固定期間法とPCRテスト法、それぞれに課題

名古屋大学は7月27日、新型コロナウイルス感染症（COVID-19）患者の隔離を終了するタイミングを検証するためのシミュレータ（シミュレーションのためのソフトウエア）を新たに開発したと発表した。この研究は、同大大学院理学研究科（研究当時：九州大学）の岩見真吾教授、Jeong Yong Dam（チョン ヨン ダム）研究員ら、米国インディアナ大学の江島啓介助教らの研究グループによるもの。研究成果は、「eLife」に掲載されている。

画像はリリースより

感染者隔離は、二次感染を防ぐための重要な感染症対策だ。隔離者は自宅、あるいは、決められた施設で定められた期間を過ごすことになる。では、どの程度の隔離期間が適切なのだろうか。長期間の隔離は二次感染のリスクを下げる一方で、隔離者やそれを支える社会は大きな負担を被る。よって、隔離に関わるリスクと負担のバランスを考慮した、適切な感染者隔離のガイドラインが求められている。

これまでに、2つの感染者隔離の基準が考慮されてきた。1つ目は、感染者を一定期間だけ隔離する方法（固定期間法）。2つ目は、PCRで計測できる個々の感染者のウイルス量に基づく方法（PCRテスト法）で、ウイルス量が閾値を下回るまで（つまり、感染性を失ったと考えられるまで）隔離するものだ。

固定期間法は、期間だけに基づくので実行が簡単だ。しかし、感染性を失うまでの期間には個人差がある点を考慮できない。つまり、隔離終了時点でもまだ感染性を持っている場合や、逆に感染性を失っているが、期間を終えるまで不要に長く隔離されている場合がある。一方、PCRテスト法は直接ウイルス量を計測するので、感染者ごとに感染性を失ったと考えられる時点で隔離が終了できる。しかし、医療従事者による複数回のPCR検査の実施が必要になるため、検査の提供・実施体制が課題となっている。

感染性「有」患者の隔離を終了するリスク、感染性を失った患者を不要に隔離する期間を計算

今回の研究では、COVID-19患者の臨床データと数理モデルを用いて、さまざまな設定に対応した感染性のある患者の隔離を（早く）終了するリスクと、感染性を失った患者を不要に隔離する期間（隔離に関わる負担）を計算できるシミュレータを開発した。

特に、上記の固定期間法やPCRテスト法をシミュレーション内で実現し、適切な固定期間、隔離期間でのPCRテストの間隔などを計算できる。これにより、隔離に関わるリスクと負担を同時に抑えるための個人差を考慮した適切な隔離戦略を、数理モデルに基づいて提案できるようになったという。

リスクと負担を同時に抑える適切な隔離に期待

日本では、検査結果に関わらず有症状者は「発症日から10日間経過し、かつ、症状軽快後3日間経過していること」が隔離終了の条件として採用されている。また、無症状者や重症者には異なる条件が適用されている。

例えば、発症後10日間の隔離期間を仮定した固定期間法では、開発したシミュレーションによると、感染性のある患者の隔離を（早く）終了するリスク（隔離に関わるリスク）は0.9％程度と低く抑えられる一方、感染性を失った患者を不要に隔離する期間は（隔離に関わる負担）は6.8日程度と長くなることが計算できる。また、二次感染による感染拡大のリスクを抑えるために、隔離に関わるリスクを5％以下に止めたい場合は、シミュレーションによると7日間の隔離期間が必要になるが、平均して3.8日間、隔離に関わる負担が発生すると計算される。

感染症対策では、その時々に応じて、限られた予算や人員、資源を考慮しつつ、柔軟に戦略を提案することが重要だ。特に、リスクと負担を同時に抑える適切な隔離ガイドラインが日本のみならず世界的に求められており、同シミュレータはそのような要望に応えるものだとしている。

同研究は、JST未来社会創造事業探索加速型「共通基盤」領域における数理モデルの臨床データの定量的解析にもとづいたシミュレータ開発の成果を、社会に実装するために「感染者の隔離戦略」の評価・検証を可能にしたもの。また、JSTムーンショット型研究開発事業にも支援されている。（QLifePro編集部）