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復(fù)旦新冠研究登上科學(xué)雜志:各年齡易感性如何?停課效果如何
為阻止新冠肺炎(COVID-19)的傳播,中國(guó)采取了大量的非藥物干預(yù)措施。中國(guó)疫情逐漸平息之際,美國(guó)、西班牙、意大利等國(guó)的形勢(shì)仍舊嚴(yán)峻。各國(guó)政府和決策者該選擇怎樣的疫情控制政策,其實(shí)是一個(gè)科學(xué)問(wèn)題。
最新一份來(lái)自中國(guó)、美國(guó)、意大利團(tuán)隊(duì)的研究即指出,截至目前,關(guān)于年齡、接觸模式、社會(huì)距離、感染易感性和COVID-19傳播動(dòng)態(tài)之間的相互作用仍不清楚。他們?cè)噲D為更具有針對(duì)性的長(zhǎng)期防控策略提供科學(xué)依據(jù)。
當(dāng)?shù)貢r(shí)間4月29日,復(fù)旦大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院、意大利ISI基金會(huì)、湖南省疾控中心、意大利布魯諾·凱斯勒基金會(huì)、美國(guó)立衛(wèi)生研究院(NIH)福格蒂國(guó)際中心、美國(guó)東北大學(xué)生物和社會(huì)技術(shù)系統(tǒng)模擬實(shí)驗(yàn)室的研究團(tuán)隊(duì)合作在頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》(Science)上發(fā)表了一項(xiàng)研究“Changes in contact patterns shape the dynamics of the COVID-19 outbreak in China”。
研究的通訊作者為復(fù)旦大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師、公共衛(wèi)生安全教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(復(fù)旦大學(xué))主任余宏杰,以及意大利布魯諾·凱斯勒基金會(huì)的計(jì)算流行病學(xué)家Marco Ajelli。
研究團(tuán)隊(duì)分析了新冠疫情暴發(fā)之前和疫情暴發(fā)期間武漢和上海的接觸調(diào)查數(shù)據(jù),以及來(lái)自湖南省的接觸者追蹤信息。研究得出,在執(zhí)行社會(huì)距離疏遠(yuǎn)政策期間,武漢和上海兩地平均每天的接觸均減少了80%左右,大部分的互動(dòng)僅限于家庭。研究還發(fā)現(xiàn),0-14歲的兒童比15-64歲的成年人更不容易受到SARS-CoV-2感染,而相比之下65歲以上的人更容易受到感染。
基于這些數(shù)據(jù),研究團(tuán)隊(duì)建立了一個(gè)傳播模型,研究疫情傳播如何受年齡差異和社會(huì)距離的影響。此外,他們還預(yù)測(cè)了社會(huì)距離和學(xué)校關(guān)閉對(duì)COVID-19傳播的影響。他們認(rèn)為,中國(guó)暴發(fā)疫情期間僅實(shí)施社會(huì)距離政策就足以控制COVID-19。另外,雖然主動(dòng)關(guān)閉學(xué)校本身不能阻斷傳播,但它們可以將峰值發(fā)病率降低40%-60%,并延遲疫情。
總的來(lái)說(shuō),這項(xiàng)研究提供的證據(jù)表明,在武漢和上海實(shí)施的干預(yù)措施,以及由此導(dǎo)致的人類行為變化,大大減少了日常接觸,從根本上減少了互動(dòng)。這使得了SARS-CoV-2傳播的急劇減少。
研究團(tuán)隊(duì)同時(shí)提出,設(shè)計(jì)針對(duì)COVID-19的長(zhǎng)期控制的目標(biāo)策略將特別重要,包括基于學(xué)校和工作的控制策略,以及大規(guī)模檢測(cè)和接觸者追蹤。未來(lái)研究應(yīng)集中于完善感染、疾病和傳染性的年齡特異性評(píng)估,這有助于評(píng)估這些策略的影響。
疫情期間城市流動(dòng)性下降,家庭內(nèi)部接觸為主要社會(huì)接觸模式
為了評(píng)估與COVID-19干預(yù)有關(guān)的年齡混合模式的變化,研究團(tuán)隊(duì)在兩個(gè)城市進(jìn)行了接觸調(diào)查:疫情暴發(fā)中心武漢,和中國(guó)東南部最大、人口最密集的城市上海。本次疫情期間,上海有不少武漢輸入病例和本地傳播病例。調(diào)查時(shí)間為2020年2月1日至2020年2月10日,調(diào)查方式為電話調(diào)查。
武漢的參與者需要完成一份問(wèn)卷,描述他們?cè)趦蓚€(gè)不同時(shí)間的接觸行為:第一、2019年12月24日至2019年12月30日之間的一個(gè)正常工作日,即武漢市衛(wèi)健委正式公布疫情之前(用作基線);第二、問(wèn)卷調(diào)查前一天,即疫情期間。在上海的參與者則被要求完成與在武漢使用的相同的問(wèn)卷,但只需要報(bào)告在疫情暴發(fā)期間的接觸者。
在這些電話調(diào)查中,“接觸”被定義為兩種方式,一種是面對(duì)面交談,另一種是例如握手等直接的身體接觸。
研究共分析了武漢636名參與者報(bào)告的1245名接觸者,以及上海557名參與者報(bào)告的1296名接觸者。在武漢,每個(gè)參與者的平均每日接觸人數(shù)顯著減少,從基線期的14.6人減少到疫情暴發(fā)期的2.0人。在上海觀察到的這種減少更為明顯,平均每日接觸人數(shù)從18.8下降到2.3。
武漢(A)和上海(D)的基線期接觸矩陣(只適用于普通工作日)。該矩陣的每個(gè)單元格代表一個(gè)特定年齡組的個(gè)體與其他個(gè)體的接觸的平均數(shù)量,按年齡組分層。顏色亮度表示接觸的數(shù)量;武漢(B)和上海(E)的疫情暴發(fā)期間接觸矩陣;武漢(C)和(F)基線期接觸矩陣與疫情暴發(fā)期間接觸矩陣的差異。
在分析基線期也就是疫情暴發(fā)之前的時(shí)候,武漢和上海呈現(xiàn)出的社會(huì)接觸模式均表現(xiàn)為典型的年齡混合接觸特征。相比之下,疫情暴發(fā)期間,實(shí)行嚴(yán)格的社會(huì)距離政策之后,上述特征大部分消失,基本只剩下家庭內(nèi)部的接觸。特別是,根據(jù)基線和暴發(fā)期矩陣的差異,可以看到學(xué)齡群體的接觸完全消失了。
研究認(rèn)為,總的來(lái)說(shuō),疫情期間的接觸主要發(fā)生在家庭成員之間(武漢94.1%,上海78.5%)。這些發(fā)現(xiàn)也符合城市內(nèi)流動(dòng)數(shù)據(jù)的趨勢(shì),在1月初至2月初之間,上海城市流動(dòng)性下降了86.9%,武漢下降了74.5%。如此大的內(nèi)部流動(dòng)性下降和疫情期間大部分接觸發(fā)生在家庭內(nèi)部的結(jié)果是一致的。
值得注意的是,在武漢和上海實(shí)施嚴(yán)格的社會(huì)距離措施時(shí),并沒(méi)有完全消除工作場(chǎng)所的接觸,因?yàn)橐恍┗径匾墓ぷ魅孕枥^續(xù)。
新冠易感性隨年齡增加而增加:0-14歲個(gè)體感染風(fēng)險(xiǎn)最低
接下來(lái),為了理解社會(huì)距離干預(yù)、人群接觸模式的變化和疫情動(dòng)態(tài)之間的相互作用,研究還需要考慮感染易感性的潛在年齡差異。研究團(tuán)隊(duì)指出,目前這是一個(gè)有爭(zhēng)議的話題,其中原因包括關(guān)于無(wú)癥狀病例年齡分布的信息很少。
研究團(tuán)隊(duì)分析了湖南省疾控中心詳細(xì)的流行病學(xué)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查COVID-19接觸者追蹤信息。總的來(lái)說(shuō),湖南所有報(bào)告的COVID-19病例的密切接觸者都進(jìn)行了14天醫(yī)學(xué)觀察,使用實(shí)時(shí)RT-PCR檢測(cè),檢測(cè)呈陽(yáng)性的人隨后被確診為SARS-CoV-2感染。
研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了廣義線性混合模型回歸,以說(shuō)明接觸相同指標(biāo)病例(如在家庭內(nèi)部)的接觸者的聚類和潛在相關(guān)結(jié)構(gòu)。他們將接觸者的年齡組和性別、接觸類型、接觸者是否曾到湖北/武漢旅行作為回歸協(xié)變量。
他們發(fā)現(xiàn),對(duì)SARS-CoV-2感染的易感性隨年齡增加而增加。0-14歲個(gè)體感染風(fēng)險(xiǎn)低于15-64歲個(gè)體[OR=0.34 (95%CI: 0.24-0.49)]。相比之下,65歲及以上的老年人感染的風(fēng)險(xiǎn)高于15-64歲的成年人[OR=1.47 (95%CI: 1.12-1.92)]。
研究團(tuán)隊(duì)援引了深圳疾控中心、美國(guó)約翰霍普金斯大學(xué)彭博公共衛(wèi)生學(xué)院等團(tuán)隊(duì)今年3月發(fā)表在預(yù)印本平臺(tái)medRxiv上的另一項(xiàng)研究進(jìn)一步強(qiáng)調(diào),目前對(duì)于易感性仍存在一些爭(zhēng)議。深圳疾控中心等團(tuán)隊(duì)當(dāng)時(shí)的研究認(rèn)為,對(duì)新冠病毒的易感性并沒(méi)有隨著年齡的增長(zhǎng)而改變。
疫情若不控制,一年后平均感染發(fā)病率為53%-92%
研究團(tuán)隊(duì)隨后探討他們的數(shù)據(jù)如何為COVID-19提供防控策略。
他們指出,調(diào)節(jié)流行病動(dòng)態(tài)的一個(gè)關(guān)鍵參數(shù)是基本傳染數(shù)(R0)。所謂的R0,即指在沒(méi)有外力介入、所有人都沒(méi)有免疫力的情況下,一個(gè)感染者把疾病傳染給其他個(gè)體的平均數(shù)。這項(xiàng)研究評(píng)估了干預(yù)措施對(duì)R0的影響,并使用下一代矩陣的方法來(lái)量化R0的變化。
此外,為了說(shuō)明年齡混合接觸模式對(duì)疫情動(dòng)態(tài)的影響,他們開(kāi)發(fā)了一個(gè)簡(jiǎn)單的SARS-CoV-2傳播模型SIR。在模型中,人口分為三個(gè)流行病學(xué)類別:易感、感染和移除者(恢復(fù)或死去的人)。根據(jù)對(duì)感染的年齡特異性易感性的估計(jì),易感個(gè)體在與感染個(gè)體接觸后會(huì)被感染,接觸發(fā)生的概率由每個(gè)年齡組的混合模式估計(jì)值決定。取連續(xù)兩代病例的平均時(shí)間間隔為5.1天。
接觸模式對(duì)疫情傳播的影響,A、武漢;B上海。
在武漢COVID-19疫情的早期階段,即實(shí)施干預(yù)措施之前,R0值估計(jì)為2.0-3.5。在此分析中,研究團(tuán)隊(duì)將基線期的R0值范圍擴(kuò)展到1-4。他們發(fā)現(xiàn)武漢和上海接觸模式的相當(dāng)大的變化使得R0急劇減小,武漢和上海均可下降至流行閾值1以下。如果假設(shè)人群易感性在各年齡段沒(méi)有差異(Equal susceptibility),結(jié)論仍舊類似。
首次出現(xiàn)COVID-19病例一年后的感染發(fā)生率,C、武漢;D上海。
假設(shè)疫情不受控制(沒(méi)有干預(yù)措施、出行限制,或自發(fā)群體配合),即R0范圍在2-3,研究估計(jì)在疫情暴發(fā)一年后,平均感染發(fā)病率為53%-92%,武漢和上海之間差異較小。
學(xué)校關(guān)閉不足以完全預(yù)防疫情暴發(fā),長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看應(yīng)更有針對(duì)性地阻斷傳播
接下來(lái),研究團(tuán)隊(duì)使用該模型來(lái)估計(jì)提前大規(guī)模學(xué)校關(guān)閉的影響?;谏虾5臄?shù)據(jù),研究考慮了兩種不同的接觸模式:完全假期期間接觸模式;正常工作日期間的接觸模式,但移除了在學(xué)校的接觸。
研究還提醒,這兩種情況都是學(xué)校關(guān)閉策略的簡(jiǎn)化。事實(shí)上,中國(guó)為應(yīng)對(duì)COVID-19大流行關(guān)閉了學(xué)校,所有現(xiàn)場(chǎng)教育服務(wù)因此中斷。然而,學(xué)校放假期間的接觸模式表明,仍有一部分孩子參加額外的教育活動(dòng),這并不少見(jiàn)。
限制學(xué)校接觸對(duì)疫情傳播的影響。
這項(xiàng)研究的建模表明,完全假期接觸模式可以阻斷基線R0在1.5以內(nèi)的傳播 (圖3、A和C) ,正常工作日移除學(xué)校接觸的模式可以阻斷基線R0在1.2以內(nèi)的傳播。舉例來(lái)說(shuō),如果基線R0為2.5,假設(shè)在完全假期接觸模式下,平均峰值日發(fā)病率會(huì)減少64%。在正常工作日移除學(xué)校接觸的模式下,平均峰值日發(fā)病率則減少42%。
研究認(rèn)為,總的來(lái)說(shuō),僅靠學(xué)校關(guān)閉政策不足以完全預(yù)防COVID-19暴發(fā),但它可以影響疫情傳播動(dòng)態(tài),從而緩解醫(yī)院負(fù)荷。需要強(qiáng)調(diào)的是,上海5-19歲的人口占總?cè)丝诘?.5%,明顯低于全中國(guó)(16.8%)和其他國(guó)家(包括西方國(guó)家)的平均水平;例如,美國(guó)的這一比例為19.7%。
研究團(tuán)隊(duì)最后總結(jié)道,雖然研究仍存在諸多限制性,但這項(xiàng)建模工作可以提供一些見(jiàn)解,探討一個(gè)全國(guó)范圍的防控策略對(duì)感染發(fā)病率和峰值發(fā)病率可能產(chǎn)生的影響。
他們認(rèn)為,或許最重要的是,實(shí)施嚴(yán)格生硬的封鎖策略在經(jīng)濟(jì)上和心理上都極具較大影響,“從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,更有針對(duì)性地阻斷傳播是更好的選擇。”
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