¿Cómo se mide una epidemia?

No se sabe cuándo surgió la viruela. Los primeros casos con síntomas similares se registraron en el Antiguo Egipto. La viruela era una enfermedad muy contagiosa que se expandió a la par de la humanidad, por las rutas de comercio y de las guerras. El comercio entre China y Corea la llevó a Japón en el siglo VI. La expansión árabe extendió la enfermedad al norte de África, y después hacia España y Portugal en el siglo VII. Las Cruzadas la expandieron por Europa en el siglo XI. La colonización europea y el comercio de esclavos la trasladó a América en el siglo XVI.

Para el siglo XVIII, se estimaba que la viruela mataba a 400.000 personas en Europa cada año. Tres de cada diez morían. La viruela no tenía cura, provocaba ampollas en todo el cuerpo que reventaban y dejaban marcas. Más que matar, desfiguraba.

Ante la imposibilidad de vencer la enfermedad, muchos pensaron que al menos podría evitarse. Así surgió la idea de la inoculación, que consistía en infectar a los niños con unas dosis pequeñas del virus variola, el agente que provoca la enfermedad, para generar inmunidad en el organismo. Era una práctica extendida en Asia. Había resultado efectiva, aunque un porcentaje de los inoculados corría el riesgo de desarrollar la enfermedad y morir.

Francia era el país europeo que más se resistía a la inoculación. La mayoría de los científicos cuestionaban la práctica debido a los riesgos. En contraposición, el médico y matemático Daniel Bernoulli decidió calcular si el proceso valía la pena.

Como no había registros de población, Bernoulli usó como muestra los datos de nacimientos y muertes de la Iglesia. Partió de dos supuestos: todas las personas eran susceptibles, tenían la misma probabilidad de contraer la enfermedad; y quienes se recuperaban se inmunizaban, no la volvían a padecer.

Sus cálculos determinaron que inocular viruela a los niños podría elevar su expectativa de vida por tres años, y que el riesgo de muerte sería menor al 1% de los casos. Su conclusión fue que el Estado debía promover la inoculación.

En 1760 presentó su estudio ante la Academia de Ciencias de París. Lo publicaron seis años después. Algunos científicos cuestionaron su método, pero validaron sus hallazgos. Fue la primera aplicación de un modelo matemático para estudiar una epidemia. Pero fue ignorado.

Catorce años después, en 1774, moría el rey Luis XV, el «bienamado». Tenía viruela.

Poco tiempo después, todos los miembros de la familia real fueron inoculados. Sobrevivieron a la enfermedad.

Desde los estudios de Bernoulli y la viruela, los métodos matemáticos y estadísticos han evolucionado para estudiar el comportamiento de epidemias. Los cálculos permiten estimar el alcance de un brote epidémico y definir las políticas necesarias para contenerlo.

Cuando es una enfermedad nueva, la investigación sobre el agente que la causa se hace de forma simultánea al crecimiento del brote. Las cifras cambian a medida que se desarrolla la epidemia. Mientras más tiempo tome identificar la enfermedad, más se retrasa la prevención.

Existen tres indicadores básicos para estimar la gravedad de una epidemia.

Medir la muerte

La gravedad de una enfermedad se suele medir por la cantidad de muertes que causa. Los indicadores más comunes para medir las muertes son la tasa de letalidad y la tasa de mortalidad.

La tasa de letalidad (en inglés: case fatality rate, CFR) representa el porcentaje de personas diagnosticadas con la enfermedad que murieron por ella en un tiempo determinado.

Cuando se calcula la tasa de letalidad durante el desarrollo de una epidemia, solo se toman en cuenta los casos confirmados. No se incluyen los casos no detectados, las personas asintomáticas o los pacientes que padecen la enfermedad pero todavía no han muerto por su causa. Por eso este indicador puede aumentar o disminuir a medida que se confirman nuevos casos y nuevas muertes.

La tasa de letalidad no es una constante para cada enfermedad, solo es un indicador de su gravedad en el lugar y el período en que ocurre la epidemia, ya que depende del entorno en que se desarrolla. Como se estima sobre la base de los casos confirmados, un cálculo confiable depende de la cantidad de pruebas que se hagan, incluyendo a personas asintomáticas, y de que haya un registro eficiente de las muertes provocadas por la enfermedad, entre otras cosas. Si no se hacen pruebas suficientes para detectar todos los casos y no hay un registro confiable, el cálculo del indicador pierde calidad.

En enero de 2020, cuando inició el brote de la enfermedad COVID-19 en la ciudad de Wuhan, la tasa de letalidad se estimaba por encima del 20%. Entonces había pocos casos detectados. Una vez que se aplicaron pruebas masivas, la cantidad de pacientes confirmados aumentó en una proporción muy superior a las muertes reportadas. Para el 20 de febrero, la tasa de letalidad en Wuhan se estimaba por debajo de 2%. Esto no quiere decir que la letalidad haya disminuido, sino que en las primeras semanas no había una cantidad representativa de casos confirmados.

Muchos han interpretado que la probabilidad de muerte por la enfermedad COVID-19 es menor a 2% porque asumen que ese dato es global, pero hasta ahora solo aplica al brote que investigó la Organización Mundial de la Salud (OMS) en conjunto con el gobierno chino durante enero y febrero de 2020. La cifras dependen de su contexto: de las medidas que se tomaron, de la capacidad de su sistema de salud, entre otras cosas. Sirven como referencia, pero no son necesariamente las mismas en el resto del mundo.

En Italia, la tasa de letalidad de la COVID-19 se estimaba en 7,7% hasta el 16 de marzo de 2020. Varios factores han causado la diferencia de letalidad de la reportada en China, entre ellos la diferencia de tiempo en la implementación de medidas y que en Italia hay una mayor proporción de ancianos, quienes son más vulnerables a morir por la enfermedad. Como la epidemia sigue en desarrollo un mes después, todavía no es definitivo el número de personas diagnosticadas. La tasa de letalidad en Italia podría cambiar.

Como la COVID-19, algunas enfermedades tienen diferentes tasas de letalidad dependiendo de la edad de los pacientes o de si padecen otras enfermedades de base que aumentan su riesgo de fallecer, como diabetes, afecciones respiratorias o enfermedad cardiovascular.

El segundo indicador es la tasa bruta de mortalidad (crude mortality rate en inglés), que indica la probabilidad de que cualquier persona muera a causa de la enfermedad. Este indicador se calcula al dividir el número de muertes causado por una enfermedad entre la población total.

Por ejemplo, se estima que al menos 50 millones de personas murieron a causa de la llamada gripe española, que fue una pandemia ocurrida entre 1918 y 1920. Era el 2,7% de la población mundial. Ese porcentaje es la tasa bruta de mortalidad de esa pandemia en el planeta.

Estimar el contagio

Los esclavos que se rebelaron en la isla caribeña La Española a finales del siglo XVIII tuvieron en los mosquitos un aliado inesperado. Dos brotes de fiebre amarilla ayudaron a equilibrar la lucha contra las fuerzas de dos de los imperios más poderosos de la época, Gran Bretaña y Francia.

Primero cayeron los británicos. En 1794, aprovechando la inestabilidad que dejó el estallido de la Revolución Francesa, Gran Bretaña declaró la guerra en la isla. Para reforzar sus tropas, Francia liberó a los esclavos y los llamó a defender el territorio. Cuando empezó la invasión inglesa, en junio de ese año, se inició un brote de fiebre amarilla en Puerto Príncipe. Los europeos nunca habían enfrentado esa enfermedad. Los esclavos, nativos de África y del Caribe, la habían vivido en sus entornos tropicales. Tenían más resistencia. Entre la guerra y la enfermedad, los ingleses perdieron 12.700 de las 20.200 tropas que habían enviado a la isla. Se retiraron después de cinco años de guerra.

En la isla, los esclavos liberados eran casi autónomos. Desde Europa no podían llegar autoridades francesas a dominarlos porque Gran Bretaña mantuvo el control marítimo. Pero en marzo de 1802 Francia y Gran Bretaña firmaron la paz y Napoleón envió a su cuñado, Charles Leclerc, a recuperar el control sobre los isleños. Con victorias tempranas, Leclerc restituyó la esclavitud. Los esclavos se resistían. En medio de los combates inició otro brote epidémico. En ocho meses, la enfermedad y las revueltas mataron a 18.000 de los 20.000 soldados franceses. Leclerc murió de fiebre amarilla.

Los nuevos soldados que envió Napoleón tuvieron el mismo destino. Entre las batallas, la enfermedad y un bloqueo marítimo impuesto por Gran Bretaña, los franceses abandonaron La Española en 1803. Haití se convirtió en el primer país independiente de Latinoamérica.

La fiebre amarilla no es una de las enfermedades más letales, pero un brote epidémico puede causar efectos como los ocurridos en La Española si se subestima la enfermedad y no se toman medidas para controlarla.

Una enfermedad puede no ser muy letal, pero si es muy contagiosa puede causar un problema de salud pública. La gravedad de una epidemia también depende de su propagación.

Para las autoridades es importante estimar el alcance que tendrá la epidemia, a fin de tomar medidas que mitiguen el impacto. Ese indicador se llama tasa de ataque o proporción de incidencia de la enfermedad. Es el porcentaje de personas de la población que contraerán la enfermedad durante la duración del brote epidémico.

Cuando el brote ocurre por una enfermedad nueva, se desarrollan y prueban sobre la marcha diferentes tipos de tests que permitan detectar la enfermedad o la presencia del agente patógeno que la causa, como un virus o bacteria.

En el caso de la enfermedad COVID-19 se utilizan fundamentalmente dos tipos de pruebas: las pruebas de detección de anticuerpos y las pruebas PCR. Entre las pruebas de detección de anticuerpos se distinguen algunas hechas en laboratorios especializados y las llamadas “pruebas rápidas”, conocidas así porque se hacen con un test similar al de una prueba de embarazo: se toma una pequeña muestra de sangre y el test determina en cuestión de minutos si el organismo tiene anticuerpos como respuesta inmunológica por la presencia del SARS-CoV-2, el virus que causa la enfermedad. Si hay anticuerpos, aún si no manifestó síntomas, la interpretación común es que la persona contrajo el virus. Las pruebas PCR son pruebas de reacción en cadena de la polimerasa (Polimerase Chain Reaction en inglés), que se realizan con una muestra de secreción que se toma a través de la nariz hasta la faringe. Esta prueba detecta material genético del virus en el organismo. La mayoría de los países sólo confirma un caso de COVID-19 si da positivo en una prueba de PCR.

Ambas pruebas dependen de varios factores para ser implementadas, entre ellos la disponibilidad de equipos y personal de laboratorio capacitado para hacerlas. La efectividad de las pruebas depende de si tienen suficiente sensibilidad y especificidad para garantizar resultados con bajo margen de error. También influye el momento del período infeccioso del paciente en que se hace la prueba. Si se hace al principio de la infección, puede ser que el organismo no haya creado anticuerpos todavía y el resultado sea un falso negativo.

El principal indicador para predecir el comportamiento de una epidemia y definir la tasa de ataque es el número básico de reproducción (R0), que indica el número de personas en promedio que pueden ser contagiadas por un paciente con la enfermedad, asumiendo que la población no está vacunada o es susceptible a la infección.

Cuando el R0 es superior a 1, significa que cada paciente contagia a más de una persona. Mientras más alto es el R0, más rápida es la propagación. El objetivo de las políticas públicas es hacer descender el R0 por debajo de 1, lo que indicaría que el número de contagios disminuirá con el tiempo.

El R0 es una cifra variable. Cambia de acuerdo al entorno en que se desarrolla la epidemia. Una enfermedad infecciosa se contagia más rápido en los países con sistemas de salud débiles. La densidad poblacional, la forma en que se contagia la enfermedad, o si se han tomado medidas para evitar los contagios, son algunos de los factores que influyen en el cálculo.

Además, existen personas que pueden contagiar más que otras, porque tienen mayor carga viral o porque el lugar donde viven propicia la propagación. A esos casos se les llama super spreaders, pueden expandir una epidemia porque contagian a una velocidad superior al R0 promedio de la enfermedad.

En febrero de 2020, la paciente 31 de COVID-19 en Corea del Sur se convirtió en una super spreader debido a su comportamiento. Después de estar en un hospital por un accidente de tránsito leve, los médicos le recomendaron hacerse la prueba de la enfermedad porque tenía síntomas. La paciente 31 rechazó el test y salió del hospital. Asistió a dos misas en la Iglesia Shincheonji de Jesús y comió en el buffet de un hotel. Doce días después, se hizo el test y dio positivo. Las autoridades coreanas no saben cómo se contagió, pero estiman que tuvo contacto con 1.160 personas en esos días. La iglesia Shincheonji fue uno de los principales clusters, o agrupaciones de casos en el país. Al menos 60% de los casos se rastrearon allí.

Este trabajo fue realizado originalmente por Prodavinci con el apoyo de Pulitzer Center y lo puedes ver haciendo click aquí.