Nghĩ như một chuyên gia dịch tễ

Ts. Eleanor Murray, ScD | Trần Giao Thủy

(Nguồn: https://dcvonline.net/2021/08/05/nghi-nhu-mot-chuyen-gia-dich-te/)

Chỉ số lây nhiễm trung bình. Department of Health | @roinnslainte

Thông báo gần đây của CDC cho hay biến thể Delta có chỉ số lây nhiễm trung bình trong khoảng 6-9 khiến rất nhiều người lo ngại và đang hỏi tôi như vậy liệu chúng ta cần chủng ngừa tăng cường chống COVID hay không.

Hãy thảo luận bằng toán về cách chúng ta có thể lấy quyết định ra sao!

Trước tiên, chúng ta cần bảo đảm mọi người đều hiểu về “chỉ số lây nhiễm” trung bình là gì.

Thuật ngữ này có nghĩa là số trung bình những người mới bị nhiễm do một người truyền nhiễm.

Khi nói về một nhóm dân số đều dễ mắc bệnh, chúng ta dùng ký hiệu R0 (phát âm là R-naught, theo tiếng Anh) hoặc số lây nhiễm căn bản.

Khi chúng ta nói về một dân số hỗn hợp cả người dễ nhiễm bệnh và người miễn dịch, chúng ta sử dụng ký hiệu R hoặc Re để biết số lây nhiễm trong tập thể đó.

Bất kể chúng ta đang nói về R0 hay Re, nếu con số này lớn hơn 1, bất kỳ trường hợp lây nhiễm nào cũng sẽ dẫn đến một đợt bùng phát tăng dần và lây lan cho đến khi chúng ta ngăn chặn được nó hoặc hết còn người để lây nhiễm.

Chỉ số R0 hay Re nhỏ hơn 1 có nghĩa người nhiễm bệnh không gây ra ổ dịch hoặc nếu có, ổ dịch sẽ tự biến mất.

Mục tiêu chính của y tế công là tìm ra bất kỳ loại virus nào có R0 hay Re lớn hơn 1 và can thiệp cho đến khi Re nhỏ hơn 1.

R, Rt hay Re là chỉ số lây nhiễm trung bình cho một tập hợp dân số hỗn hợp cả người dễ nhiễm bệnh và người miễn dịch. Nguồn: Thomas V. Inglesby, MD (Inglesby, T.V., 2020)

Có rất nhiều phép toán phức tạp đằng sau những con số này và chúng khác nhau dựa trên một số đặc điểm của dịch bệnh cụ thể, nhưng khi đã có R0 hay Re, việc giải thích khá dễ hiểu.

Bây giờ đã biết “chỉ số lây nhiễm” trung bình nghĩa là gì, chúng ta có thể sử dụng chúng để lấy quyết định.

Bài học dịch tễ học tiếp theo mà bạn đọc cần là bất cứ khi nào muốn lấy quyết định, chúng ta cần một “trường hợp căn bản”: chúng ta không thể quyết định phải làm gì trừ khi chúng ta biết điều gì sẽ xảy ra theo hành động mặc định điển hình của chúng ta!

Trong trường hợp COVID, có hai trường hợp căn bản mà chúng ta có thể muốn xét đến.

Đầu tiên, COVID ban đầu đã lây lan như thế nào trước khi có tất cả các biến thể và trước khi có thuốc chủng ngừa?

Trường hợp căn bản số 1 này sẽ cho chúng ta trực giác về đại dịch vì nó đại diện cho hầu hết những gì đã xảy ra hồi năm ngoái.

R0 cho COVID chưa có biến thể được ước tính vào khoảng 2-3. Hãy lấy 3 để chúng ta có một số duy nhất cho các phép tính sau đây.

Chúng ta có thể thấy rằng con số (3) này lớn hơn 1, đó là lý do tại sao dịch bệnh bùng phát.

Tất cả các biện pháp giới nghiêm, đeo mặt nạ và các biện pháp phòng ngừa y tế cộng đồng tương tự mà chúng ta đã thực hiện trong năm qua đã hạ Re xuống gần bằng 1 trong khi dịch bệnh đang xảy ra và trong một số trường hợp Re còn nhỏ hơn 1.

Đó là một chiến thắng lớn! Cho đến khi chúng ta ngừng, không áp dụng những biện pháp phòng ngừa đó nữa.

Thuốc chủng ngừa đã ảnh hưởng thế nào đối với Re? Thử làm bài tính!

Chúng ta có thể tính nhanh chỉ số Re bằng công thức sau đây:

Re = R0 * (1-(X * Ve)) … phương trình (1) [dấu ‘*’ ở đây là phép tính nhân, ‘x’]

Trong phương trình trên, X là tỷ lệ người đã tiêm chủng và Ve là hiệu quả (hay hiệu lực) của thuốc chủng ngừa.

(Một cách khác để viết phương trình (1) là: Re = R0 * S, trong đó S là tỷ lệ người dễ/có thể mắc bệnh).

Vì đó là một con số dễ hiểu, hãy giả sử rằng tất cả các loại thuốc chủng ngừa đều có hiệu quả tương tự như Pfizer/BioNtech (tức là 95%).

Đối với COVID ban đầu không có biến thể, chúng ta thấy rằng tác động của thuốc chủng ngừa, nếu 100% người được tiêm chủng, sẽ là:

Re = 3 * (1-(1 * 0,95)) = 0,15 ➟ nhỏ hơn 1!

Bây giờ, rõ ràng là chúng ta không tiêm chủng được 100% dân số. Vì vậy, nếu chúng ta lấy tỉ lệ người đã chích ngừa đầy đủ hiện nay ở Mỹ thì sao?

Tính đến ngày 2 tháng 8, con số đó ở Mỹ là 49,9%, vì vậy hãy giả sử 50% cho đơn giản.

Re = 3 * (1-(0,5 * 0,95)) = 1,575

Ở Canada, tỉ tệ đó là 59,9%, vậy dùng 60% cho đơn giản.

Re = 3 * (1-(0,6 * 0,95)) = 1,290

Hai con số Re đó vẫn lớn hơn 1 nên chúng ta vẫn cần các biện pháp phòng ngừa khác.

Ngoài ra, COVID không biến thể không phải là COVID duy nhất đang lưu hành.

Vì vậy, với trường hợp căn bản thứ hai của chúng ta, hãy xét đến biến thể Delta.

CDC cho biết R0 của biến thể Delta có thể là 6-9. Hãy chọn 8.

Dữ liệu thu thập gần đây cho thấy hiệu quả của thuốc chủng ngừa Pfizer thấp hơn một chút đối với biến thể Delta, giả sử là 85%.

Những con số này cho chúng ta biết gì về Re đối với biến thể Delta ở Hoa Kỳ (Canada và Việt Nam) tính đến ngày 2 tháng 8?

Ở Mỹ, Re = 8 * (1-(0,5 * 0,85)) = 4,6  ➟ hơn 4 lần 1!

Ở Canada, Re = 8 * (1-(0,6 * 0,85)) = 3,92 ➟ gần 4 lần 1!


Tỉ lệ dân số đã chích ngừa đầy đủ. Nguồn: Our World in Data


Ở Việt Nam, dân chúng hiện đang được chích ngừa nhiều nhất bằng AstraZeneca và Moderna. Để đơn giản hóa bài toán hãy coi hai loại thuốc này có hiệu quả tương đương với Pfizer như đã nói ở trên và tỉ lệ người đã tiêm phòng đầy đủ ở Việt Nam tính đến 2 tháng 8 là  0,76%. Hãy dùng 1%.

Ở Việt Nam, Re = 8 * (1-(0,01 * 0,85)) = 7,932 ➟ gần bằng 8, không có gì thay đổi nhiều và quá lớn so với 1!

Thứ nhất, Re  ở Mỹ và Canada thấp hơn 8 và ở Việt Nam thì, trời ạ, gần bằng 8. Cả ba trị số của Re trên đây thậm chí cao hơn R0 của COVID chưa biến thể khi bắt đầu đại dịch! Thứ hai, Re cho thấy hiệu quả tức thì của việc chích ngừa: tỉ lệ dân chúng đã chích ngừa đủ càng cao thì chỉ số lây nhiễm trung bình càng giảm, xuống gần 1.

Đây là lý do tại sao tất cả chúng ta vẫn cần dùng mặt nạ!

Bây giờ hãy nghĩ về một số biện pháp ngăn ngừa mà chúng ta có thể làm được.

  • (A) Việc gì sẽ xảy ra nếu chúng ta tăng tỷ lệ tiêm chủng lên 75%? Đó là một bước tiến lớn nhưng không phải là không thể. Đây là việc không thể xảy ra ở Việt Nam và những quốc gia không có đủ thuốc chủng ngừa trong giai đoạn này.
  • (B) Điều gì sẽ xảy ra nếu chúng ta cho tất cả những người đã tiêm chủng đủ thêm một liều tiêm tăng cường? Giả sử mũi tiêm tăng cường khôi phục hiệu quả 95% ban đầu.

Đối với trường hợp căn bản số 1 (COVID chưa biến thể),

Giả sử (A) cho chúng ta:

Re = 3 * (1-(0,75 * 0,95)) = 0,86 ➟ nhỏ hơn 1!

Con số đó nhỏ hơn 1 và có nghĩa là chúng ta chỉ CẦN chích ngừa! Đúng là một chiến thắng!

Giả sử (B) không thay đổi trường hợp căn bản của chúng ta vì Ve đối với COVID không biến thể luôn là 95%.

Vì vậy, chúng ta có thể thấy rằng nếu chúng ta chỉ phải giải quyết dịch COVID không có biến thể , thì hành động tốt nhất sẽ là tăng tổng số người được tiêm chủng và sau đó chúng ta có thể ngừng tất cả việc dùng mặt nạ, giãn cách, giới nghiêm và mọi thứ khác!

Còn đối với biến thể Delta thì sao?

Giả sử A (nhiều người được tiêm chủng hơn) cho chúng ta:

Re = 8 * (1-(0,75 * 0,85)) = 2,9

Con số đó vẫn lớn hơn 1, vì vậy chúng ta vẫn cần dung mặt nạ và các biện pháp phòng ngừa khác, nhưng Re nhỏ hơn rất nhiều so với 8!

Giả sử B (tiêm thêm liều tăng cường cho những người đã chích ngừa đầy đủ) cho chúng ta:

Re = 8 * (1-(0,5 * 0,95)) = 4,2

Một con số thảm hại!

Việc chích cho tất cả những người đã tiêm phòng đầy đủ thêm một liều tăng cường để nâng hiệu quả thuốc chủng ngừa lên đến 95% (một con số cao ngất ngưởng) sẽ chỉ giảm Re  đối với biến thể Delta từ 4,6 xuống 4,2!

Con số đó vẫn lớn hơn Re đối với COVID chưa biến thể!

Những tính toán này, có vẻ như khá rõ ràng cho thấy rằng tiêm chủng cho 75% dân số (tức là thêm một nửa số người đã chích ngừa cho đến nay) tốt hơn so với tiêm thêm liều chủng ngừa tăng cường cho 50% số người đã được tiêm chủng đầy đủ ban đầu.

Nhưng bất cứ phương án nào được chọn, chúng ta vẫn cần các biện pháp phòng ngừa khác!

Còn nếu chúng ta nhắm mục tiêu thấp hơn một chút thì sao? Có bao nhiêu người chưa chích ngừa sẽ cần chủng ngừa đầy đủ để đạt được lợi ích bằng với việc tiêm liều tăng cường cho tất cả những người đã được chủng ngừa? Với bài toán này, chúng ta cần dùng đến đại số một chút để giải phương trình sau đây:

4,2 = 8 * ((1-x) * (0,85))

x = 0,56

Câu trả lời: 56% dân số; chỉ cần thêm 6 phần trăm!

Vậy làm thế nào để có thể tăng tỷ lệ chích ngừa đầy đủ ở Mỹ từ 50% lên 56%?

Tính đến ngày 2 tháng 8, 58% dân số đã được tiêm chủng ít nhất một liều!

(Lưu ý kỹ thuật, để đơn giản, giả sử những người được tiêm chủng một phần có thể nhiễm bệnh 100%, này không đúng nhưng dễ tính toán.)

Như thế có nghĩa là bằng cách bảo đảm rằng tất cả những người đã bắt đầu chích ngừa đều được tiêm liều thứ hai, chúng ta có thể được bảo vệ bằng như việc tiêm cho MỌI người đã tiêm thuốc chủng ngừa đầy đủ thêm một liều tăng cường.

Đối với tôi, điều đó dường như quá dễ hiểu!

Nếu cứ làm những con toán phía trên, bạn đọc sẽ thấy rằng việc tiêm thuốc chủng ngừa cho những người chưa được tiêm chủng LUÔN LUÔN là một quyết định tốt hơn so với việc tiêm liều tăng cường cho những người đã được tiêm chủng đầy đủ. Ít nhất là cho đến khi hầu hết mọi người chúng ta đều đã được tiêm phòng.

Vì vậy, bạn có thể quyết định, nhưng đối với tôi, tôi muốn chủng ngừa cho tất cả mọi người!

Cũng có thể thấy rằng nếu biến thể Delta thực sự tồi tệ như vậy thì chúng ta sẽ cần mặt nạ và các biện pháp phòng ngừa khác trong thời gian dài sắp tới.

Mặt nạ giúp ngừa và chống COVID-19 một cách hiệu quả. Nguồn: https://sites.duke.edu

Đó là một thực tế không tránh được, và tệ hơn nữa, chúng ta có thể tránh được chuyện này bằng cách làm tốt hơn công việc kiểm soát  lây nhiễm từ năm ngoái. (Nhưng không ai không có máy để đi ngược thời gian).

Vì vậy, đừng đi vào vết xe đã đổ lần thứ nhì!

Một số người đã hỏi lây lan của dịch COVID-19 này so với bệnh cúm mùa như thế nào. Trị số của R0 đối với bệnh cúm mùa là từ 1 đến 2.

Vì vậy, bây giờ bạn đọc có thể thấy tại sao khi chúng ta thực hiện tất cả những biện pháp phòng ngừa chống lại virus đường hô hấp vào năm ngoái, bệnh cúm mùa đã hoàn toàn biến mất!

Tác giả | Ts Eleanor Murray, tiến sĩ khoa học  là một chuyên gia Dịch tễ, đã theo học tại các đại học McGill, Columbia, và Harvard, hiện là Phó giáo sư khoa Dịch tễ tại Đại học Boston @BUSPH | biên tập cho SoMe @amjepi | cohost @casualinfer podcast | epiCOVIDCorps | #epitwitter | http://github.com/eleanormurray