Epidemiologifaget blir aldri det samme igjen

Kronikk: Odd O. Aalen, professor emeritus i biostatistikk, Universitetet i Oslo
Mats Julius Stensrud, lege, forsker, statistiker og Asst. prof., École Polytechnique Fédérale de Lausanne, Sveits

FAGET EPIDEMIOLOGI har i Norge hatt et dominerende fokus på ikke-smittsomme sykdommer. Covid-19-pandemien har vist at dette må endres.

Man må i langt høyere grad enn før legge vekt på å forstå epidemiologien ved smittsomme sykdommer. Dette er utfordrende og krever blant annet et mer dyptgående matematisk perspektiv.

KOMPLEKS DYNAMIKK. I klassisk epidemiologi antar man vanligvis at individer ikke påvirker hverandre. Derfor kan hvert individ ses på som en isolert, uavhengig enhet. Dette er en plausibel antakelse for noen tilstander, som kreft og hjerte- og karsykdom, der forekomst, behandling og årsaksforhold kan forstås separat i de enkelte individer. Disse sykdommene kureres ved inngrep i enkeltindividet, for eksempel ved medikamenter eller kirurgi.

Når man studerer smittsomme sykdommer derimot, må man se på populasjonen som en enhet. Det er ikke tilstrekkelig å betrakte individets sykdom, man må snarere betrakte hele populasjonen som syk. Individene kan ikke ses isolert fra hverandre. Smitten skaper en dynamikk i populasjonen som kan være uhyre kompleks. Man ser, som i covid-19-pandemien, veksling mellom perioder med avtakende – og med økende – forekomst av sykdom og smitte. Noen ganger kan økningen være nærmest eksplosiv.

MATEMATISK FORUTSETNING. Så å si alle beregninger i klassiske epidemiologiske studier har en matematisk forutsetning om uavhengighet i seg. Denne forutsetningen danner grunnlaget for utledning av p-verdier, konfidensintervaller og prognoser. De aller fleste klassiske kurser og lærebøker i epidemiologi er basert på dette fundamentet.

I epidemier svikter forutsetningen om uavhengighet. De matematiske modellene må konstrueres på en helt annen måte: De er ofte basert på differensiallikninger – såkalte SIR-modeller – som krever andre antakelser enn uavhengighet og beskriver hvordan syke individer smitter friske, og som inkluderer størrelser som inkubasjonstid og smittefrekvens. Disse modellene gir blant annet det kjente reproduksjonstallet (R-tallet), som gir et bilde av den pågående dynamikken i epidemien. R-tallet er det forventede antallet nye personer som blir smittet av en syk person. Hvis R er mindre enn 1, vil epidemien avta, hvis R er større enn 1, vil den vokse. I det siste tilfelle kan veksten i populasjonen bli eksponentiell, det vil si en eksplosiv vekst, som vi har sett i mange land i faser av pandemien og som det kan være svært vanskelig å kontrollere.

NØKKEL TIL FORSTÅELSE. Reproduksjonstallet kan virke enkelt, men er i realiteten et subtilt begrep og estimeres ved hjelp av komplekse matematiske modeller. Disse modellene er nøkkelen til å forstå den dramatiske og komplekse dynamikken i epidemier.

Modellene er også grunnlaget for å anslå effekten av vaksiner. Hvor mange må vaksineres før epidemien er under kontroll? Beregninger for covid-19 har vært utført, men vil kreve mer kunnskap før man har et definitivt svar. Uavklarte spørsmål er for eksempel varigheten av immunitet etter vaksinasjon eller sykdom, spredning av sykdom internasjonalt, risiko for nye mutanter.

Et annet viktig aspekt er at randomiserte kliniske prøvinger kan være langt mer komplekse når man studerer en pandemi, enn for ikke-smittsomme sykdommer. Smitten skaper et interferens-fenomen, og den vanlige enkle randomiseringen er ikke nødvendigvis tilfredsstillende. Den raske dynamikken i en pandemi kan også medføre at resultater fra randomiserte studier raskt blir ugyldige. En diskusjon av slike aspekter er gitt av forskerne Mats Julius Stensrud og Jon Michael Gran.

FORSKNING OG OPPLÆRING. Pandemien har i tillegg vist oss at det er mange parter som må ha en grunnleggende forståelse av epidemiers statistiske utvikling. Det er følgelig de sentrale helsemyndighetene – og forskningsmiljøer – som gir den grunnleggende kunnskapen myndighetene baserer seg på. Folkehelseinstituttet (FHI) har vist å ha god kompetanse på de epidemiologiske aspekter ved pandemien. Nøkkelpersoner med god matematisk bakgrunn har spilt en viktig rolle. Det har selvsagt også helsepersonell over det ganske land.

Det er helt klart behov for både mer forskning og økt utdanning i epidemiologiske aspekter ved epidemier. En grunnleggende forståelse for de spesielle statistiske trekk ved epidemier bør være grunnleggende kunnskap hos beslutningstakere og behandlere.

NAIVITET – OG RISIKO. Det er fristende å tro at covid-19-pandemien er et enestående fenomen: den første virkelig alvorlige verdensomspennende pandemien siden spanskesyken for over 100 år siden. Men dette kan være en naiv oppfatning. Eksempelvis har det i lang tid vært antatt at en dramatisk influensaepidemi kan oppstå – og spre seg. Nye varianter av fugleinfluensa oppstår til stadighet, og det har vært rapportert at en variant, H5N1, har gitt dødelighet på over 50 prosent hos mennesker som er rammet. Heldigvis er tilfellene isolerte; H5N1 har foreløpig ikke spredt seg blant mennesker. Likevel er det klart at mer alvorlige pandemier enn covid-19 kan oppstå – og spre seg.

På verdensbasis er det klart at smittsomme sykdommer spiller en meget stor rolle. I Norge har man vært forskånet for mange av disse sykdommene. Dette kan endre seg; det har for eksempel vært hevdet at klimaforandringer kan øke risikoen for smittsomme sykdommer. Covid-19 har demonstrert at også Norge er sårbart for alvorlige epidemier, og det bør satses på en betydelig oppbygging av forskning og undervisning i de særegne epidemiologiske og statistiske spekter ved smittsomme sykdommer.

Ingen oppgitte interessekonflikter

Dagens Medisin, fra Kronikk og debattseksjonen i 01-utgaven