Hodí se nám i data z odpadních vod, říká matematik předpovídající covid

Pracujete ve vědeckém týmu, který se snaží předpovídat potřeby nemocniční péče o pacienty s koronavirem. Jak jste se k tomuto projektu dostal? A můžete ho přiblížit?

Začalo to na jaře, kdy byli všichni nervózní a spousta z nás přemýšlela, jak by mohla pomoci. Pracuji v oboru biomatematiky, a když se nemoc začala šířit, byl jsem pozván na schůzku se zvláštním týmem ve Stockholmu. Zjistili jsme s kolegy, že bychom mohli být užiteční při vytváření nových modelů.

Pro nás jako vědce to byla nezvyklá akce, museli jsme pracovat rychle a jen s omezeným počtem dat. Jindy vědci říkají: Počkejme rok, budeme mít dat více. Tentokrát jsme ale ten čas neměli, lidé umírali.

Naším úkolem bylo zjistit, kdy přijde vrchol pandemie do Göteborgu a kam ten vrchol dosáhne. Tyto předpovědi jsou potřeba, aby se nemocnice dokázaly připravit a mít k dispozici potřebný počet lůžek.

A předpovědi jste měli úspěšné, na rozdíl od kolegů v některých zemích…

Ano, nějaký čas je studovali a použili je.

Úřady tedy byly spokojené…

Ne úřady, ale přímo zdejší nemocnice Sahlgrenska. Náš model byl šitý na míru pro situaci v Göteborgu, vycházel ale přitom z dat ze Stockholmu. Ten byl na rozdíl od nás zasažen mnohem tvrději a dříve. To bylo způsobené školními prázdninami - švédské děti během nich jezdí lyžovat. Nejvíce jezdí do Itálie, Švýcarska a Rakouska, tudy se sem zřejmě dostal virus. No a vzhledem k tomu, že na jihu bývají prázdniny dříve, kdy v těchto zemích ještě nebyla situace tak špatná, se děti z jihu země nenakazily a my jsme získali před Stockholmem náskok.

Můžete laikovi vysvětlit, jak takový matematický model funguje?

Vycházeli jsme ze známého modelu SIR, který se používá už skoro sto let (matematicko-biologický model rozdělující populaci do různých skupin, v tomto případě na zdravé, infikované a vyléčené jedince, více zde). Ten pak rozšiřujeme o další proměnné, například dělíme skupiny na lidi se symptomy a bez nich a snažíme se zjistit, jak nemoc funguje.

Nemocnici jsme neposílali přímo data - práce s daty ve zdravotnictví je komplikovaná kvůli tomu, že jde o osobní informace - ale programy, z nichž vygenerovali křivku. Její svislá část zachycuje počet potřebných lůžek v nemocnici, ta vodorovná pak jednotlivé dny. Katastrofa by samozřejmě nastala, kdyby byl počet lůžek potřeba tak velký, že by nemocnice musela odmítat lidi, kteří na tom nejsou až tak zle. To se zde naštěstí nestalo.

Jak to pokračuje dál?

Poté, co dosáhneme vrcholu, už to není tak dramatické, stále ale modely potřebujete, abyste měli situaci pod kontrolou. Podle tohoto základního modelu by měl počet nemocných stále pomalu klesat, to se ale neděje a objevují se menší lokální ohniska. Ta je třeba předpovědět, aby se nemocnice mohly připravit a říci třeba lidem v konkrétní části města, aby byli opatrnější, zůstávali doma a vyhýbali se veřejné dopravě. Ve Švédsku máme dlouhou tradici důvěry lidí ve vládu, a když jim úřady něco doporučí, lidé je uposlechnou.

Abychom předpověděli další šíření viru, začali jsme pracovat i s dalšími daty, konkrétně s počtem jízd autobusem. Když se lidé vracejí do autobusů a tramvají, znamená to, že už se cítí bezpečněji a třeba nedodržují tak striktně rozestupy. Nakazit se samozřejmě v autobuse nemusíte, ale je to jistý indikátor mentality lidí. Když se pak virus rychleji šíří v jedné skupině modelu, lépe odhadnete, co se bude za pět nebo deset dní dít v těch dalších skupinách (zachycujících například počet hospitalizovaných).

Podobně se snažíme využívat i další data z mobilních telefonů, která nám ukazují, jak se lidé shromažďují, nebo také počet testů. Další data získáváme z odpadních vod. Ta nám ukazují množství viru v určité oblasti. Z nich se zase dá odhadnout, kolik je v ní nakažených lidí - jinak to nezjistíme, protože spousta z nich nemá příznaky, a proto se ani nenechá testovat.

I data z odpadních vod se ale musí posuzovat jen pro určitou oblast, a ne je používat obecně. V tom, kolik obsahují viru, mohou hrát roli i srážky, které ho rozředí. Není to jednoduché.

Četl jsem, že jste na začátku použili data z Wu-chanu a Lombardie…

Neřekl bych přímo použili, spíše jsme je vyhodnocovali.

A i kdybyste měli správná data z nějaké oblasti, dají se použít obecně k vytváření modelů? Už na jaře se mluvilo o vlivu různých specifik, ať už o typu krve, nebo o proočkovanosti na tuberkulózu…

My jsme právě žádné obecné modely nevytvářeli, ale jen model určený pro zdejší nemocnici. Když se snažíte vytvořit obecně platný model, ztrácíte jeho specifičnost. Za rok touto dobou třeba budeme mít mnohem více dat a situace může být jiná.

Nyní je kolem nemoci obrovská spousta teorií a nejasností. Možná jste slyšel také o genech neandrtálců. Jeden z předních odborníků na neandrtálce je Švéd a podařilo se mu izolovat jejich genom. Zjistilo se, že lidé v sobě mají jejich geny. No a vědci si myslí, že ti, kteří mají těchto neandrtálských genů více než jiní, jsou náchylnější k tomu mít těžký průběh koronaviru.

Když teď během pobytu ve Švédsku sleduji dění u nás, jsem z toho dost zmatený. Tady nenosí roušky téměř nikdo, restaurace fungují a jsou plné lidí a čísla jsou v pořádku. U nás padají každým dnem rekordy a opatření jsou čím dál přísnější… Máte pro to nějaké vysvětlení?

Je pravda, že se někteří vědečtí kolegové velmi diví tomu, že se u nás roušky nenosí. Švédská vládní Agentura pro veřejné zdraví se ale rozhodla, že bude vycházet pouze ze solidně vědecky ověřených faktů. Virus je mnohem menší než bakterie, roušky proto před ním nemusejí zcela chránit, na druhou stranu chrání ty druhé… Možná to vytváří falešný dojem bezpečnosti, o tom se dost diskutovalo. A pokud by to naše vláda nařídila, nosili by ji všichni, Švédové jsou velmi poslušní a své vládě věří.

Hlavní švédský epidemiolog přiznal, že na jaře udělal chybu, zvláště v tom, že se virus dostal do domovů důchodců. Myslíte, že by zemi přece jen nějaká karanténa prospěla a že byl přístup vlády až moc liberální?

Ano, oni otevřeně chyby v domovech důchodců přiznali, a právě proto si myslím, že jim (odborníkům) lidé i nadále tak věří. Nejsou jako politici, dokážou přiznat, že udělali něco špatně, a nevyhýbají se pravdě. Podle mě je smutné, že se někdy boj s virem jeví jako soutěž mezi jednotlivými státy… lidé ale umírají, to nelze omezit na soupeření vlád.

Jsou podobné modely, které jste vytvářel pro Göteborg, běžné i v dalších švédských městech?

Vím, že s nimi pracovali v Linköpingu. Je fajn vidět, že se mnoho vědců snaží zapojit a pomáhat, i když to nikde nevyjde ve vědeckých časopisech. Máte z toho ale dobrý pocit.