《自然》论文点赞中国抗疫,模型显示不干预感染者或超七百万(2)
尽管经济和社会成本高昂,中国在全国实施的非药物干预措施使得新增病例数量迅速下降。先前的研究已经初步探讨了武汉封锁、旅行限制、机场检查以及病例隔离追踪对遏制病毒传播的效果。但是,目前缺乏对中国不同非药物干预措施的有效性及施加时机的全面和定量的分析比较。
基于COVID-19的流行病学数据以及历史和近乎实时的匿名人口活动数据,研究者开发了根据旅行网络的随机易感-暴露-传染-去除(SEIR)模型,模拟2019年12月1日以来,在340个中国大陆的城市中的新冠疫情传播情景。通过模型,研究者进行了前后可比性分析,以量化中国三大主要非药物干预措施带来的影响。模型还评估了自2020年2月17日解除旅行限制以来COVID-19传播的风险。
模拟、重建COVID-19的传播
在实施广泛干预措施之前,中国新冠疫情早期的流行病参数该如何取值?研究者采用的是武汉暴发初期估计的流行病学参数。
研究者通过手机用户的百度定位服务来获取城市间和城市内人口流动数据,以及全国范围内从发病到报告病例的时间间隔,来衡量三大非药物干预措施的效果。自从实施干预措施以来,中国的人口流动和接触方式发生了重大变化,病例报告的及时性也得到了改善。
研究者估计,截至2020年2月29日,中国大陆共有114325例COVID-19病例(四分位数间距 76776 – 164576),其中湖北省占了85%。
在春节前,中国的新增病例呈指数级增长,但在实施非药物干预措施之后,流行高峰在很快就到了,时间正是春节假期内,耗时大约一周左右。该模型对流行病和高峰的预测,与发病日期报告的数据高度一致。该模型每天的估计值与跨时间和跨区域的报告数据之间也具有高度相关性。
截至2020年2月29日,模型估计病例数与各省报告的病例数之间存在显著的总体相关性(p <0.001,R2 = 0.86),在预测某个城市有或者没有新冠病例时,该模型的敏感性(91%,280/308)和特异性(69%,22/32)也很高。
量化不同非药物干预措施的影响
模型预测显示:如果没有非药物干预措施,截至2月29日,中国的COVID-19病例数将远远高于目前的实际数值。其中,武汉市增加51倍(四分位数范围 33倍-71倍),湖北省其他城市病例数将增加92倍(四分位数范围 58倍-133倍)。其他省份的城市病例数将增长了125倍(四分位数范围 77倍-180倍)。
但是,不同干预措施的表观效果各不相同。
对武汉的封锁没能完全阻止病毒从武汉扩散出去,因为封锁是在春运返乡相对靠后的时段实施的。但是,如果不执行城际旅行限制,武汉以外的城市和省份将迎来更多来自武汉新冠病例,受影响的地理范围将扩大到中国偏远的西部地区。
通常来说,相比全国范围内减少人与人之间的接触水平和社交疏远,早期发现和隔离病例可以更迅速、更实质性地预防感染(5倍对2.6倍)。但是,如果没有减少对人与人接触的干预,从长远来看,整个地区的流行病将成倍增加。因此,综合的非药物干预措施对COVID-19疫情的遏制效果是最强、最迅速的,疫情的顶峰在综合的非药物干预措施实施大约一周后就到了。
评估干预时机:往前或往后一周、两周或三周会有多大区别?
如果可以再早一周、两周或三周进行干预,则中国病例数可分别减少66%(四分位数范围 50%-82%)、86%(四分位数范围81%-90%)、95% (四分位数范围93%-97%)。
受影响地区的地理范围也将从308个城市分别缩小到192个、130个和61个城市。