《科学》最新研究聚焦疫情之初:武汉封城前超八成新冠未确诊(2)
新冠病毒在城市间的空间传播是通过每天从j市到i市的人数和一个乘法因子来获得。具体来说,春节期间(“春运”)中国375个城市的每日客流量来自于腾讯地理位置服务在2018年春运期间(2018年2月1日至3月12日)收集的人群移动数据。春运的期限为40天,即春节前15天和春节后25天,在这段时间内,中国境内的出行率很高。
为了估算2020年春运期间(从1月10日开始)的人类活动,研究团队对腾讯2018年的数据与此次春节的相应时间进行了校对。例如,他们使用2018年2月1日的移动数据来表示2020年1月10日的人类活动,因为这两个时间点离农历新年相距时间一样。
2018年春运期间,腾讯数据共采集出行事件17.3亿次;不过,中国交通运输部统计,2018年春运40天,全国旅客发送量达29.7亿人次。为了弥补漏报和协调这两个数字,研究团队引入一个大于1的旅游倍增因子θ。
为推断新冠病毒在疫情早期阶段的传播动态,研究团队采用迭代滤波-集成调整卡尔曼滤波(IF-EAKF)框架模拟了2020年1月10日至1月23日期间的观察(即武汉封城之前)。
通过模型和推测系统相结合,研究团队分别估计了375个城市四个模型状态变量的轨迹(易感、暴露、记录感染、感染但未记录),同时推断六个模型参数(Z、D、μ、β、α、θ:平均潜伏期、平均感染持续时间、未记录感染者的传播减少因子、确诊患者传播率、确诊感染者比例、出行多因素)。
非常高的未记录新冠感染者比例:86%
研究团队将模型推断框架应用于1月23日武汉封城之前观察到的疫情,即中国全国范围内共有801例确诊患者。最佳拟合模型参数估计生成报告案例的模拟,这些随机模拟的分布很好地反映了观测情况的范围。此外,最佳拟合模型捕捉到新型冠病毒传播到中国其他城市的情况。
研究团队对有效传染数(Re)的中位数估计为2.38(95% CI: 2.04−2.77),该值与疫情流行初期的基本传染数(R0)相当,这表明COVID-19具有较高的持续传播能力。这一发现与最近其他几份研究中的估计一致。此外,潜伏期和感染期的中位数估计值分别约为3.69天和3.48天。
研究还发现,在1月10日至1月23日期间,中国报告的确诊病例数只有总感染病例的14%(95%置信区间:10-18%)。这一估计显示了一个非常高的未记录感染者比例:86%。
论文中提到,从武汉撤离的外国人的感染率独立地证实了这一发现。这些未记录感染者的传染力预计是确诊患者的一半(μ= 0.55;95%置信区间:0.46-0.62)。
随后,研究团队使用最佳拟合模型估计,在1月10日至1月23日期间,武汉市新增COVID-19病例共计13118例(95% CI: 2974-23435),包括所有确诊和未记录感染者。
此外,所有感染中的86.2%(95%可信区间:81.5%-89.8%)由未记录感染者的病毒传播导致。在全国范围内,1月10日至1月23日的感染总人数为16829人(95%可信区间:3797-30271人),同样,86.2%(95%可信区间:81.6%-89.8%)病例由未记录感染者传播导致。
为进一步研究有传染性的、未记录的 COVID-19感染者对整体传播和总报告病例数的影响,研究团队使用最佳拟合参数估计(但μ=0,即未记录感染者不再具有传染性)生成了一组假设疫情。
研究发现,如果没有未记录感染者的传播,中国在1月10日至1月23日期间报告的感染病例可以减少78.8%,武汉则是减少66.1%。此外,在这期间确诊病例超过10例的城市较少,只有1个城市在1月23日确诊病例超过10例。这一发现表明,具有传染性的、未记录的感染者助长了新冠病毒在中国的传播。
武汉封城之后确诊感染者比例提高到六成以上