Como corrigir o lançamento da vacina – Edição 95: Escape

Como corrigir o lançamento da vacina – Edição 95: Escape

Um momento em que as vacinas prometem acabar com a pandemia do coronavírus, novas variantes emergentes ameaçam acelerá-la. O desenvolvimento surpreendentemente rápido de vacinas seguras e eficazes está sendo bloqueado pelo ritmo glacial das vacinações reais, enquanto 3.000 americanos morrem a cada dia.

Minimizar a morte e o sofrimento de COVID-19 requer a vacinação dos mais vulneráveis Os americanos primeiro e rápido, mas o lançamento da vacina tem sido lento e injusto. Os algoritmos de priorização fizeram com que os mais privilegiados fossem priorizados sobre os mais expostos, e a adesão estrita às pirâmides de prioridade tem sido desastrosamente lenta. No entanto, sem priorização, as vacinas vão para aqueles com maiores recursos e não para aqueles com maior risco .

O pensamento algorítmico pode reduzir o caos e os atrasos, identificar lacunas entre o que estamos fazendo e o que precisamos fazer

À medida que uma nova administração toma posse, há esperança de que o lançamento da vacinação seja impregnado de bom senso e urgência. Mas para melhor proteger vidas, meios de subsistência e saúde, precisamos não apenas de velocidade, mas também de uma contabilidade quantitativa de quem está em risco e como melhor salvá-los.

Como biólogo computacional, estudo sistemas de distribuição escaláveis ​​em biologia, 1 e eu projeto algoritmos para sistemas de robôs distribuídos que são rápidos, flexíveis e robustos. 2 , 3 Os sistemas que construímos trazem lições importantes para a construção de um sistema de distribuição rápido e eficaz de vacinas.

Para vencer o COVID -19, não precisamos de algoritmos, mas precisamos de pensamento algorítmico para dimensionar efetivamente a distribuição de vacinas para 300 milhões de americanos. Isso exige que i) definamos nossas metas com clareza, ii) forneçamos instruções passo a passo, ações e cronogramas para cumprir essas metas e iii) teste comparações com referências quantitativas para adaptar nossas ações para avançar continuamente em direção às nossas metas. O pensamento algorítmico pode reduzir o caos e a lentidão, identificar lacunas entre o que estamos fazendo e o que precisamos fazer e revelar quando precisamos de outras estratégias para aumentar a vacinação a fim de atingir nossos objetivos.

O pensamento algorítmico leva aos seguintes princípios para uma estratégia de vacina.

A. Paralelização: Como os algoritmos, os pipelines de vacinação são executados mais rapidamente quando são executados em paralelo. Vacinar vários grupos de alta prioridade de uma vez.

B. Crescimento exponencial em vacinações: Soluções lineares nunca resolverão problemas exponenciais. Devemos, simultaneamente, diminuir o crescimento exponencial do vírus e aumentar exponencialmente nosso lançamento de vacinação.

C. Combinar oferta e demanda: Precisamos de vigilância constante para acelerar o que quer que esteja desacelerando as vacinações: o fornecimento de vacinas, a demanda (ou disposição) da população a ser vacinados e os oleodutos que transportam as vacinas dos armazéns para os braços.

Os algoritmos precisam de objetivos, portanto, primeiro devemos fornecer uma descrição quantitativa dos nossos objetivos.

Objetivo nº 1: reduzir o crescimento exponencial do vírus

Devemos ganhar mais tempo para vacinar antes que novas variantes acelerem infecções e mortes. O CDC prevê que a nova variante do Reino Unido se tornará dominante nos Estados Unidos em meados de março. 4 É 50% mais contagioso e se replica semanalmente. Se desmarcado, ele geraria uma propagação cinco vezes mais rápida a cada mês, levando a 1 milhão de testes positivos diários e 15.000 mortes diárias. O suprimento de vacina é muito pequeno para desacelerar sensivelmente o crescimento viral antes desse aumento catastrófico na disseminação. As vacinas são a nossa melhor solução a longo prazo, mas a curto prazo devemos aumentar todas as ferramentas de distanciamento social de que dispomos para reduzir o crescimento viral.

Não precisamos apenas de velocidade, mas de uma contabilidade quantitativa de quem está em risco e a melhor forma de salvá-los.

Meta nº 2: vacinar o mais rápido possível as populações com maior probabilidade de morrer

As mortes nos Estados Unidos estão altamente concentradas nas faixas etárias mais velhas. Oitenta por cento das mortes ocorrem em pessoas com mais de 65 anos. Vacinar pessoas com 75 anos ou mais (que têm quatro vezes mais probabilidade morrer do que aqueles de 65-74) salvaria 48.000 vidas em 100 dias, dadas as taxas de mortalidade diárias atuais. 5 No entanto, as minorias raciais com populações mais jovens e expectativas de vida mais curtas são uma pequena fração daquelas com mais de 75 anos. Os afro-americanos, nativos e hispano-americanos com idades entre 25-54 perderam mais de sete vezes mais anos de vida de COVID-19 do que americanos brancos. 6 Priorizar vacinações entre populações minoritárias salvar mais pessoas no auge de suas vidas.

Meta nº 3: Reduzir o número total de infecções, mesmo em populações jovens e saudáveis ​​

Estima-se que 10% dos casos de COVID-19 resultam em pelo menos vários meses de deficiência física e mental. 7 Ao contrário da doença grave, o COVID longo representa um risco significativo em faixas etárias. Não temos estimativas precisas sobre sua prevalência, mas se apenas 10 por cento desses casos de COVID longo levarem à incapacidade para o resto da vida, mais de 2.000 pessoas estão condenadas a esse destino todos os dias. Devemos acelerar a vacinação das pessoas em maior risco de exposição (trabalhadores da linha de frente, presidiários, estudantes), bem como dos jovens que mais têm a perder com uma deficiência vitalícia.

Meta nº 4: acabar com a pandemia o mais rápido possível

Enquanto o vírus não for controlado, centenas de milhões de nós continuaremos sofrendo com o isolamento e as consequências de uma economia parcialmente acuada, e estaremos em risco de emergir novas variantes que se espalham mais rapidamente e podem, eventualmente, vacinas de escape.

Os três princípios algorítmicos mostram como podemos atingir esses objetivos.

A) Vacinar vários grupos de prioridade em paralelo

Os algoritmos do computador são executados mais rapidamente quando dividimos os problemas em partes separadas e os resolvemos simultaneamente. Os planos atuais para vacinar muitos grupos simultaneamente aumentarão de forma semelhante a velocidade de vacinação (Objetivos # 3 e # 4). No entanto, esforços paralelos separados para vacinar grupos diferentes também podem dar acesso priorizado para os mais vulneráveis ​​(Meta 2).

Com esta aceleração, todos na América podem ter sua primeira chance até o 4 de julho.

Podemos proteger os mais vulneráveis ​​primeiro (salvando dezenas de milhares de vidas) e também aumentar a velocidade da vacinação para todos (reduzindo infecções a longo e curto prazo). Não precisamos apenas de farmácias, departamentos de saúde, estacionamentos de igrejas e estádios como locais para vacinar várias populações em vários lugares, devemos ter acesso mais rápido e entregas personalizadas para aqueles que são mais vulneráveis ​​e difíceis de alcançar. O acesso às vacinas em bairros vulneráveis ​​é necessário, mas lamentavelmente inadequado ; até mesmo priorizar os trabalhadores da linha de frente deixou mais grupos raciais vulneráveis ​​ menos vacinados. Devemos ter alta prioridade, linhas de acesso fácil (como Walt Disney World FastPass) para maiores de 75 anos, aqueles que vivem em CEPs altamente vulneráveis ​​e aqueles em empregos essenciais da linha de frente.

Mesmo enquanto a oferta é limitada, devemos aumentar a vacinação em casa para aqueles que não podem viajar e chegar aos que não podem acessar inscrições online. Devemos monitorar quem é vacinado, para saber se a linha está se movendo mais devagar nas áreas pobres e rurais e, então, podemos fornecer suporte para combater a falta de farmácias, médicos e confiança nas comunidades com menos recursos. Muito antes de qualquer grupo prioritário ser totalmente vacinado, novos dutos precisam ser estabelecidos e testados para atender a próxima população prioritária. Devemos estar preparados para mudar; por exemplo, se as escolas se tornarem uma fonte importante de disseminação de novas variantes, as crianças podem precisar subir na lista de prioridades. Se um surto regional sobrecarregar os hospitais, mais vacinas podem ser necessárias para esse local. Se as vacinas forem melhores do que o esperado no bloqueio da transmissão, talvez seja necessário priorizar as vacinações para os mais conectados socialmente (potenciais superdimensionadores) junto com os mais vulneráveis. Precisamos estar prontos para acelerar em diferentes pipelines de vacinas conforme a necessidade.

B) Combata um problema exponencial com soluções exponenciais

Imagine que você esteja pagando um valor fixo no cartão de crédito todos os meses. Se você está gastando o principal, o pagamento de juros também fica menor com o tempo. Se de repente sua taxa de juros subir 50%, mas você continuar com os mesmos pagamentos fixos, ficará ainda mais endividado a cada pagamento que fizer. Já estamos profundamente endividados com o COVID-19. E podemos ver caindo sobre nós um aumento de 50 por cento das novas variantes do COVID-19. Devemos aumentar nossos métodos de prevenção agora com mais testes, máscaras de alta qualidade, quarentena e restrições a viagens e reuniões para ganhar tempo para que as estratégias de vacinação de longo prazo funcionem. A cada semana que atrasamos, nosso trabalho fica 50 por cento mais difícil e mais pessoas morrem desnecessariamente.

Embora inicialmente desaceleremos o crescimento viral (Meta # 1) por meio do distanciamento social, acabamos vencendo com o crescimento exponencial das vacinas . Um aumento de 50 por cento nas vacinações a cada mês pode reduzir o crescimento viral. Um plano linear de 100 milhões de vacinas em 100 dias não é suficiente. Mas, se vacinarmos 1 milhão por dia até o final de janeiro, 1,5 milhão por dia em fevereiro e 2,25 milhões por dia em março, então quase 100 milhões dos mais vulneráveis ​​teriam pelo menos suas primeiras vacinas (e alguns, as segundas) no final de março, salvando vidas e diminuindo a propagação viral à medida que a nova variante toma conta. Com esta aceleração, todos na América (300 milhões de pessoas, 500 milhões de vacinas) poderiam ser vacinados até o 4 de julho. 8 Este esforço massivo de vacinação evitará dezenas de milhões de infecções, particularmente aquelas nos últimos grupos prioritários que podem ser menos vulneráveis ​​à morte, mas mais impactados pelos efeitos debilitantes de longo prazo do COVID-19.

Aliste todos os avós vacinados para postar no Facebook fotos de abraços com seus netos.

Teremos o suprimento de vacina para fazer isso? É absolutamente possível. Se nosso sistema capitalista de produção serve para alguma coisa, é para o crescimento exponencial. O homem mais rico do mundo fez muito mais Teslas em 2020 até 2010. Podemos usar as mesmas estratégias que criaram um crescimento exponencial em computação, telefones celulares e carros elétricos para aumentar a produção de vacinas.

Antes de julho, estamos programados para ter 300 milhões de doses de vacinas de mRNA aprovadas e 200 milhões de doses de vacinas que deve ser aprovado nas próximas semanas. Mas essa oferta só pode entrar em ação rapidamente se aumentarmos nossa capacidade de entrega para aproveitar o estouro da produção na primavera.

A estratégia de aceleração deve definir metas agressivas e depois se adaptar para conhecê-los. Se as metas de produção não forem atingidas, o fornecimento poderá ser esticado em mais de 100 milhões de doses a mais se os testes de vacinas validarem doses únicas, segundas doses atrasadas ou meias doses de vacinas para grupos de idade mais jovens que serão vacinados nos meses posteriores.

C) A vacinação rápida requer a correspondência de oferta e demanda com um pipeline adaptável

Com grande parte do suprimento atual em freezers, agora está claro que devemos aumentar exponencialmente não apenas o suprimento, mas também os dutos que transportam as vacinas das fábricas para o “Última milha” (clínicas de vacinação) e “última milha” (braços das pessoas). A paralelização estabelece múltiplos fluxos de vacinação e devemos aumentar sua capacidade combinada em 50 por cento a cada mês. Cada local que vacinar com sucesso em janeiro deve ser copiado para vacinar mais pessoas em fevereiro. Se uma clínica está aberta 12 horas por dia em fevereiro, abra-a 24 horas por dia, 7 dias por semana, em março. Se houver falta de vacinadores em março, recrute estudantes de medicina, dentistas, veterinários e qualquer pessoa que possa aplicar uma injeção, e chame a Guarda Nacional em todos os estados até abril. Aconselhamento federal, dinheiro, coordenação e comunicação precisa da disponibilidade da vacina ajudarão, mas também precisamos que todo trabalhador de saúde pública seja com poderes para agir com urgência para retirar o fornecimento o mais rápido possível. Os governadores devem simultaneamente ajudar suas farmácias, hospitais e clínicas a puxar mais rápido, enquanto exigem um empurrão mais rápido do abastecimento federal.

No longo prazo, nosso problema mais difícil pode ser a demanda. As alocações iniciais de vacinação foram retardadas em parte porque os profissionais de saúde não as queriam. 9 Isso O problema parecerá diminuir à medida que os programas de vacinação se abrirem para grupos maiores, mas vai persistir e reaparecer quando ficarmos sem pessoas dispostas a ser vacinadas na primavera. Um sistema não confiável criou muitos que estão compreensivelmente hesitantes em vacinas, enquanto campanhas de desinformação online são alimentadas por conspirações e desconfiança.

Devemos envolver líderes comunitários, igrejas, ativistas, médicos e pessoas em todos os bairros da América, bem como celebridades de todos os tipos para sermos verdadeiros as mensagens das vacinas ao público. A mídia social é um acelerador exponencial que deve conter a desinformação online com mensagens coordenadas em vários domínios paralelos: mensagens de saúde pública nas notícias noturnas direcionadas aos idosos e influenciadores do TikTok, YouTube e Twitter falando aos jovens. Aliste todos os avós vacinados para postar no Facebook fotos de abraços com seus netos. Replique as campanhas bem-sucedidas de “tirar o voto” para “tirar o vax”. Inunde as vias respiratórias com campanhas de marketing para nos estimular a fazer a nossa parte para que possamos celebrar a libertação do vírus neste 4 de julho.

O filme Jogos de guerra oferece uma lição final importante sobre algoritmos. Seu algoritmo fictício enfrentou derrotas repetidas e concluiu que “às vezes, a única jogada vencedora é não jogar”. Se deixarmos repetidamente o vírus voltar com mais força cada vez que o derrubamos, perderemos. Devemos usar a capacidade acelerada de produção de vacinas que teremos desenvolvido até o verão para produzir vacinas suficientes para combater o vírus em escala global.
O WHO relata , “Mais de 39 milhões de doses da vacina já foram administradas em pelo menos 49 países de alta renda. Apenas 25 doses foram administradas em um país de baixa renda. Não 25 milhões; não 25.000; apenas 25. ” Permitir o licenciamento internacional de vacinas para auxiliar os esforços para paralelizar e aumentar exponencialmente a capacidade global de vacinas. Os EUA podem não apenas ajudar nos esforços globais para prevenir o sofrimento e a morte em todo o mundo, mas também podemos construir uma capacidade massiva de produção de vacinas para combater novas variantes que possam escapar de nossa primeira rodada de vacinações. Não queremos vencer o vírus em 2021 apenas para importar uma cepa resistente à vacina de disseminação mais rápida em 2022. Somente por meio de uma campanha de vacinação global em massa podemos encerrar este jogo.

Melanie E. Moses é professora de ciência da computação e biologia na Universidade do Novo México e docente externo membro do
do Instituto Santa Fé . Ela cria modelos de computador de como o sistema imunológico responde a infecções pulmonares virais e projeta enxames escaláveis ​​de robôs usando algoritmos bioinspirados.

Referências

1. Banavar, JR, et al. Uma base geral para a escala de um quarto de potência em animais. Proceedings of the National Academy of Sciences 107 , 15816-158120 (2010).

2. Lu, Q., Hecker, JP, & Moses, ME forrageamento por enxame de múltiplos locais com depósitos dinâmicos. Robôs autônomos 42 , 909- 926 (2018).

3. Lu, Q., Fricke, GM, Tsuno, T., & Moses, ME Uma rede de transporte bioinspirada para forrageamento de enxame escalável. 2020 IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA) , Paris, França, (2020).

4. Mandavilli, A. & Rabin, RC CDC avisa que a nova variante do vírus pode alimentar picos enormes nos casos COVID-19. O jornal New York Times (2021).

5. De 3.000 mortes por dia, 2.400 ocorrem em pessoas com 65 anos ou mais: 480 mortes em 65-74 e 1.920 mortes em 75 . Em comparação com a vacinação desse grupo aleatoriamente por 100 dias, vacinar pessoas com mais de 75 anos nos primeiros 40 dias salva 57.600 nessa população. A demora na vacinação do grupo de 65 custa 9.600 vidas, para um ganho líquido de 48.000 vidas.

6. Bassett, MT, Chen, JT, & Krieger, N. Variation in racial.ethnic disparities in COVID-19 mortalidade por idade nos Estados Unidos: A cross-sectional study. PLoS Medicine 17 , e1003402 ( 2020).

7. Venkatesan, P. NICE guideline on long COVID. The Lancet (2021).

8. Isso pressupõe que 100 milhões de vacinas Johnson & Johnson exigirão apenas uma injeção.

9. Beer, T. Um grande número de profissionais da saúde e da linha de frente estão recusando a vacina COVID-19. Forbes (2021).

Imagem principal: Helenshi / Shutterstock

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