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復旦新冠研究登上科學雜志:各年齡易感性如何?停課效果如何

發布時間:2020-05-01來源:科學網閱讀 > 1084

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為阻止新冠肺炎(COVID-19)的傳播,中國采取了大量的非藥物干預措施。中國疫情逐漸平息之際,美國、西班牙、意大利等國的形勢仍舊嚴峻。各國政府和決策者該選擇怎樣的疫情控制政策,其實是一個科學問題。

最新一份來自中國、美國、意大利團隊的研究即指出,截至目前,關于年齡、接觸模式、社會距離、感染易感性和COVID-19傳播動態之間的相互作用仍不清楚。他們試圖為更具有針對性的長期防控策略提供科學依據。

當地時間4月29日,復旦大學公共衛生學院、意大利ISI基金會、湖南省疾控中心、意大利布魯諾·凱斯勒基金會、美國立衛生研究院(NIH)福格蒂國際中心、美國東北大學生物和社會技術系統模擬實驗室的研究團隊合作在頂級學術期刊《科學》(Science)上發表了一項研究“Changes in contact patterns shape the dynamics of the COVID-19 outbreak in China”。

研究的通訊作者為復旦大學公共衛生學院教授、博士生導師、公共衛生安全教育部重點實驗室(復旦大學)主任余宏杰,以及意大利布魯諾·凱斯勒基金會的計算流行病學家Marco Ajelli。

研究團隊分析了新冠疫情暴發之前和疫情暴發期間武漢和上海的接觸調查數據,以及來自湖南省的接觸者追蹤信息。研究得出,在執行社會距離疏遠政策期間,武漢和上海兩地平均每天的接觸均減少了80%左右,大部分的互動僅限于家庭。研究還發現,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。

基于這些數據,研究團隊建立了一個傳播模型,研究疫情傳播如何受年齡差異和社會距離的影響。此外,他們還預測了社會距離和學校關閉對COVID-19傳播的影響。他們認為,中國暴發疫情期間僅實施社會距離政策就足以控制COVID-19。另外,雖然主動關閉學校本身不能阻斷傳播,但它們可以將峰值發病率降低40%-60%,并延遲疫情。

總的來說,這項研究提供的證據表明,在武漢和上海實施的干預措施,以及由此導致的人類行為變化,大大減少了日常接觸,從根本上減少了互動。這使得了SARS-CoV-2傳播的急劇減少。

研究團隊同時提出,設計針對COVID-19的長期控制的目標策略將特別重要,包括基于學校和工作的控制策略,以及大規模檢測和接觸者追蹤。未來研究應集中于完善感染、疾病和傳染性的年齡特異性評估,這有助于評估這些策略的影響。

疫情期間城市流動性下降,家庭內部接觸為主要社會接觸模式

為了評估與COVID-19干預有關的年齡混合模式的變化,研究團隊在兩個城市進行了接觸調查:疫情暴發中心武漢,和中國東南部最大、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。調查時間為2020年2月1日至2020年2月10日,調查方式為電話調查。

武漢的參與者需要完成一份問卷,描述他們在兩個不同時間的接觸行為:第一、2019年12月24日至2019年12月30日之間的一個正常工作日,即武漢市衛健委正式公布疫情之前(用作基線);第二、問卷調查前一天,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卷,但只需要報告在疫情暴發期間的接觸者。

在這些電話調查中,“接觸”被定義為兩種方式,一種是面對面交談,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名參與者報告的1245名接觸者,以及上海557名參與者報告的1296名接觸者。在武漢,每個參與者的平均每日接觸人數顯著減少,從基線期的14.6人減少到疫情暴發期的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)。該矩陣的每個單元格代表一個特定年齡組的個體與其他個體的接觸的平均數量,按年齡組分層。顏色亮度表示接觸的數量;武漢(B)和上海(E)的疫情暴發期間接觸矩陣;武漢(C)和(F)基線期接觸矩陣與疫情暴發期間接觸矩陣的差異。

在分析基線期也就是疫情暴發之前的時候,武漢和上海呈現出的社會接觸模式均表現為典型的年齡混合接觸特征。相比之下,疫情暴發期間,實行嚴格的社會距離政策之后,上述特征大部分消失,基本只剩下家庭內部的接觸。特別是,根據基線和暴發期矩陣的差異,可以看到學齡群體的接觸完全消失了。

研究認為,總的來說,疫情期間的接觸主要發生在家庭成員之間(武漢94.1%,上海78.5%)。這些發現也符合城市內流動數據的趨勢,在1月初至2月初之間,上海城市流動性下降了86.9%,武漢下降了74.5%。如此大的內部流動性下降和疫情期間大部分接觸發生在家庭內部的結果是一致的。

值得注意的是,在武漢和上海實施嚴格的社會距離措施時,并沒有完全消除工作場所的接觸,因為一些基本而重要的工作仍需繼續。

新冠易感性隨年齡增加而增加:0-14歲個體感染風險最低

接下來,為了理解社會距離干預、人群接觸模式的變化和疫情動態之間的相互作用,研究還需要考慮感染易感性的潛在年齡差異。研究團隊指出,目前這是一個有爭議的話題,其中原因包括關于無癥狀病例年齡分布的信息很少。

研究團隊分析了湖南省疾控中心詳細的流行病學現場調查COVID-19接觸者追蹤信息??偟膩碚f,湖南所有報告的COVID-19病例的密切接觸者都進行了14天醫學觀察,使用實時RT-PCR檢測,檢測呈陽性的人隨后被確診為SARS-CoV-2感染。

研究團隊進行了廣義線性混合模型回歸,以說明接觸相同指標病例(如在家庭內部)的接觸者的聚類和潛在相關結構。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變量。

他們發現,對SARS-CoV-2感染的易感性隨年齡增加而增加。0-14歲個體感染風險低于15-64歲個體[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險高于15-64歲的成年人[OR=1.47 (95%CI: 1.12-1.92)]。

研究團隊援引了深圳疾控中心、美國約翰霍普金斯大學彭博公共衛生學院等團隊今年3月發表在預印本平臺medRxiv上的另一項研究進一步強調,目前對于易感性仍存在一些爭議。深圳疾控中心等團隊當時的研究認為,對新冠病毒的易感性并沒有隨著年齡的增長而改變。

疫情若不控制,一年后平均感染發病率為53%-92%

研究團隊隨后探討他們的數據如何為COVID-19提供防控策略。

他們指出,調節流行病動態的一個關鍵參數是基本傳染數(R0)。所謂的R0,即指在沒有外力介入、所有人都沒有免疫力的情況下,一個感染者把疾病傳染給其他個體的平均數。這項研究評估了干預措施對R0的影響,并使用下一代矩陣的方法來量化R0的變化。

此外,為了說明年齡混合接觸模式對疫情動態的影響,他們開發了一個簡單的SARS-CoV-2傳播模型SIR。在模型中,人口分為三個流行病學類別:易感、感染和移除者(恢復或死去的人)。根據對感染的年齡特異性易感性的估計,易感個體在與感染個體接觸后會被感染,接觸發生的概率由每個年齡組的混合模式估計值決定。取連續兩代病例的平均時間間隔為5.1天。

接觸模式對疫情傳播的影響,A、武漢;B上海。

在武漢COVID-19疫情的早期階段,即實施干預措施之前,R0值估計為2.0-3.5。在此分析中,研究團隊將基線期的R0值范圍擴展到1-4。他們發現武漢和上海接觸模式的相當大的變化使得R0急劇減小,武漢和上海均可下降至流行閾值1以下。如果假設人群易感性在各年齡段沒有差異(Equal susceptibility),結論仍舊類似。

首次出現COVID-19病例一年后的感染發生率,C、武漢;D上海。

假設疫情不受控制(沒有干預措施、出行限制,或自發群體配合),即R0范圍在2-3,研究估計在疫情暴發一年后,平均感染發病率為53%-92%,武漢和上海之間差異較小。

學校關閉不足以完全預防疫情暴發,長遠來看應更有針對性地阻斷傳播

接下來,研究團隊使用該模型來估計提前大規模學校關閉的影響?;谏虾5臄祿?,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,但移除了在學校的接觸。

研究還提醒,這兩種情況都是學校關閉策略的簡化。事實上,中國為應對COVID-19大流行關閉了學校,所有現場教育服務因此中斷。然而,學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,這并不少見。

限制學校接觸對疫情傳播的影響。

這項研究的建模表明,完全假期接觸模式可以阻斷基線R0在1.5以內的傳播 (圖3、A和C) ,正常工作日移除學校接觸的模式可以阻斷基線R0在1.2以內的傳播。舉例來說,如果基線R0為2.5,假設在完全假期接觸模式下,平均峰值日發病率會減少64%。在正常工作日移除學校接觸的模式下,平均峰值日發病率則減少42%。

研究認為,總的來說,僅靠學校關閉政策不足以完全預防COVID-19暴發,但它可以影響疫情傳播動態,從而緩解醫院負荷。需要強調的是,上海5-19歲的人口占總人口的9.5%,明顯低于全中國(16.8%)和其他國家(包括西方國家)的平均水平;例如,美國的這一比例為19.7%。

研究團隊最后總結道,雖然研究仍存在諸多限制性,但這項建模工作可以提供一些見解,探討一個全國范圍的防控策略對感染發病率和峰值發病率可能產生的影響。

他們認為,或許最重要的是,實施嚴格生硬的封鎖策略在經濟上和心理上都極具較大影響,“從長遠來看,更有針對性地阻斷傳播是更好的選擇?!?/p>

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