Development of optimization procedures for school closure as an infectious disease control measure by quantifying its cost-effectiveness

2023 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K17250
• Research Institution: Rakuno Gakuen University
• Principal Investigator: 松山 亮太 酪農学園大学, 獣医学群, 講師 (00780008)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2026-03-31
• Keywords: 感染症流行制御 / 学校休業 / 費用対効果 / 意思決定支援

Outline of Annual Research Achievements

感染症流行時の学校における臨時休業（学校休業）は、学生の感染予防に資するために利益が大きいと考えられがちであるが、家庭の経済損失や教育機会の損失といった負の側面を持ち合わせる。したがって、学校休業の費用対効果を最大化する必要があるが、そのための定量的基準は未だない。そこで本研究は、「社会にとってどのような形の学校休業が望ましいか」を定量的に明らかにすることを目的として、感染症数理モデルによる流行動態の推定と、保護者の休業実態などの社会学的データを利用し、学校休業に伴う健康・経済・教育の損失と便益とを最適化するためのシミュレータを開発する。今年度は熱性呼吸器感染症への罹患と学校閉鎖が家庭に与える影響を明らかにするための質問紙票調査の分析を進め、隠れマルコフモデルを用いた欠席者数データの分析を試みた。また、沖縄県の2020年から2022年にかけての幼稚園、小・中学校のコロナ罹患状況のデータ分析をおこなった。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

本研究では、学校環境における感染症の流行動態の分析と、保護者の休業実態や医療費に関する社会調査データの分析とを実施することにより、学校休業が健康・経済・教育に与える影響を定量化し、学校休業に関わる意思決定を支援するためのシミュレータの開発を実現する。そのために、①感染症の流行動態を支配するパラメータの推定、②学校休業による感染症流行抑制への効果を推定するシミュレータの開発、③学校の休業措置による教育・経済効果の推定を実施する。①および②について、熱性感染症による学生の欠席に関する質問紙票調査を2023年4月に完了し、その分析を進めた。子が熱性感染症に罹患した際の休暇日数の分布および保護者の休暇取得日数分布を算出した。本データを利用して。昨年度に引き続き、中国地方B市の小・中学校におけるインフルエンザによる欠席児童数データの分析を試みた。当データは2016年から2021年までの日別の児童欠席数が集計されたものである。感染者数が隠れ状態であるため、隠れマルコフモデルの応用による分析を、上記の質問紙票調査に基づく生徒の復帰過程の確率分布（平均4,94日、最小値1,0日および最大値14,0日）を用いて施行した。しかし、伝播性についての妥当な推定結果は得られなかった。その理由として、欠席した場合でも医療機関による検査で陰性と判断され、一日で復帰している場合がデータに含まれており、そのケースの分離が困難であることが考えられた。他方、2023年度には沖縄県の幼稚園、小、中学校、高校の新型コロナウイルス感染者数データを新たに入手した。当該データの本研究への利用の検討と、記述疫学的な分析を進めたことで、予定外の作業が増えた。加えて、2023年6月下旬から9月上旬までの約2か月、育児休暇によって研究が実施できなかった。当初計画よりやや遅れているものの、目的達成に向けて前進はしている。

Strategy for Future Research Activity

上述したように、本調査では感染に関わる疫学情報（家庭内の二次感染動態や有症期間等）と保護者の経済的・時間的負担を明らかにし、学校休業の費用対効果を最大化するためのレバレッジ・ポイントを明らかにすることを目的としている。この目的に従がって予測をおこなうためには、①学校環境および家庭内における感染症の伝播性を、また、②保護者が子の看護のために休暇を取得する期間や、感染症の二次感染によって休養せざるを得ない期間を明らかにする必要がある。既に②については2023年度に実施済みのWeb質問調査「『発熱をともなう呼吸器感染症』が家庭に与える負荷の推定調査」により推定値を得ている。そこで、①の学校内および家庭内における伝播性の推定を進める。学校内感染については欠席者数データを用いた小・中学校でのインフルエンザの伝播性の推定が成功していないため、その打開策の検討を実施する。家庭内感染についてはまだ推定値を得ることが出来ておらず、質問紙票調査結果の分析を進める。本年は5年計画の４年目であり、本年度中に本研究のアウトプットの１つである「感染症流行対策としての学校休業の費用対効果を定量し最適化するシステム」に実装される損失関数の構築を完了することを目指す。本研究で分析している感染者数・欠席者数データから伝播性の推定値が得られない場合は、既存の文献情報を集約して利用し、損失関数を用いたシミュレーションを進める。今年度中に、熱性感染症によって保護者が子の看護のために休暇を取得する期間と、感染症の二次感染によって休養せざるを得ない期間についての結果をまとめ、論文化を検討する。また、沖縄県の学生における新型コロナ罹患状況についても論文化を目指す。

Causes of Carryover

2023年度に見込んでいた分析結果が得られず、論文投稿費用が計上されなかった。また、分析結果が得られなかったために、研究成果の発表のための海外学会への参加も見合わせた。今年度は分析結果の発表を実施し、論文投稿費用等による適切な使用を行う予定である。