データサイエンスは、政府、企業、市民がCOVID-19コロナウイルスの流行にどのように対応すべきかについて、独自の知見を提供します。
中国は流行に対し、巨大都市を全面的にロックダウンするとともに、週に100万人以上を検査できる検査体制を構築することで対応しました。
2人のデータサイエンティストが統計データを検証し、世界の他地域にとってどのような教訓があるかを検討します。
私たちはデータサイエンティストです。つまり、私たちの仕事はデータを分析し解釈する方法を理解することです。covid-19に関するデータを分析すると、私たちは大きな懸念を抱いています。社会で最も脆弱な層、すなわち高齢者と貧困層が最もリスクにさらされていますが、この病気の拡大と影響を抑えるには、私たち全員が行動を変える必要があります。手をよく丁寧に、定期的に洗い、人の集まりや群衆を避け、イベントを中止し、顔に触れないようにしてください。この記事では、私たちがなぜ懸念しているのか、そしてあなたも懸念すべきである理由を説明します。知っておくべき重要な情報の優れた要約については、Corona in Brief（パンデミックのリスクを低減する技術を開発する非営利団体の代表であるEthan Alley氏による）をお読みください。
機能する医療システムの必要性
2年余り前、私たちの一人（Rachel）が脳感染症にかかりました。この病気は、かかった人の約4分の1を死亡させ、3分の1に永続的な認知機能障害を残します。多くの人は永続的な視覚や聴覚の障害も負います。Rachelは病院の駐車場を這って進んだ時点で意識が混濁していました。彼女は迅速な診察、診断、治療を受けられた幸運な例です。この出来事の少し前まで、Rachelは非常に健康でした。救急外来に速やかにアクセスできたことが、彼女の命を救ったことはほぼ確実です。
さて、covid-19について話し、Rachelと同じような状況にある人々に今後数週間から数か月の間に何が起こりうるかを考えてみましょう。covid-19に感染していると判明した人の数は、3〜6日ごとに倍増しています。倍加時間が3日だとすると、感染が判明した人の数は3週間で100倍に増える可能性があることになります（実際にはこれほど単純ではありませんが、技術的な細部に気を取られないようにしましょう）。感染者10人のうち1人は、数週間にわたる入院を必要とし、そのほとんどが酸素投与を必要とします。このウイルスについてはまだ流行初期ですが、すでに病院が完全に機能不全に陥り、人々が必要な治療を受けられなくなっている地域があります（covid-19だけでなく、Rachelが必要とした命を救う治療のような他の疾患についても同様です）。例えば、イタリアでは1週間前まで当局が「すべて問題ない」と述べていましたが、現在では1,600万人がロックダウンの対象となっています（更新：この記事の投稿から6時間後、イタリアは国全体をロックダウンしました）。また、患者の流入に対応するため、このようなテントが設置されています：
イタリアの被害が特に大きい地域で地域危機対応部門の責任者を務めるAntonio Pesenti医師は、次のように述べています。「私たちは今、廊下、手術室、回復室に集中治療室を設置せざるを得なくなっています……世界有数の医療制度を持つロンバルディアは、崩壊の一歩手前にあります。」
これはインフルエンザとは違います
インフルエンザの致死率は感染者の約0.1%です。ハーバード大学の感染症動態センター所長であるMarc Lipsitch氏は、次のように推定しています。covid-19の場合は1〜2%です。最新の疫学モデリングでは、2月の中国で1.6%という致死率が見いだされており、これはインフルエンザの16倍に当たります1（ただし、医療制度が対応しきれなくなると致死率は大きく上昇するため、この数字はかなり控えめなものかもしれません）。現在の最良の推定では、covid-19は今年、インフルエンザの10倍の人々を死亡させると予想されています（そしてElena Grewal氏によるモデリング、Airbnbの元データサイエンス部門長として、最悪の場合には100倍に達しうることを示しています）。これは、前述のような医療制度への甚大な影響を考慮する前の数字です。一部の人々が、これは決して新しいものではなく、インフルエンザにとてもよく似た病気だと自分に言い聞かせようとしているのは理解できます。これまでに経験のない現実を受け入れることは、非常に不快だからです。
感染者数が指数関数的に増加することを直感的に理解することは、人間の脳が対応できるようには設計されていません。そのため、私たちは直感に頼らず、科学者として分析しなければなりません。
インフルエンザに感染した人は、平均して他の1.3人に感染させます。これは、インフルエンザの「R0」と呼ばれます。R0が1.0未満であれば、感染は広がらず消滅します。1.0を超えると、感染は広がります。現在、中国国外におけるcovid-19のR0は2〜3です。この差は小さく聞こえるかもしれませんが、感染者による感染の連鎖が20「世代」続くと、R0が1.3の場合は146人の感染となり、R0が2.5の場合は3,600万人の感染となります！（これはもちろん非常におおまかな試算であり、現実世界の多くの影響を無視していますが、他の条件がすべて等しい場合のcovid-19とインフルエンザの相対的な差を示す妥当な例です）。
R0は病気そのものに固有の根本的な性質ではないことに注意してください。それは対応に大きく左右され、時間とともに変化しうるのです2。特に注目すべきは、中国ではcovid-19のR0が大きく低下し、現在は1.0に近づいていることです！どのようにして？ 米国のような国では想像しがたい規模の措置を講じることによってです。具体的には、多数の巨大都市を全面的にロックダウンし、週に100万人以上を検査できる検査体制を構築しました。
ソーシャルメディア（Elon Muskのような多くのフォロワーを持つアカウントを含む）では、次の点に関する誤解がよく見られます。すなわち、ロジスティック成長と指数関数的成長の違いです。「ロジスティック」成長とは、実際の感染拡大におけるS字型の成長パターンを指します。明らかに、指数関数的成長が永遠に続くことはできません。そうでなければ、世界の人口より多くの人が感染することになってしまうからです！したがって、最終的には感染率は必ず低下し、その結果、時間とともにS字型（シグモイド）の成長率が現れます。ただし、成長の低下には理由があり、魔法のようなものではありません。主な理由は次のとおりです：
大規模で効果的な地域社会の対応がある、または
非常に多くの割合の人が感染しており、感染を広げられる未感染者が少なくなっている。
したがって、パンデミックを「抑制」する手段としてロジスティック成長のパターンに頼ることは、論理的に意味がありません。
地域社会でcovid-19の影響を直感的に理解することを難しくしているもう一つの点は、感染から入院までに非常に大きな遅れがあることです。一般に約11日です。これは長い期間には思えないかもしれませんが、その間に感染した人の数と比べると、病院のベッドが埋まっていることに気づく時点では、地域での感染はすでに、対処すべき人数が5〜10倍になるレベルに達しているということを意味します。
お住まいの地域での影響は、少なくとも一定程度、気候に左右される可能性があるという初期の兆候もあることに注意してください。論文「Temperature and latitude analysis to predict potential spread and seasonality for COVID-19」は、これまでのところこの病気は温暖な気候の地域で広がっていると指摘しています（残念ながら私たちが住んでいるサンフランシスコの気温範囲はまさにその範囲に入っており、また、ロンドンを含むヨーロッパの主要な人口集中地域もその範囲に含まれています）。
「落ち着いてください。冷静に。」は役に立ちません
私たちがソーシャルメディア上で、懸念すべき理由を指摘する人々に対してよく見かける反応の一つは、「パニックにならないで」や「冷静に」というものです。控えめに言っても、これは役に立ちません。パニックが適切な対応だと提案している人は誰もいません。しかしなぜか、「冷静に」は特定の界隈で非常に人気のある反応です（この件を追跡することを職務とする疫学者の間では、そうではありません）。おそらく「冷静に」は、一部の人が自分の何もしないことに対して良い気分になるのに役立つか、あるいは、自分が頭のない鶏のように走り回っていると想像している人々よりも、なんとなく自分が優れていると感じさせるのでしょう。
しかし、「冷静に」は、準備と対応を怠ることに容易につながりかねません。中国では、米国が現在把握しているような統計に達するまでに、数千万人がロックダウンの対象となり、2つの新しい病院が建設されました。イタリアは対応が遅すぎ、本日（3月8日日曜日）、新規感染者1,492人と新規死亡者133人を報告しました。1,600万人をロックダウンしたにもかかわらずです。現段階で入手できる最善の情報に基づくと、ほんの2〜3週間前、イタリアは（感染統計の観点で）今日の米国や英国と同じ状況にありました。
現段階ではcovid-19に関するほぼすべてが未確定であることに注意してください。感染速度や致死率はよくわかっておらず、表面で活性を保つ期間もわからず、温暖な条件で生存して広がるかどうかもわかりません。私たちが持っているものはすべて、人々が取りまとめることのできた最善の情報に基づく現時点での最善の推測にすぎません。そして、この情報の大部分は中国で、中国語で存在することを忘れないでください。現時点で中国の経験を理解する最善の方法は、優れた「Report of the WHO-China Joint Mission on Coronavirus Disease 2019」を読むことです。これは、中国、ドイツ、日本、韓国、ナイジェリア、ロシア、シンガポール、アメリカ合衆国、世界保健機関（WHO）の25名の国内外の専門家による合同ミッションに基づくものです。
不確実性が存在し、おそらくこれは世界的なパンデミックにはならず、すべてがかもしれない病院システムの崩壊を伴わずに過ぎ去るとしても、それは何もしないことが正しい対応だという意味にはなりません。それは極めて推測的であり、いかなる脅威モデリングのシナリオにおいても最適な対応ではありません。また、イタリアや中国のような国々が、正当な理由もなく経済の大部分を事実上停止させるというのも極めてありそうにないように思われます。さらに、感染地域の現場で実際に見られている影響とも一致しません。感染地域では医療システムが対応しきれず（例えばイタリアは「事前トリアージ」に462のテントを使用しているにもかかわらず、まだ感染地域からICU患者を移送しなければならない状況です）。
代わりに、思慮深く合理的な対応は、感染拡大を防ぐために専門家が推奨する手順に従うことです：
大人数の集まりや群衆を避ける
イベントを中止する
可能な限り在宅勤務をする
自宅を出入りするときや、外出中にはこまめに手を洗う
特に外出中は顔に触れないようにする（簡単ではありません！）
表面や荷物を消毒する（ウイルスは表面で9日間活性を保つ可能性がありますが、これについてもどちらとも確実にはわかっていません）。
問題は自分だけではない
50歳未満で、免疫機能の低下、心血管疾患、過去の喫煙歴、その他の慢性疾患などのリスク要因がない場合、covid-19で死亡する可能性は低いと安心できるかもしれません。しかし、どのように対応するかは依然として非常に重要です。感染する可能性は同じだけありますし、感染した場合には他者に感染させる可能性も同じだけあります。平均して、感染者1人が2人以上に感染させており、しかも症状が出る前から感染性を持ちます。大切に思う親や祖父母と会う予定があり、後になって自分が彼らにcovid-19を感染させたと分かったとしたら、それは背負うには重すぎる負担でしょう。
50歳以上の人と接触していなくても、思っている以上に慢性疾患を抱える同僚や知人が多い可能性が高いです。研究によると、可能であれば職場で健康状態を明かす人はほとんどおらず、その理由は差別への恐れです。私たち二人はどちらもリスクの高いカテゴリーに属していますが、日常的に接している多くの人々はそれを知らないかもしれません。
もちろん、問題は身近な人々だけではありません。これは極めて重大な倫理的問題です。ウイルスの拡散を抑えるために最善を尽くす一人ひとりが、地域社会全体の感染速度を遅らせる助けとなっています。Zeynep Tufekci氏はScientific American誌に寄稿した記事で次のように述べています。「ほぼ避けられないこのウイルスの世界的拡散に備えることは……あなたにできる最も向社会的で利他的な行動の一つです」。彼女は次のように続けています：
私たちが備えるべきなのは、自分自身が個人的に危険にさらされていると感じるからではなく、すべての人のリスクを軽減できるようにするためです。私たちが備えるべきなのは、制御不能な終末的シナリオに直面しているからではなく、社会としてこのリスクのあらゆる側面を変えることができるからです。そのとおり、あなたは隣人があなたの備えを必要としているからこそ備えるべきなのです。特に、高齢の隣人、病院で働く隣人、慢性疾患を抱える隣人、そして資源や時間の不足から備える手段や余裕がない隣人です。
Zeynep Tufekci
これは私たち自身にも影響を与えています。fast.aiで私たちがこれまでに作った中で最大かつ最も重要なコースは、長年にわたる私たちの取り組みの集大成ですが、1週間後にサンフランシスコ大学で開始される予定でした。先週水曜日（3月4日）、私たちはコース全体をオンラインで開催することを決断しました。大規模なコースの中でも、オンラインへの移行を最初に行ったものの一つです。なぜそうしたのでしょうか？ 先週初めに、このコースを実施すれば、複数週間にわたって何度も、数百人の人々に閉鎖された空間に集まるよう暗に促すことになると気づいたからです。人々を閉鎖空間に集めることは、考えうる最悪の行為です。少なくとも今回のケースでは、そうならないようにする倫理的な責任があると感じました。それは心が痛む決断でした。学生と直接一緒に取り組む時間は、毎年、大きな喜びであり、最も生産的な時期の一つでした。しかも、世界中から飛行機でやってくる予定だった学生たちがいて、彼らを失望させたくはありませんでした3。
しかし、そうしなければ、私たちのコミュニティ内で病気の拡大を助長することになりかねないと分かっていたので、これが正しい行動であると確信していました4。
感染曲線を平坦にする必要があります
これは極めて重要です。なぜなら、地域での感染速度を遅らせることができれば、その地域の病院が、感染した患者と、本来対応すべき通常の患者の両方に対処する時間を確保できるからです。これは「曲線を平坦にする」と呼ばれ、この例示的なグラフに明確に示されています：
元国家健康情報技術調整官のFarzad Mostashari氏は次のように説明しています。「旅行歴や既知の症例との関連がない新規症例が毎日確認されています。そして、これらは氷山の一角にすぎないことがわかっています検査の遅れのためです。つまり、今後2週間で診断された症例数は爆発的に増えるでしょう……指数関数的な地域内感染が起きているときに封じ込めを試みることは、家が燃えているときに火花を消そうとするようなものです。そうなった場合、私たちは戦略を緩和策へと切り替える必要があります。すなわち、感染拡大を遅らせ、医療機関へのピーク時の影響を減らすための防護措置を講じることです。」医療システムが負荷に対応できる程度に感染拡大を十分低く抑えられれば、人々は治療を受けることができます。しかし、症例があまりにも急速に増えれば、入院を必要とする人々は入院できなくなってしまいます。
おそらく計算は次のようになります。Liz Specht氏によると：
米国では人口1,000人当たり約2.8床の病床があります。人口は3億3,000万人ですので、病床数は約100万床になります。どの時点でも、そのうち65%の病床はすでに使用されています。これにより、全国で利用可能な病床は約33万床残ります（通常のインフルエンザシーズンなどのこの時期は、もう少し少なくなるかもしれません）。イタリアの数字を信頼し、症例の約10%が入院を必要とするほど重篤であると仮定しましょう。（多くの患者にとって入院期間は数週間に及ぶことを念頭に置いてください。言い換えると、病床の回転は非常に遅くなり、病床はCOVID19の患者で埋まっていきます）。この推定では、5月8日頃までに、米国内のすべての空いている病床が埋まるでしょう。（もちろん、これは感染力の高いウイルスの患者を隔離するのに、これらの病床が適しているかどうかについては何も示していません。）重症例の割合について2倍の誤差があったとしても、病床が満杯になる時期は、どちらの方向にも6日しか変わりません。症例の20%が入院を必要とする場合は、5月2日頃に病床が不足します。5%しか入院を必要としない場合は、5月14日頃まで持ちこたえられます。2.5%なら5月20日まで持ちこたえられます。もちろん、これは病床需要がその他の（非COVID19）原因によって増加しないことを前提としており、これは疑わしい仮定に思えます。医療制度の負担が増し、処方薬の不足などが起こると、通常は慢性疾患をうまく管理できている人々が、深刻な医療的危機に陥り、集中治療や入院が必要になるおそれがあります。
Liz Specht
地域社会の反応が大きな違いを生む
これまで議論してきたように、この計算は確実なものではありません。中国は極端な措置を講じることで感染拡大を抑えられることをすでに示しています。成功した対応のもう一つの好例はベトナムです。ベトナムでは、とりわけ全国的な広告キャンペーン（キャッチーな歌も含む）によって、地域社会の対応がすぐに動員され、人々が行動を適切に調整するようになりました。
これは単なる仮定の状況ではありません。1918年のインフルエンザ・パンデミックで明確に示されました。米国では、2つの都市がパンデミックに対して非常に異なる反応を示しました。フィラデルフィアは戦争資金の調達を支援するため、20万人が参加する大規模なパレードを実施しました。一方、セントルイスは、感染拡大を抑えるため社会的接触を最小限にする慎重に設計された手順を導入し、すべての大規模イベントを中止しました。各都市の死亡者数の推移は、Proceedings of the National Academy of Sciencesに示されているとおりです：
フィラデルフィアの状況は極めて深刻になり、棺や遺体安置所が不足するほどにまで至り、インフルエンザによる膨大な数の死者に対応できなくなりました。
2009年のH1N1パンデミックの際に米国疾病予防管理センター（CDC）の代行所長を務めたRichard Besser氏は、米国について、「曝露のリスクや、自分と家族を守る能力は、とりわけ収入、医療へのアクセス、移民の身分によって左右される」と述べ、さらに次のように指摘しています：
障害のある人や高齢者は、日常生活や支援体制が混乱すると、特に危険にさらされます。医療へのアクセスが容易でない人々、特に農村部や先住民のコミュニティでは、必要なときに途方もない距離を移動しなければならないことがあります。公営住宅、介護施設、刑務所、シェルター、あるいは路上のホームレスなど、密接した環境で暮らす人々は、波のように感染が広がり、かつてワシントン州で見られたように苦しむかもしれません。また、給与制ではない労働者や不安定な勤務スケジュールを持つ低賃金のギグエコノミーの脆弱性は、今回の危機の中で誰の目にも明らかになるでしょう。米国の労働力の60%を占める時給労働者に、必要なときに休暇を取ることがどれほど容易かを尋ねてみてください。
Richard Besser
米国労働統計局のデータによれば、最も低い所得層の3分の1未満の人々しか有給病気休暇を利用できないことが示されています：
米国では十分な情報がありません
米国の大きな問題の一つは、検査がほとんど行われておらず、検査結果が適切に共有されていないことであり、そのため実際に何が起こっているのか把握できていないことです。前FDA長官のScott Gottlieb氏は、シアトルではより良い検査が行われており、そこで感染が確認されていると説明しました。「シアトルでのcovid-19の集団発生を早期に把握できたのは、独立した科学者による定点監視の取り組みがあったからです。そのような監視は他の都市では十分に進んでいませんでした。したがって、米国の他のホットスポットはまだ完全には把握されていないかもしれません。」『The Atlantic』によると、マイク・ペンス副大統領は「約150万件の検査」が今週利用可能になると約束していましたが、現時点で米国全体で検査を受けた人は2,000人未満でした。The COVID Tracking Projectのデータに基づき、The Atlantic誌のRobinson Meyer氏とAlexis Madrigal氏は次のように述べています：
私たちが収集したデータは、covid-19とそれが引き起こすCOVID-19という病気に対するアメリカの対応が、特に他の先進国と比較して、驚くほど鈍いことを示唆しています。CDCは8日前、米国内でウイルスが地域社会内で感染（コミュニティ感染）していることを確認しました。つまり、海外渡航歴も感染者との接触もない米国人が感染していたのです。韓国では、最初の地域社会感染が確認されてから1週間以内に66,650人以上が検査を受け、すぐに1日あたり10,000人を検査できる体制を整えました。
Alexis Madrigal
問題の一部は、これが政治的問題になってしまったことです。特にDonald Trump大統領は、（米国内の感染者数という）「数字」を低く抑えておきたいという意向を明確にしています。これは、指標の最適化が実際に良い結果を得ることを妨げている例です。（この問題の詳細については、データサイエンスの倫理に関する論文「The Problem with Metrics is a Fundamental Problem for AI）。Googleの AI責任者 Jeff Deanは、政治化された偽情報の問題について懸念を投稿しました：
私はWHOに勤務していた時期、HIV/AIDSのパンデミックへの対応を支援するために設立された（現在はUNAIDSとなっている）グローバル・エイズ計画に参加していました。そこのスタッフは、その危機への対応に全力を注ぐ献身的な医師や科学者たちでした。危機の際には、明確で正確な情報が、誰もが（国、州、地方政府、企業、NGO、学校、家族、個人が）適切で十分な情報に基づいた判断を下し、対応策を決める上で不可欠です。適切な情報があり、最良の医学・科学の専門家の意見に耳を傾けるための政策が整っていれば、HIV/AIDSやCOVID-19のような課題も、私たちは皆乗り越えることができるでしょう。政治的利益に基づく偽情報があると、拡大するパンデミックに迅速かつ断固として対応しなければ、事態は取り返しのつかないほど悪化する現実的なリスクがあり、実際に病気をより速く広げる行動を積極的に促すことにもなります。この状況全体が展開していく様子を見るのは、非常に辛いものです。
Jeff Dean
透明性に関しては、状況を好転させるための政治的意思があるようには見えません。Wiredによると、保健福祉長官のAlex Azarは、Wiredによると「新型コロナウイルスに感染しているかどうかを判定するために医療従事者が使用する検査について話し始めた」。そうした検査キットの不足は、米国における病気の拡大と重症度に関する疫学的情報の深刻な欠如を招いており、政府側の不透明さによってそれがさらに悪化している。Azarは、品質管理の結果を待って、より多くの検査が近く提供されると述べようとした」。しかし、その後次のように続きました：
その後、トランプ大統領がAzarの発言を遮りました。「しかし、重要なのは、今も昨日も、検査が必要な人は誰でも検査を受けられているということです。検査はあり、検査キットも素晴らしいものです。検査が必要な人は誰でも検査を受けられています」とトランプ氏は述べました。これは事実ではありません。Pence副大統領は木曜日、米国には需要を満たすのに十分な検査キットがないと記者団に語っていました。
Wired
他の国々は、米国よりもはるかに迅速かつ大規模に対応しています。東南アジアの多くの国々、特に台湾では、現在R0が0.3まで下がるなど、優れた成果を示しています。また、シンガポールは、次のように提案されています：COVID-19対応のモデル。アジアだけではありません。例えばフランスでは、1000人を超える集会が禁止され、現在3つの地区で学校が閉鎖されています。
結論
Covid-19は重大な社会問題であり、私たちは皆、病気の拡大を抑えるために取り組むことができ、また取り組むべきです。具体的には次のとおりです：
大人数の集団や群衆を避ける
イベントを中止する
可能な限り在宅勤務をする
家を出入りする際や、外出中に頻繁に手を洗う
特に外出時には、顔に触れないようにする。
脚注
疫学者は、病気の拡大を研究する人々です。死亡率やR0などを推定することは実際には非常に難しいため、これを適切に行うことを専門とする分野全体が存在します。covid-19がどのように振る舞っているかを、単純な比率や統計を使って説明する人々には注意してください。代わりに、疫学者によるモデリングを参照してください。↩
厳密に言えば正確ではありません。「R0」は本来、対応策がない場合の感染率を指します。しかし、それが実際に私たちが関心を持つ対象であることはほとんどないため、ここでは定義をやや緩やかに扱います。↩
その決定以来、私たちは対面版よりも優れたものになることを期待して、オンラインでコースを実施する方法を模索してきました。世界中の誰でも参加できるようにし、毎日オンラインでの学習およびプロジェクトグループを実施する予定です。↩
その他にも、ジムに行く代わりに自宅で運動すること、すべての会議をビデオ会議に移行すること、そして楽しみにしていた夜のイベントを取りやめることなど、ライフスタイルにいくつかの小さな変更を加えました。↩
