上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院發(fā)布新冠病毒感染流行趨勢研究報(bào)告，預(yù)測疫情拐點(diǎn)

2019年12月，一場新型冠狀病毒（2019-nCov）引起的肺炎疫情開始由武漢向全國蔓延。2020年1月30日，世界衛(wèi)生組織（WHO）宣布將此次新型冠狀病毒疫情列為“國際關(guān)注突發(fā)衛(wèi)生事件”[1]，2月11日，該疾病由WHO正式命名為“Coronavirus Disease 2019” （COVID-19）[2] ，國際病毒分類委員會(huì)的冠狀病毒研究小組（CSG）正式命名該病毒為SARS-CoV-2。

在這場看不見硝煙的戰(zhàn)役里，疫情未來將如何發(fā)展，成為大家近期十分關(guān)心的問題。武漢作為肺炎疫情最嚴(yán)重的城市，是肩負(fù)艱巨防疫抗疫任務(wù)的主戰(zhàn)場，其疫情發(fā)展更是受到廣泛關(guān)注。

最近，《Cell Discovery》接收了一篇來自上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院公共衛(wèi)生學(xué)院和上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬瑞金醫(yī)院合作的一項(xiàng)最新研究結(jié)果，該研究采用傳染病動(dòng)力學(xué)SEIR模型（Susceptible, Exposed, Infectious and Removed model; SEIR model），分階段估計(jì)了武漢市的新型冠狀病毒感染的流行趨勢。

基于SEIR模型分階段預(yù)測武漢新型冠狀病毒感染趨勢的研究解讀

SEIR模型是一種常用于對(duì)病毒流行趨勢進(jìn)行分析的模型，其參數(shù)包括感染者（S）-暴露者（E）-感染者（I）-康復(fù)者（R）、傳播率、感染率、治愈率、基本再生數(shù)（R0）和有效再生數(shù)（Rt）等參數(shù)[3]。其中基本再生數(shù)R0定義為在傳染病發(fā)病初期每個(gè)病人在其平均患病期內(nèi)所傳染的人數(shù)；有效再生數(shù)Rt定義為在t時(shí)刻，每個(gè)感染者能傳染的平均繼發(fā)病例數(shù)，它會(huì)隨著有效的防控手段逐漸下降。R > 1表示若有效的防控措施，疫情將會(huì)是自我維持；R

該研究根據(jù)防控措施強(qiáng)弱分階段調(diào)整有效再生指數(shù)后，對(duì)武漢地區(qū)的流行趨勢進(jìn)行估計(jì)，對(duì)新冠病毒的可能感染規(guī)模和傳播風(fēng)險(xiǎn)等進(jìn)行預(yù)測,為當(dāng)前防控措施的效果提供潛在的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，希望能為現(xiàn)階段的傳染病預(yù)防決策提供理論依據(jù)。

該研究在對(duì)疫情控制有效的疾病流行情況進(jìn)行描述過程中，考慮到各類防控措施的逐步落實(shí)，疫情將逐步得到控制，有效再生指數(shù)也將隨之改變。因此基于武漢地區(qū)采取的防疫措施時(shí)間點(diǎn)，該研究對(duì)疫情發(fā)展強(qiáng)度進(jìn)行了階段劃分。

第一階段：2019年12月1日至2020年1月23日，武漢地區(qū)尚未開展十分嚴(yán)格的防疫工作，僅對(duì)病例進(jìn)行通報(bào)，直至1月23日宣布封城[4]。

第二階段：自1月24日起，武漢封城后第一天，逐步建立交通管制和隔離檢疫制度以限制人口流動(dòng)[5]。

第三階段：2月2日-6日， 武漢的社區(qū)防控得到加強(qiáng)，提出了“不漏一戶、不漏一人” 的社區(qū)公共衛(wèi)生管理模式；同時(shí)“火神山”、“雷神山”醫(yī)院與“方艙醫(yī)院”相繼完成了交付和啟用，20個(gè)省大型三級(jí)綜合醫(yī)院的醫(yī)學(xué)救援隊(duì)馳援，使得武漢的防控和醫(yī)療水平進(jìn)一步得到提高[6]。

第四階段：2月上中旬，武漢的防控措施進(jìn)一步加強(qiáng)，采取嚴(yán)格的社區(qū)隔離和疑似感染者的全面篩查政策，新冠肺炎患者基本實(shí)現(xiàn)“應(yīng)收盡收、應(yīng)治盡治”。根據(jù)國家衛(wèi)生健康委辦公廳印發(fā)“的《新型冠狀病毒感染的肺炎病例密切接觸者管理方案》里“疾病的潛伏期最長約為14天”的指導(dǎo)思想，2月16日，武漢的疫情發(fā)展將基于前期嚴(yán)格的管控而進(jìn)入一個(gè)新階段，若疫情得到有效控制，此后的有效再生數(shù)可下降至1以下。

參考英國帝國理工大學(xué)學(xué)者的研究結(jié)果，該研究將再生數(shù)的參數(shù)設(shè)置為四個(gè)階段：第一階段R0=3.1（高流行傳播階段），第二階段Rt = 2.6（中等流行傳播階段），第三階段Rt = 1.9（低流行傳播階段），第四階段Rt = 0.9或0.5（疫情逐步平息階段）。

研究先假設(shè)初始疫情控制較弱，按照一些對(duì)于疫情爆發(fā)初期預(yù)測的文獻(xiàn)估計(jì)，在尚無有效控制措施的情況下，疫情將繼續(xù)發(fā)展疾病持續(xù)流行，基于帝國理工大學(xué)學(xué)者對(duì)R0的估值為2.6 (1.9-3.1)，假設(shè)從2019年12月1日起，武漢市防控措施不足，且后續(xù)未采取任何有效防控措施，則感染人數(shù)將繼續(xù)上升，到2020年2月底，新型冠狀病毒感染者理論上最高可超過20萬例（R0=3.1）。但實(shí)際上，面對(duì)疫情的發(fā)生，中國采取的措施，特別是1月23日凌晨這一關(guān)鍵時(shí)刻做出的武漢“封城”等斷然決定，是非常有效的。這一決定和后續(xù)的一系列措施從根本上改變了疫情演變的格局。

通過四個(gè)階段的多階段模型擬合，研究最終計(jì)算得到武漢地區(qū)感染人數(shù)可能在2月19日或2月23日出現(xiàn)流行高峰和拐點(diǎn)（兩種不同暴露者E與感染者I的比例估計(jì)），高峰感染人數(shù)估計(jì)為55869-84520人（圖1和圖2）。估計(jì)感染人數(shù)指的是模型中在某一時(shí)刻現(xiàn)存的感染人數(shù)，這些估值中包括了有明顯癥狀的患者和潛在的無癥狀或癥狀很輕的感染者。

目前新型冠狀病毒肺炎疫情仍處于爆發(fā)階段，很難計(jì)算出具體的病死率。根據(jù)武漢 金銀潭醫(yī)院與上海瑞金醫(yī)院一項(xiàng)對(duì)疫情初期的其中99例患者的報(bào)道，病死率可達(dá)11%[7]，如果據(jù)此計(jì)算的話，根據(jù)流行高峰模型對(duì)患者的人數(shù)估計(jì)，新型冠狀病毒肺炎導(dǎo)致的平均死亡人數(shù)約為5697-8296人（包括可能因早期死亡但并未明確診斷的患者）。但是該研究人群樣本量較小，代表性有限，重癥患者較多，有較多病人患有糖尿病等基礎(chǔ)疾病，因此在疫情早期的病死率可能會(huì)被高估[7]，考慮到近日疫情報(bào)告中武漢地區(qū)患者病死率約為3-4%[8]，則新型冠狀病毒肺炎導(dǎo)致的平均死亡人數(shù)有可能為2279-3318人。當(dāng)然，隨著更多輕度和無癥狀病例的確診或出現(xiàn)更好的臨床治療手段，新型冠狀病毒肺炎的病死率和致死人數(shù)也可能會(huì)進(jìn)一步降低。目前必須高度重視進(jìn)一步加強(qiáng)重癥患者救治問題，以切實(shí)降低病死率。

該研究提示，雖然目前的估計(jì)感染病例數(shù)量與實(shí)際確診感染人數(shù)之間存在一定的差距（也有可能有一定比例的無癥狀感染者或者自愈的感染者沒有被及時(shí)確診），但是實(shí)際的確診病例數(shù)的上升趨勢與模型預(yù)測感染人數(shù)的發(fā)展趨勢趨同，因此有理由預(yù)計(jì)，在各項(xiàng)防控措施的有序開展下，萬眾矚目的疫情拐點(diǎn)有望在二月下旬出現(xiàn)。我們共同期待全國疫情最嚴(yán)重、目前抗“疫”主戰(zhàn)場的武漢，在未來數(shù)日內(nèi)即將迎來治愈患者數(shù)明顯高于新增確診患者數(shù)這一轉(zhuǎn)折，隨后疫情將出現(xiàn)明顯控制的新局面。

需要指出的是，此模型仍存在一定的局限性：首先，模型的建立基于一系列假設(shè)，比如不存在超級(jí)感染者，潛伏期內(nèi)不具有傳染性等，但這些假設(shè)目前尚無明確證據(jù)支持與否定，一旦有新的證據(jù)打破模型假設(shè)，模型預(yù)測結(jié)果的可信程度將受到一定影響。第二，模型預(yù)測的準(zhǔn)確程度主要取決于所設(shè)定參數(shù)的準(zhǔn)確性，但目前關(guān)于病毒的很多參數(shù)尚無定數(shù)，如潛伏期、傳染期等，現(xiàn)有的文獻(xiàn)中，也無統(tǒng)一的定論，隨著對(duì)疫情認(rèn)識(shí)的深入，病毒的種種特性將愈發(fā)明朗，模型的估計(jì)也將愈發(fā)精準(zhǔn)。三、多個(gè)階段的劃分雖然有較多的實(shí)際措施實(shí)施的支持，但是有效再生數(shù)的改變通常是一個(gè)連續(xù)動(dòng)態(tài)的變化，以每個(gè)階段平均的有效再生數(shù)來進(jìn)行模型擬合，存在一定的偏差。最后，從確診報(bào)告的數(shù)據(jù)來看，武漢或是更大范圍的湖北疫情的流行趨勢與湖北省外存在明顯不同，因此，不能簡單將該研究所預(yù)測的武漢的疫情流行情況外推至湖北省外其他地區(qū)。實(shí)際上，武漢及湖北之外的疫情控制已經(jīng)出現(xiàn)了非常有利的局面，其演變規(guī)律有待進(jìn)一步研究。

參考文獻(xiàn)

[1].WHO. Statement on the second meeting of the International Health Regulations (2005) Emergency Committee regarding the outbreak of novel coronavirus

(2019-nCoV),

[2].WHO. Novel Coronavirus(2019-nCoV) Situation Report-22，

[3].Chen, S. C., Chang, C.-F. & Liao, C.-M. Predictive models of control strategies involved in containing indoor airborne infections. Indoor Air 16, 469-481.

[4].Imai, N. et al. Report 3: Transmissibility of 2019-nCoV, (2020)

[5].Notice on Wuhan novel coronavirus infection of pneumonia epidemic prevention and control， (2020).

[6].Pooling high-quality medical resources all over the country to win the battle of preventing and controlling epidemics，

[7].Chen, N. et al. Epidemiological and clinical

characteristics of 99 cases of 2019 novel coronavirus pneumonia in Wuhan, China: a descriptive study. The Lancet, doi:10.1016/S0140-6736(20)30211-7.

[8].Yang, Y. et al. Epidemiological and clinical features of the 2019 novel coronavirus outbreak in China. medRxiv, 2020.2002.2010.20021675, doi:10.1101/2020.02.10.20021675 (2020).