Pandemia do novo coronavírus, Parte 2: recursos interativos

Com a pandemia da COVID-19 o Brasil parou. Milhões estão em casa, contribuindo para conter o avanço do SARS-Cov-2. Além da propagação do vírus em si, houve propagação de fake news e muita confusão foi gerada. Buscando contribuir para o esforço coletivo com informações baseadas em evidências, nesta parte 2 do pacote de posts sobre a COVID-19,  apresento alguns recursos interativos que podem ajudar a compreender o que está acontecendo, além de ensinar conceitos relacionados a epidemiologia e saúde pública.

Como entender um problema complexo?

A dispersão de uma doença é um fenômeno supercomplexo, que envolve características intrínsecas e extrínsecas dos indivíduos de uma população, além de características do ambiente que podem influenciar nos indivíduos. Por conta dessa complexidade é necessário simplificar o sistema para compreender padrões, desvendar os processos principais que os geraram, e juntar evidências sobre aspectos prioritários para tomar decisões.

Essas decisões podem influenciar grandemente no aumento ou a diminuição no número de mortos e doentes em um local. Para isso, uma boa visualização de dados é essencial, pois a partir dela modelos são gerados. Também precisamos descrever o problema usando estatísticas. Assim, figuras e estatísticas, junto com simulações matemáticas, ajudam-nos a entender o que está acontecendo.

Junto com essas análises científicas, surgiram também lindas iniciativas de contação de histórias. Trata-se de mapas, gráficos dinâmicos e vídeos que ajudam tanto leigos quanto especialistas a compreenderem a situação. Aqui listo algumas dessas iniciativas interativas sobre a COVID-19. Experimente-as! Você pode, por exemplo, passar o mouse por cima de algum ponto do gráfico e ver informações detalhadas.

Que curva é essa que nós precisamos achatar?

Sabe-se que para a COVID-19 um dos principais dados é quantos casos confirmados existem em um país ou estado em um determinado dia. Além disso, o número de mortes indica o quão grave a situação está naquele momento, do ponto de vista de saúde pública. Bom, com essas informações podemos gerar a curva epidêmica de um país. Veja como ela está no Brasil:

curva epidemiologica simples
Casos acumulados de COVID-19, novos casos e óbitos no Brasil até 28/03 compilados por Wesley Cota. Fonte: https://labs.wesleycota.com/sarscov2/br/

No gráfico anterior, você vê que os pontos em vermelho indicam uma curva crescente de casos no país. Essa curva pode ser freada por estratégias de supressão e mitigação da doença.

Se a curva continua a crescer rápido demais, uma hora o sistema de saúde do país entra em colapso, não dando conta dos casos que precisam de internação e tratamento intensivo. E vale lembrar que, além da COVID-19, precisamos de leitos hospitalares e profissionais da saúde também para diversas outras enfermidades e acidentes. O gif abaixo explica o que precisamos fazer para achatar a curva:

Achatando a curva
GIF didático explicando como você pode contribuir para achatar a curva epidêmica de COVID-19. Este GIF foi traduzido da publicação original feita na Nova Zelândi pela professora Siouxsie Wiles, Tob Morris e Xtotl para a mídia The Spinoff TV. Fonte: https://pt.wikipedia.org/wiki/Portal:COVID-19/Imagem_selecionada/1

Ao mesmo tempo, é fundamental saber quantas pessoas no país ainda não foram infectadas pelo vírus, mas podem vir a ser infectadas no futuro. Também precisamos saber quantas pessoas já se recuperaram da doença. Tudo isso envolve a integração de um monte de datas e porcentagens. A partir do momento que há dados suficientes, pode-se fazer estimativas do que acontecerá a seguir, no tempo e no espaço. O problema é que, numa pandemia, as autoridades de um país precisam correr contra o tempo para tentar entender a situação. E para isso é preciso ouvir o que os cientistas e especialistas em saúde pública recomendam, e assim tomar as melhores decisões possíveis.

Em relação a dados, o Painel Coronavírus do Ministério da Saúde mostra bem claramente a distribuição de casos por região do Brasil, além de outros tipos de dados, como a distribuição por UF. Há também o MonitoraCovid-19, da FioCruz, que contém conteúdo interativo.

Painel coronavírus
Dados do Ministério da Saúde. A regiões Sudeste e Nordeste são as que tem mais casos confirmados. Fonte: https://covid.saude.gov.br/

Como se dá o contágio de pessoa a pessoa?

Como a COVID-19 é contagiosa, outra pergunta importante é para quantas outras pessoas um infectado por transmitir o vírus. Na epidemiologia chamamos isso de número reprodutivo efetivo.

O Observatório COVID-19 BR tem atualizado essa informação diariamente, considerando um valor máximo e mínimo para a estimativa. No dia 27/03, o número estava em 1.91. Isso quer dizer que uma pessoa infectada tem o potencial de infectar mais duas pessoas. No gráfico a seguir, podemos ver como este número variou por dia, chegando a 4 pessoas em datas passadas.

observatorio
Média de pessoas contaminadas por um infectado por SARS-Cov-2 no Brasil. Números de reprodução maiores que um indicam que a doença está se propagando. Fonte: https://covid19br.github.io/transmissao.html

 

Se uma pessoa consegue passar o vírus para mais duas ou três pessoas, temos um crescimento amplificado e preocupante! Veja em rosa como o vírus de propaga:

Covid-19-Transmission-graphic-01
Este gif mostra a importância do contato social par a propagação da COVID-19. Gráfico de Siouxsie Wiles e Toby Morris. Fonte: https://thespinoff.co.nz/politics/22-03-2020/siouxsie-wiles-toby-morris-what-does-level-two-mean-and-why-does-it-matter/

Simulações úteis e interativas

Você mesmo pode simular uma curva epidemiológica calibrando diferentes informações e rodando um modelo. O COVID-19 Simulator, criado pela empresa 3378, ainda está em desenvolvimento, mas já permite rodar o modelo por município ou UF. A simulação no nível do município só está disponível para as maiores cidades do Brasil. Você encontra informações detalhadas sobre o parâmetros de entrada aqui.

No exemplo a seguir, eu rodei a simulação para o estado de São Paulo com alguns parâmetros que o site sugere. Inseri número básico de reprodução médio R0 = 1,91. Pedi para o modelo me dar o que ocorrerá daqui a 6 dias, considerando o número de infectados e infecciosos = 1.406; o tamanho da população N = 45.919.049 e indivíduos expostos inicialmente, mas não necessariamente infecciosos, (E0) = 1.406.

Eu mantive esses dois números iguais, pois não sei ao certo a quantidade de pessoas expostas porém não infecciosas. O que sabemos é que em SP foram reportados 1.406 casos até o momento (28/03/20). Com esses valores o modelo prevê por volta de 2.872 casos em SP daqui a 5 dias (02/04/20). É importante ressaltar que na simulação eu deixei o fator de subreportagem = 1, o que não é realista. Este é o número de casos adicionais que não estão sendo contabilizados. Infelizmente, estima-se que apenas 10% dos casos estão sendo reportados por falta de testes.

simula sp
Simulação feita para o Estado de SP a partir de 27/03/2020. Veja que o número de casos continua subindo. Fonte: https://covid-simulator.3778.care/. É importante deixar claro que este modelo interativo é uma simulação e está sendo validado e aperfeiçoado.

Como #ficaremcasa ajuda a combater a COVID-19?

Nesta simulação do pessoal do Observatório COVID-19 BR, feita no programa educativo Netlogo, você consegue ver o quão eficiente é o isolamento social (ou seja, ficar em casa, de quarentena) em reduzir a dispersão de uma doença.

Visualizando uma rede social, há uma série de parâmetros que você pode alterar. Por exemplo, o número de pessoas, de contatos sociais, além das probabilidades de contágio, cura e de haver indivíduos resistentes à doença.

Não é muito claro ainda quais seriam os valores reais destes parâmetros, mas você pode supor diferentes cenários otimistas e pessimistas. Você verá que, quando se reduz o número de contatos sociais, fica muito mais difícil para o vírus infectar muita gente em pouco tempo. Isso é o que chamamos de achatar a curva.

Mais informações sobre esta simulação podem ser encontradas aqui.

virus na cidade
Simulação que permite ver o quão importante é o isolamento social durante uma pandemia. Fonte: http://guimaraes.bio.br/virus_cidade.html

 

No rastro do novo coronavírus

A iniciativa Nextstrain é incrível. A ideia dessa plataforma colaborativa é analisar genomas de diferentes patógenos para entender a epidemiologia das doenças que os mesmos causam e otimizar respostas a surtos.

Você pode acessar os relatórios mais recentes das análises genômicas dos vírus SARS-Cov-2 (causador da COVID-19) em português. Basicamente este projeto compilou até agora  dados de 1.882 genomas do SARS-Cov-2 e fez análises de similaridades entre esses genomas. Essas análises nos ajudam a rastrear quando e de onde cada linhagem viral chegou. O relatório atual indica que as taxas de mutação do vírus são em média de 2 por mês, um valor normal para vírus.

O Nextstrain conta uma história bem explicada a partir de um índice. Você só precisa seguir a sequência clicando nas bolinhas de tópicos ou na seta preta indicadora abaixo de cada tópico. Porém, antes de tentar entender os gráficos, é importante que o leitor aprenda como ler filogenias, o que pode ser aprendido aqui.

Além disso, clicando no botão EXPLORE THE DATA YOURSELF, você pode ver o rastro das amostras de vírus indo de um país para outro em um vídeo gerado no site. É muitíssimo interessante. Veja como os genomas dos vírus que chegaram ao Brasil se relacionam com amostras vindas da Europa.

nextstrain
Análise genômica do vírus SARS-Cov-2 ilustrando a padrões de transmissão da COVID-19 entre países. Fonte: Relatório da situação em 20/03/2020 (Hodcroft et al. 2020, Nextstrain). https://nextstrain.org/narratives/ncov/sit-rep/pt/2020-03-20

Simulador de vacinação – Sergi Valverde

Sabemos que as diferentes vacinas para COVID-19 ainda vão levar um bom tempo para ficar prontas e serem aplicadas no Brasil. Mas é importante lembrar que a vacinação pode reduzir em muito a prevalência de uma doença, salvando milhões de vidas.

Nesse jogo (em inglês), você pode aplicar estratégias de vacinação e ver a eficácia das vacinas. O jogo permite simulações para 3 níveis de localização. O usuário precisa pensar bem quem será vacinado para reduzir a propagação do vírus.

A partir da aplicação das vacinas o jogo calcula se você obteve sucesso em reduzir o número de infectados em uma rede de interações sociais. No exemplo abaixo, eu testei minha estratégia de vacinas e perdi o jogo:

vacina
Jogo para testar estratégias de vacinação desenvolvido por Sergi Valverde. Fonte: http://svalver.github.io/netlab/vaccine/vaccine.html

Consideraçoes finais

A pandemia está moldando um mundo que precisa otimizar o compartilhamento, a visualização e o processamento de dados em tempo real. Atingir esse objetivo é extremamente desafiador, e felizmente há diversas iniciativas bem-sucedidas sendo aprimoradas.

Iniciativas abertas trazem recursos incríveis para quem quer começar a estudar epidemiologia, ou mesmo pra quem só quer tentar entender o que está acontecendo nessa pandemia cheia de incertezas que nos fazem sofrer. Iniciativas como o Observatório COVID-19 BR, o Nextstrain e tantas outras nos mostram um lado bom da crise. Tente usar esses recursos como uma oportunidade para aprender mais.

É importante lembrar que praticamente tudo sobre a COVID-19 até o momento é produto de projetos em andamento. Leve em consideração isso ao utilizar os recursos interativos, pois, com o passar do tempo, as abordagens podem mudar.

Aviso: Use os simuladores com cautela, pois eles são limitados, já que focam em criar simplificações do mundo real para entender a essência do problema, não seus detalhes. No caso do jogo Vírus na Cidade e da Simulação de Vacinação, o foco é ensino e divulgação científica. Tenha isso em mente ao usá-los e tenha cuidado ao compartilhar os resultados que obtiver, pois não são se trata de previsões acuradas!

Se você tiver dúvidas, entre em contato com as fontes mencionadas ou comente aqui embaixo. Se você souber de algum outro conteúdo interativo útil para entender a COVID-19, conte-nos!

Outras iniciativas interativas

  1. O mapa do coronavírus: como aumentam os casos dia a dia no Brasil e no mundo
  2. Google Coronavírus (COVID-19)
  3. Facebook Mapa interativo para os EUA
  4. Mapa da OMS
  5. Mapa do Daniel Conlon
  6. Mapa do Avi (nCoV2019.live)
  7. Casos de Covid-19 – hospitais da Unicamp
  8. COVID-19 Tracker: Região Metropolitana de Campinas + Limeira + Piracicaba
  9. HealthMap – COVID-19
  10. Cumulative COVID-19 cases reported by countries and territories in the Americas
  11. Painel Rede CoVida

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