Alle wetenschappers waren eensluidend: “Vroeg of laat komt er een virusuitbraak die uitgroeit tot een verschrikkelijke pandemie”. Nu dat die pandemie een feit is, spreken diezelfde experten elkaar blijkbaar voortdurend tegen en slagen er niet meer in om een eenduidig actieplan op te stellen: “We zitten in de tweede golf; dit is nog niet de gevreesde tweede golf; mondmaskers dragen beschermt ons; mondmaskers zijn nutteloos; bubbel van 4, van 5, van 10, van 15, vast of wekelijks verschillend.” In wat volgt proberen we te verklaren waarom wetenschappers zo overtuigd waren over een nakend virale pandemie en waarom ze tegenstrijdig zijn in hun vooropgestelde maatregelen over hoe deze pandemie moet ingedijkt worden. Om dit te begrijpen zullen we het reproductiegetal uit de doeken doen.
Wetenschappers zijn eigenlijk opgeleid om kritisch te zijn en continu nieuwe hypotheses aan te dragen. Niettegenstaande waren ze allen zonder uitzondering akkoord dat we vroeg of laat met een verschrikkelijke pandemie zouden opgezadeld zitten. De vraag was niet of dit zou gebeuren maar wanneer en waar. Nu kennen we het antwoord: december 2019 in Wuhan, China. De reden van die eensgezindheid wordt weergegeven in Figuur 1, een wereldmap met het jaartal, plaats en naam van virusuitbraken sinds 1961 (de pandemieën zijn in groen aangeduid, de epidemieën in blauw). Hieruit blijkt dat we over de ganse wereldbol regelmatig geconfronteerd werden met virus uitbraken of heropflakkeringen. Telkenmale was dit een virus dat circuleerde onder dieren (het natuurlijk reservoir) waar het weinig ziekte veroorzaakt. De virussen muteren (veranderen) voortdurend en soms springt zo een mutant over naar de mens (spill-over). Indien het virus (1) binnen in een cel van de mens geraakt en (2) erin slaagt zich daar te vermenigvuldigen en dan (3) van mens op mens overgedragen kan worden via de lucht of via een vector (bvb een mug, vlieg of ander insect), dan hebben we een probleem. Zeker wanneer de besmettingsgraad hoog is, de vermenigvuldiging in de mens groot is en de infectie leidt tot een grote CFR, (CFR staat voor ‘Case Fatality Rate’, de verhouding van het aantal bevestigde infecties ten opzichte van het aantal met een dodelijke afloop). De ravage die een zeer besmettelijk en zeer dodelijke virus kan aanrichten hebben we tussen 1918 en 1920 gezien met de Spaanse griep. In de marge van Figuur 1 staan ook de CFRs van de laatste virale uitbraken. Daaruit blijkt dat sommige (Ebola en Marburg) enorm dodelijk zijn en dus een zeer hoge CFR waarde vertonen. Gezien de voortdurende mutaties bij virussen was het overduidelijk dat er vroeg of laat wel een virus zou muteren zodat een nieuwe variant ontstaat die gemakkelijk overgedragen zou worden en een hoge CFR-waarde zou laten optekenen. Vandaar onze eensgezindheid. Het was onafwendbaar en het nieuw virus zal in de toekomst nog toeslaan.
Even tussendoor: SARS-Cov (verspreid in 2002) en SARS-Cov2 onze huidige pandemie, zijn beide beta-coronavirussen die genetisch slechts voor 80% identiek zijn; SARS-Cov-2 en MERS (2012) zijn voor 50% identiek. Mensen en apen zijn genetisch 98% identiek en de genetische informatie van mensen en muizen is voor 90% identiek. Dus SARS-Cov en SARS-Cov2 verschillen genetisch dubbel zoveel van elkaar dan mensen en muizen. Terwijl MERS en SARS-Cov-2, genetisch evenveel verschilt als mensen en fruitvliegjes. Dit om te zeggen dat virussen er slechts een 10-tal jaar over doen om te evolueren tot nieuwe soorten.
Hoe komt het dan dat dezelfde wetenschappers geen pasklaar antwoord hebben om Covid-19 in te dijken? Wel, in een vorig artikel had ik het theoretisch voorbeeld gegeven van een infectie met een reproductiegetal (R0) van 2. Dit betekent dat een besmet persoon gemiddeld 2 andere personen besmet (Figuur 2, bovenste paneel) en waarbij de patiënt na deze overdracht herstelt van de infectie en niet langer besmettelijk is. Na 5 dagen zullen zestien personen besmet zijn (de 16 blauwe personen rechts in het bovenste paneel in Figuur 2). Met zo een scenario en R0 waarde zal na iets meer dan een maand de ganse wereldbevolking besmet zijn.
Maar dit model is te veel vereenvoudigd en in het onderste paneel van Figuur 2 wordt een realistischer geval getoond. Op dag 2 zal de eerste besmette (roze) persoon 2 kennissen besmetten (blauwe heer en rode dame) en zelf geneest hij. Deze 2 kennissen besmetten op dag 3 vier andere kennissen (een groene, een zwarte en 2 blauwe personen) die op dag 4 contact maken met acht kennissen enzovoort. Maar, …. onder de 8 kennissen van onze 4 besmette personen bevindt zich ook onze roze ‘genezen’ patiënt en die kan door zijn opgebouwde immuniteit niet meer besmet geraken. Dus in plaats van 8, worden er slechts 7 personen besmet op dag 4. Met een R0=2 gaat het virus overgedragen worden op 14 contacten van deze 7 besmette personen. In die 14 duiken terug onze groene man, zwarte en rode vrouw op die ondertussen immuun zijn, dus worden er geen 14 maar slechts 11 personen besmet. Hoe verder ge gaat in de infectie, hoe meer herstelde patiënten zullen opduiken en bijgevolg daalt de R0 waarde progressief van 2 naar 1,5 en later onder 1,0. Eens de R0 waarde onder 1 ligt dan zijn er per dag meer personen die genezen dan dat er besmet worden. De R0 waarde is dus het hoogst bij de start van de besmetting, wanneer niemand immuniteit heeft opgebouwd. Voor SARS Cov-2 ligt de R0 iets boven 3, voor de jaarlijkse griep (influenza) is R0=1,3 of zo, R0 voor Ebola = 2; de pokken zou een R0 rond 5 hebben. Voor de meest besmettelijke virussen zoals het Norovirus, dat braken en diarree veroorzaakt en mazelen ligt de R0 waarde tussen de 14-15.
Hoe berekent men nu dit reproductiegetal? Hiervoor moet ge de mensen opdelen in 3 groepen (zie Figuur 3, links boven): (1) de geïnfecteerde (rode persoon, diegene die besmet is), (2) de gevoelige (blauwe persoon, diegene die vatbaar is voor infectie, die dus nog niet in contact kwam met het virus) en (3) de herstelde (de groene persoon of de personen genezen van of overleden aan de infectie). Het reproductiegetal weerspiegelt de snelheid van overdracht van het virus van een besmette naar vatbare personen. Wiskundig wordt dit voorgesteld door volgende formule:
R0 = (aantal geïnfecteerde mensen) x (aantal contacten per persoon) x (kans op overdracht bij contact) x (de fractie van de populatie die vatbaar is).
Deze formule spreekt voor zich: (1) Hoe meer geïnfecteerden er zijn, hoe groter de kans op verspreiding. (2) Hoe meer contacten er zijn tussen collega’s, familieleden en vrienden, hoe meer overdracht van het virus er zal zijn. Een eenzaat zal minder personen besmetten dan de kaartjescontroleur op de trein, die dagelijks in contact komt met 1000 personen. (3) Als je nauw contact hebt is de kans op overdracht vele malen groter dan wanneer je meerdere voorzorgsmaatregelen neemt (mondmasker dragen, geen handen geven, anderhalve meter afstand houden, enz…). (4) In het begin van de infectie is er niemand immuun, dus is iedereen vatbaar en is de fractie van de populatie aan vatbare personen gelijk aan 1. Na verloop van tijd, wanneer de helft van de mensen immuun of ongevoelig is voor infectie, wordt de fractie aan vatbare gehalveerd en zal de R0 waarde met de helft dalen.
In Figuur 3 onderaan, is een schets weergegeven van hetgeen zou gebeuren moesten alle Hoeilanders (ca 10.000) in een gesloten enclave wonen (niemand komt Hoeilaart binnen en niemand gaat buiten de grenzen van Hoeilaart). Eén persoon is besmet en de ziekte begint zich te verspreiden met een R0 = 2. De Hoeilanders zien elkaar voortdurend op voetbal, tennis of andere sportclub, in woonzorgcentrum, in de winkel, in de kerk, op het café zodat het aantal besmettingen gestaag toeneemt maar het aantal ‘vatbare’ zal gelijktijdig afnemen. Eens de helft van de Hoeilanders besmet zijn, zakt de fractie van vatbare in de dorpspopulatie spontaan van 1 (=10000 vatbare op 10000 inwoners) naar 0,5 (5000 vatbare op 10000 inwoners) en zal de R0 waarde eveneens naar de helft van zijn oorspronkelijk waarde dalen, zonder bijkomende maatregelen te treffen. Wanner R0 onder 1 duikt dan zullen er meer mensen zijn die genezen dan dat er nieuwe besmettingen bijkomen. Met andere woorden: de ziektegolf verdwijnt. Voor onze jaarlijkse griep met een oorspronkelijke R0 waarde van 1,2 à1,3 volstaat het dat 20% van de bevolking gevaccineerd en/of besmet geraakt en de epidemie waait vanzelf over.
Over de kans op infectie moeten we nog even terugkomen want dat is een ingewikkeld verhaal. In het geval van SARS-Cov-2 blijkt dat een grote struise man met een grote longinhoud meer virusdeeltjes aanmaakt en verspreidt. Een tengere vrouw met kleinere longinhoud, zal proportioneel minder virusdeeltjes verspreiden, en een jonge tiener zal nog minder virusdeeltjes verspreiden. Ook de kans op besmetting bij contact tussen een grote besmette man (onze superverspreider) en een oude tengere vrouw (met verminderde afweer) is vele malen groter dan bij contact tussen dezelfde superverspreider en een kind van 10 jaar. Met andere woorden, de kans op overdracht is verschillend voor elk contact afhankelijk van de leeftijdsgroep en algemene gezondheid of fitheid van zowel de besmette als de vatbare die in contact met elkaar komen. De kans op overdracht zal dus totaal verschillend zijn onder personen van een schoolgemeenschap of onder personen in woonzorgcentra. Bvb, voor elk van de 3 contacten die een besmette thuisverzorgster heeft wanneer ze een behoeftige oude man gaat verzorgen en ’s middags haar peuter van school afhaalt en ’s avonds met haar echtgenoot tezamen in de zetel naar TV kijkt zal er een andere kans op overdracht van virus en besmetting in rekening moeten gebracht worden.
Hoe moeten geïnformeerden, wetenschappers, geneesheren, politiekers, enz, hierop reageren? Wanneer de ziekte geen zware gevolgen heeft, geen doden (CFR<1%), hooguit lichte koorts of 3x niezen, … dan moeten we niks ondernemen, gewoon wachten tot de ziekte verdwijnt. Dit wordt wel anders als blijkt dat er 10% van de zieken sterft aan de gevolgen van de infectie (CFR=10%). In voorkomend geval moeten we maatregelen treffen om zo snel mogelijk de R0 waarde onder 1 te krijgen want 10% van de besmetten personen zal overlijden aan de ziekte. Recent onderzoek heeft aan het licht gebracht dat SARS-Cov2 gemuteerd is (dat is wat virussen voortdurend doen) zodanig dat het nieuwe virus na overdracht in de patiënt nu meer virusdeeltjes maakt maar de patiënt ogenschijnlijk minder ziek maakt zodat er veel minder patiënten overlijden dan geïnfecteerden van de oorspronkelijke variant. De CFR-waarde voor Covid-19 is bijgevolg spontaan van 11% naar 1% gezakt.
Daarom zullen experten van landen waar de dominante SARS-Cov-2 variant een lage CFR heeft en waar mensen ver van elkaar wonen, (landelijke gebieden in grote delen van de Scandinavische landen, Verenigde Staten, Canada, ..) en waar dus van nature uit weinig contact onder de burgers is, geneigd zijn om de kans op infectie een beetje te verminderen door enkel een mondmasker aan te bevelen als men zich in de massa begeeft, geen handen schudden, niet te lang winkelen, geen praatje slaan met elkaar, geen uur staan zingen in de besloten ruimte van een kerk. Maar in stedelijke gebieden en gebieden met hoge bevolkingsdichtheid (Vlaanderen) zullen die maatregelen niet volstaan, zeker niet als er een SARS-Cov-2 variant heerst met hoge CFR, en moeten we ook bubbels invoeren zodat de kans op overdracht en het aantal contacten drastisch dalen. Zowel de ‘kans of infectie bij contact’ als ‘het aantal contacten per persoon’ moeten onmiddellijk op allerlei manieren naar beneden gehaald worden.
[Een bijdrage van Serge Muyldermans]
