1.文章基本信息
| 文章题目 | Nowcastingand forecasting the potential domestic and international spread of the2019-nCoV outbreak originating in Wuhan, China: a modelling study |
| 中文题目 | 预测预报源于中国武汉新冠病毒爆发潜在的国内外传播：一个模型研究 |
| 期刊名 | Lancet |
| 作者 | JosephT Wu, Kathy Leung, Gabriel M Leung |
| 发表时间 | 2020年1月31日 |
| 作者单位 | 香港大学 |
背景：自2019年12月31日以来，中国武汉市报告了由新型冠状病毒（2019-nCoV）引起的非典型肺炎疫情。病例已扩散到中国其他城市以及国际上，有可能引发全球疫情。在这里，我们根据武汉向中国大陆以外城市输出的病例数量，对武汉的疫情规模进行了估计，并预测了国内和全球流行病的公共卫生风险程度，同时考虑了社会和非药物预防干预措施。
结论：在我们的基线情况中，我们估计，截至2020年1月25日，武汉市新冠病毒的基本再生数为2.68（95%置信区间是2.47–2.86），已感染人数是75815人（95%置信区间是37304–130 330）。流行倍增时间为6.4天（95%置信区间是5.8-7.1）。我们估计，在基线情况下，重庆、北京、上海、广州和深圳分别从武汉输入461例（95%置信区间是227-805）、113例（57-193）、98例（49-168）、111例（56-191）和80例（40-139）。如果新冠病毒在国内各地的传播率相似，并且随着时间的推移，我们推断，中国多个主要城市的流行病已经呈指数增长，滞后于武汉爆发约1-2周。
解说
考虑到新冠病毒已超出武汉范围内，中国其他主要城市可能正在遭受局部疫情爆发。与中国交通联系密切的海外大城市也可能成为疫情爆发的中心，除非在人群和个人两个层面立即实施实质的公共卫生干预措施。由于在缺乏大规模公共卫生干预措施情况下大量未出现症状病例的输出，全球主要城市的各自遭受疫情爆发可能是不可避免的。备灾计划和缓解措施应准备好在全球迅速部署。
2.引言
中国湖北省省会武汉市正在调查2019年人畜共患新型冠状病毒（新冠病毒）引起的非典型肺炎疫情。截至2020年1月29日（香港时间11:00），中国大陆确诊的新冠病毒感染病例为5993例（图1），其中132例死亡。截至2020年1月28日（香港时间18:30），武汉输出到中国大陆以外地区的输出确诊案件有78起。
中国国家卫生委员会制定了病例定义系统，以便于对患者进行分类。为了减少病毒的传播，中国政府自2020年1月23日至24日起，逐步对武汉及附近几个城市实施了市区范围内的检疫。许多国内机场和火车站以及国际机场都采取了温度筛查措施来检测发烧的人。
自2002年以来，另外两种新型冠状病毒（CoV）已成为全球主要的健康威胁，分别是传播到37个国家的严重急性呼吸综合征冠状病毒（SARS-CoV；2002年）和传播到27个国家的中东呼吸综合征冠状病毒（MERS-CoV；2012年）。迄今为止，SARS-CoV已造成8000多人感染和800多人死亡，MERS-CoV已感染2494人，造成858人死亡。这两种病毒都是人畜共患病病毒，在流行病学上相似，只是SARS-CoV几乎没有亚临床表现，而MERS-CoV的表现更类似于其他四种常见的人循环冠状病毒，有相当比例的无症状感染（表1）。这两种病毒的症状性病例通常表现为中重度呼吸道症状，通常发展为严重肺炎。
SARS-CoV和MERS-CoV的一个显著的共同特征是它们具有低的持续社区传播潜力（即低的基本繁殖数）。然而，最令人担忧的方面是病毒通过过度传播造成异常大的病例群体的能力，它可以超过100个体，且明显是由单一的索引案例传播的。
在这项研究中，我们提供了流行病可能规模的预测模型，认识到即使在确定了病因之后，仍然难以完全确定一种先前未知的病原体，其临床情况和检测能力尚不清楚。更重要的是，从公共卫生控制的角度出发，我们预测了可能的国内和国际传播过程，首先假设传播率与武汉的初始阶段相似（即，很少或没有缓解干预措施），然后说明2020年1月逐步迅速实施的各种社会和个人非药物干预措施的潜在影响。
3.方法
我们要预测的结果：
- 新冠病毒的基本再生数和武汉的爆发规模（2019年12月1日-2020年1月25日）；
- 从武汉流向中国其他城市的患病人数；
- 预测新冠病毒在中国大陆和海外的传播速度；
预测基于的数据：
- 从武汉出发前往外地的日均旅客数量，包括航空、铁路和公路等三种交通工具；
- 从官方航空指南（OAG）获得的2019年1月和2月飞往武汉的全球航班每月预订量
- 腾讯定位服务记录的每日国内交通客运量（2019年1月到3月期间武汉到中国大陆其他300多个城市的旅客数量）
- 2020年春运期间进出武汉的国内旅客流量（根据武汉市交通管理2019年12月发布的数据进行估计）
- 2020年1月19日中国疾控中心（CDC）发布的确诊患者数据，198名确诊患者中，有43名具有华南海鲜市场暴露史。
图一：在武汉以外地区蔓延的风险示意图
A展示了武汉、中国大陆和海外被感染的确诊病例数。右侧Y轴为海外确诊病例数。
B展示了2019年春运期间从武汉始发的出境航空和火车主要航线。较深和较厚的边缘代表更多的乘客。
国际出境航空（黄色）占全部出境航空的13.5%，国内（红色）出境航线前40名占81.3%。南中国海的岛屿没有显示。
进行的一些假设：
- 2019年12月1日至31日期间，在我们的基线情况下，武汉的肺炎导致86名感染者；
- 对敏感性分析，我们假定有129和172名患者；
- 我们假设新冠病毒的传播时间间隔和香港地区SARS-CoV相同（平均8.4天）。
- 我们假设新冠病毒的潜伏期和SARS-CoV，MERS-CoV的潜伏期相同（6天）。
表一：感染人冠状病毒的流行病学特征
估计武汉地区的传播速度和爆发规模使用的数据：
- 我们假设大武汉地区的人口规模是1900万人（武汉市的1100万人和周边城市的800万人）；
- 根据2019年12月25日到2020年1月19日期间病症出现，到中国大陆之外城市旅行的确诊病例数，来估算大武汉地区的病例人数；
- 2019年1月到2月期间，每天国际航班离汉的平均人数是3633；每天国际航班返汉的平均人数是3546；
- 春运之前（1月10日）每天离汉的国内旅客数为502013，每天返汉的国内旅客数为487 310；春运期间，离汉和返汉的每日旅客数为717226和810 500.
表二：2019年1-2月期间，武汉和大陆外其他客流量最大城市之间的每月平均客流人数
4.结果
图二：大武汉市基本再生数和爆发规模的后验分布（针对1月25日的预测结果）。
由于一些感染者仍处于潜伏期，病例数小于感染数。PDF=概率密度函数。FOI=感染力
图三：和武汉有最高旅行量的中国其他城市估计的从武汉输出的受感染人数。
估计了1月26日的输出受感染人数，误差线表示95%的置信区间
图4显示了武汉、重庆、北京、上海、广州和深圳的流行病曲线，R0为2.68，并假设所有城市的传染率下降0%、25%或50%，以及2020年1月23日武汉被隔离后，城市间流动性下降0%或50%。如果传染率（transmissibility）降低超过1-1/R0=63%，流行病就会消失。我们的估计表明，城市间流动性（mobility）减少50%对流行病动态的影响可以忽略不计【译者注：降低传染率是重点！！！】。我们估计，如果传染率不降低，武汉疫情将在2020年4月左右达到高峰，中国大陆各城市局部疫情将滞后1-2周。如果全国所有城市的传染率降低25%，那么当地疫情的增长速度和规模都将大大降低；疫情高峰将推迟1个月左右，规模将减少50%左右。如果传染率降低50%，病毒繁殖率将达到1.3左右，在这种情况下，疫情将在2020年上半年缓慢增长，不会达到高峰。然而，我们的模拟结果表明，大武汉地区人口流动的大规模隔离对疫情的未来发展轨迹的影响微乎其微，因为中国多个主要城市已经接收了几十个传染源（结果没有显示出来，因为它们从图4中没法区分）。如果R0增加，那么由感染者引发的传播链将急剧消失而不导致流行病指数增长（例如，R0>2时<0.2）。因此，鉴于从武汉输入的病例数量巨大（图3），本地流行病有可能已经在中国主要城市以倍数指数增长。考虑到北京、上海、广州和深圳总共占中国大陆所有出境国际航空旅行的50%以上，其他国家可能在2020年上半年面临新冠病毒流行病的风险。
图四：武汉市及其他5个城市在降低传染率和城市间流动性的不同情景下的疫情预测
5.讨论
在传染病流行期间，人与人之间的传播已经建立，报告的病例数量呈指数级增长，预测对于国内外的公共卫生规划和控制至关重要。在这项研究中，我们估计了武汉市到目前为止新冠病毒的爆发规模和疾病传播到国内其他城市的可能程度。我们的研究结果表明，中国多个主要城市已经出现了独立的、自我维持的人与人之间的传播，其中许多城市是全球交通枢纽，有大量的入境和出境旅客（如北京、上海、广州和深圳）。
因此，在缺乏立即应用的大量公共卫生干预措施的情况下，进一步的国际传播和随之而来的地方性流行病的建立可能是不可避免的。以目前的轨迹来看，如果没有缓解措施，新冠病毒可能即将成为全球流行病。尽管如此，仍有可能控制传染病的传播，使最初的输入性传播病例甚至早期的本地传播不会导致武汉以外地区的大规模流行病。为了尽可能取得成功，应在受影响地区立即认真考虑限制人口流动的实质性、甚至严厉的措施，以及通过取消大规模集会、关闭学校和在家安排工作等方式大幅降低人群内接触率的战略。确切地说，哪些事情应该做以及如何做是具有高度区域特异性的，没有一套适合所有环境的规定性干预措施。如果遏制失败并建立了本地传播机制，根据在以前的重大疫情（如SARS、MERS或大流行性流感）期间制定和执行的计划采取的缓解措施可以作为有用的参考模板。
首要流行病学优先事项是编写和公布可疑、疑似和确诊病例及密切接触者的名单，每日更新，并与临床结果和实验室检测结果相联系。可靠的路线表对于生成准确和精确的流行病学参数至关重要；这些参数是作为传染模型的输入，而模型的目的是了解发展态势和优化对流行病的应答。此外，鉴于其传播的程度和已经引起的公众关注程度，在尚未被选择的病例中，特别是那些有轻度或亚临床表现的病例样本中，新冠病毒感染的临床范围和严重程度需要通过无偏和可靠的方法尽快确定。
我们在这项研究中使用的建模技术与其他研究人员使用的技术非常相似，他们正致力于描述新冠病毒的流行动态（ZhanweiDu，德克萨斯大学奥斯汀分校）。我们对于方法的共识为我们现预测的有效性提供了一些支持。我们研究的另一个优点是，我们的模型是用OAG和腾讯的最新移动数据进行参数化的。然而，我们的研究有几个主要的局限性。首先，我们假设旅行行为不受疾病状况的影响，所有感染最终都有症状（尽管可能非常轻微）。如果感染风险增加的个体（例如，受社会经济状况影响较大的个体）不太可能出国旅行，或者如果无症状感染的比例很大，我们就会低估大武汉地区的疫情规模。第二，我们对传染率和爆发规模的估计对我们的假设有些敏感；我们的假设是基于人畜共患病机制引发了武汉疫情。然而，我们关于中国主要城市病例输出程度的总体结论将保持不变，即使我们对传染率的最低估计也是如此。第三，我们的流行病预测基于2019年的城市间流动数据，这些数据可能不一定反映2020年的流动模式，特别是在目前公众对新冠病毒造成的健康威胁保持警惕和作出反应的情况下。第四，对冠状病毒传播的季节性知之甚少。如果新冠病毒与流感相似，在传播上有很强的季节性，我们的疫情预测可能就不可靠。
确定和消除人畜共患传染源仍然是预防新的人畜共患传染病的重要任务。1月26日，中国再次全面禁止野生野味肉的市场交易和销售，即使完全被遵守了，也只能暂时停止这种交易需求。应加快疫苗平台的速度，以便在发生第二波感染时可以进行实时调用。最重要的是，在中国国内和国际上，特别是那些与中国主要港口有着最密切的交通联系的地方，应准备好应急计划，包括确保药品、个人防护设备、医院用品的供应链安全，以及必要的人力资源来应对这种规模的全球爆发的后果。
译者后记：因为译者能力有限，本文的翻译和解读还有诸多不到位和错误的地方，欢迎各位读者留言讨论、批评和指正。我们会根据读者的讨论和建议及时更新这篇文章的翻译和解读，尽一点微薄之力支持大家的“抗疫”热情和国家的“抗疫”决策。
译者 | 陈栋
编辑 | 日月明
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