • – Esse primeiro bloqueio durará meses, o que parece inaceitável para muitas pessoas.
  • – Um bloqueio de meses destruiria a economia.
  • – Isso nem resolveria o problema, porque adiaríamos a epidemia: mais tarde, quando lançarmos as medidas de distanciamento social, as pessoas ainda serão infectadas aos milhões e morrerão.

 

Apresentadas dessa maneira, as duas opções de Mitigação e Supressão, lado a lado, não parecem muito atraentes. Muitas pessoas morrem logo e não prejudicamos a economia hoje, ou prejudicamos a economia hoje, apenas para adiar as mortes. Antes de proferir suas críticas ao governo (qualquer governo) se coloque no lugar dos governantes em uma situação como essa. Devemos cobrar sim, mas compreendendo que é uma situação delicada.

Aqui está como o a equipe do Imperial College modelou supressões. As linhas verdes e amarelas correspondem a diferentes cenários de supressão. Pode-se ver que não tem um bom aspecto: Continuamos a ter picos enormes, portanto o que fazer?

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O estudo do Imperial College ignora o valor do tempo (e até por isso recebeu críticas).

Todos os dias, a cada hora que esperamos para tomar medidas, essa ameaça exponencial continua se espalhando. Um único dia poderia reduzir o total de casos em 40% e o número de mortos em ainda mais. Lembre-se: a curva de crescimento é exponencial.

Mas o tempo é ainda mais valioso do que isso.

Estamos prestes a enfrentar a maior onda de pressão sobre o sistema de saúde já vista na história. Estamos completamente despreparados, enfrentando um inimigo que não conhecemos. Essa não é uma boa posição para a guerra.

E se você estivesse prestes a enfrentar seu pior inimigo, do qual saiba muito pouco, e tivesse duas opções: ou você corre em direção a ele ou foge para ganhar um pouco de tempo para se preparar. Qual desses você escolheria?

Por várias semanas, a Coréia do Sul teve a pior epidemia fora da China. Agora, está amplamente sob controle. Eles o alcançaram principalmente com testes muito agressivos (para detectar mais rapidamente a contaminação), rastreamento de contatos e quarentenas e isolamentos forçados.

As medidas da China foram mais fortes. Por exemplo, as pessoas eram limitadas a uma pessoa por família autorizada a sair de casa a cada três dias para comprar comida. Além disso, sua aplicação foi severa. É provável que essa gravidade tenha interrompido a epidemia mais rapidamente.

Na Itália, França e Espanha, as medidas não foram tão drásticas e sua implementação não é tão difícil. As pessoas ainda andam nas ruas, muitas sem máscaras. É provável que isso resulte em mais tempo para controlar totalmente a epidemia. Somente agora os EUA estão forçando um lockdown. E no Brasil a quarentena começou de forma tímida. Muitos acham que a quarentena é um período extra de férias. Isso só vai fazer as coisas piorarem. Agir dessa forma é sinal de puro egoísmo, pois mesmo que você não sofra nada ao ser contaminado, pode contaminar alguém que poderá morrer, perder a vida!!

Algumas pessoas interpretam isso como “Democracias nunca serão capazes de replicar essa redução nos casos”. Isto é errado.

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Os países que conseguiram impedir o crescimento da curva exponencial de contaminações foram os que implementaram a supressão total por pelo menos 3 semanas. Medidas imediatas e firmes para conter o problema o mais rápido possível e permitir que o país volte a caminhar. Distanciamento social, testes mais rápidos para detectar infectados, quarentena obrigatória para quem estiver infectado ou com suspeita de infecção e muita, muita informação para todos.

É preciso agir rápida e agressivamente. Por todas as razões mencionadas acima, dado o valor do tempo, queremos acabar com isto o mais rápido possível.

É aqui que se consegue ver o impacto enorme de políticas como as de Singapura ou Coreia do Sul.

  • – Se as pessoas são testadas em massa, podem ser identificadas mesmo antes de terem sintomas. Em quarentena, não podem espalhar nada.
  • – Se as pessoas forem treinadas a identificar os seus sintomas mais cedo, podem reduzir sua exposição, e portanto a sua taxa total de contágio.
  • – Se as pessoas forem isoladas assim que tiverem sintomas, o contágio desaparece.
  • – Se as pessoas forem educadas sobre distância pessoal, uso de máscara, lavagem das mãos ou espaços desinfectados, espalham menos vírus durante todo o período.

 

As medidas que tomaram foram muito semelhantes às tomadas em Itália, Espanha ou França: Isolamentos, quarentenas, as pessoas tinham que ficar em casa a menos que houvesse uma emergência ou tivessem que comprar comida, rastreio de contatos, testes, mais camas de hospital, interdição de viagens… Foram, no entanto, mais restritivas. É provável que esta severidade tenha parado a epidemia mais rápido, mas as medidas na Europa provavelmente terão o mesmo efeito, mesmo que não seja tão rápido.

Podemos ficar em casa umas semanas para nos assegurarmos que não morrem milhões? Acho que podemos.

Com a supressão total por 3 a 4 semanas, mais as medidas acima mencionadas, a economia do país pode retomar seu ritmo em 1 mês ou menos, sem o risco de uma paralisia total. Medidas brandas de mitigação podem prolongar o problema por meses e invadir 2021. E pare de achar que a responsabilidade é só do governo. Ela é sua também, em compreender o momento em que estamos e respeitar as restrições pelo bem maior de todos.

Compartilhe o artigo e leve o máximo de informação ao maior número de pessoas que você puder.

Equipe DSA