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最新研究:新冠病毒 R0 可能上调至 5.7,群体免疫或将成泡影?

发表时间: 2020-04-04 14:09:00

浏览: 277

2020 年 4 月 7 日,美国洛斯阿拉莫斯国家实验室(Los Alamos National Laboratory)在Emerging infectious disease 杂志在线发表论文 High Contagiousness and Rapid Spread of Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2,该研究收集了中国各地大量的新冠肺炎个案报告,并估算出新冠病毒主要的流行病学参数。




研究人员利用高分辨率的人口流动数据,设计数学模型推断武汉的暴发动态。结果表明,新冠病毒 R0 中位数可能上调至 5.7。

基本传染数(R0)是指在没有外力介入,同时所有人都没有免疫力的情况下,一个感染某种传染病的人,把疾病传染给其他人的平均数,可用于评估一种疾病的传染力。

值得注意的是,这一最新研究数据远高于此前中疾控发表两项研究中估计的新冠病毒 R0 值 2.2 或 3.77。此外,根据以往研究,SARS R0 值约为 2~5、MERS R0<1、HIV 约为 3.4。


流行病学参数估计

研究人员在中国疾控中心网站和全国各省市和直辖市卫健委官方网站上每天发布的文件或新闻报道上,收集了 2020 年 1 月 15 日至 30 日来自中国的 137 例个案报告和另外 3 例来自境外的病例报告。

通过使用该数据集,研究人员估算出从初次感染→症状发作住院出院/死亡的持续时间的基本参数分布:


从初次感染到症状发作(即潜伏期)所需的时间为 4.2 天(如上图 A)

从症状发作到住院的时间发现其存在时间依赖性,即当「潜在人传人」、「一级响应级别」等新闻报道之后,湖北省外的该时间段从一开始的 5.5 天,缩短至1.5天;(如上图 B)

另外,从住院到治愈出院的时间估计为 11.5 天(如上图 C);从住院到死亡的时间为 11.2 天。(如上图 D)

 
2020 年 1 月武汉暴发增长率估算

研究人员利用百度迁移服务器收集了疫情期间的实时出行数据估计,在 1 月 23 日封城之前,有 4~14 万人离开武汉。这些人可能是国内新冠肺炎疫情传播的一个重要驱动因素。
 

研究人员设计了 2 种数学建模方法,来推断武汉的暴发动态。分别计算出疫情指数增长率(r)和进入指数增长阶段的时间(t0)分别为:

r=0.29 /天(95%CI 0.21~0.37 /天),对应的翻倍时间为 2.4 天(95%CI 1.9~3.3 天),t0 估计为 2019 年 12 月 20 日(95%CI 为 12 月 11~26 日);

r=0.30 /天(95%CI 0.26~0.34 /天), t0 为 2019 年 12 月 16 日(95%CI 为 12 月 12~21 日)。


另外,1 月 18 日武汉的总感染人数约为 4100 人(95%CI 2423~6178)。在 1 月 23 日(武汉封城),感染人数约为 18700 人(95%CI 7147~38663)。

研究人员假设,如果没有采取任何控制措施,到 1 月底受感染的人群将会达到约 233400 人(95%CI 38757~778278)。


R0 可能再创新高

通常情况下,R0 值的估算依赖于疫情的指数增长率以及其他因素,如病毒的潜伏期和感染期等。此前的研究发现,随着疫情的高增长率,R0 总体较高,潜伏期和感染期越长,R0 估计值越高。

在这篇研究中,研究人员估计新冠病毒的 R0 值中位数可能上调为 5.7(95%CI 3.8~8.9)。
 


相比之下,中国疾控中心此前发表的对中国武汉暴发的早期动态的初步估计中,传染病增长率为 0.10 /天,倍增时间为 7.4 天,估计 R0 为 2.2 。到 2 月 11 日中国疾控中心发表的一项大规模病例研究中,对于新冠病毒 R0 值的估计也仅为 3.77。
 


此外,根据以往研究,SARS R0 值约为 2~5、MERS R0<1、HIV 约为 3.4。新冠病毒新的 R0 估算值可能再创新高,这意味着新冠病毒的传染力强,防控难度大。



研究人员指出,基于 R0 值对药物和非药物干预的效果预测具有重要意义。例如,如果想要通过群体免疫来消灭传染病,人群需要实现的免疫率是 1-1/R0。即 R0=2.2 时,人群免疫率需为 55%。

但当 R0=5.7 时,人群免疫率就需要上升到 82%,即 >82% 的人口必须通过疫苗接种或事先感染才能获得免疫。


「群体免疫」或将成泡影?

此前,英国政府首席科学顾问帕特里克曾对外表示:「我们希望让绝大多数人感染这种病毒后能够建立群体免疫力,如此一来更多的人就会因此而受益。」

根据帕特里克的「群体免疫」计划,将有 60% 的英国人,即 4000 万人感染新冠病毒。但根据这项新研究估算的 R0 值,这个感染比例显然已经不足以抵抗病毒传播。
 


4 月 10 日,钟南山院士与韩国防疫专家在线交流中韩防控经验中也表示,现在应该考虑迅速发展疫苗。「疫苗是人为的接种免疫的办法。不能靠大多数人得了这个病以后产生群体免疫,这个方法行不通,付出的代价和牺牲太大,所以要进行人为干预。」

此前的分子实验,例如中科院微生物所严景华/齐建勋团队的新冠病毒结构研究解析了其 S 蛋白 C 末端(CTD)与人 ACE2 复合体(hACE2)2.5A 分辨率结构,发现新冠病毒 CTD 比 SARS-CoV RBD 结合 hACE2 能力要强 4 倍。而一系列 SARS-CoV S1 蛋白鼠源单抗/多抗不能结合 SARS-CoV-2 S 蛋白,也暗示之前研发的 SARS 疫苗和抗体可能很难用来治疗新冠肺炎。
 


最后,研究人员指出,新冠病毒在其他国家的传染性还有待观察。但鉴于目前欧美等西方国家暴发疫情迅速蔓延,我们需要意识到,如果病毒在新人群中建立了持续的人传人后,将很难对其控制。

因此,研究人员建议,各国迫切需要采取多种控制措施,包括早期和主动监视,隔离,尤其是强有力的社会疏远(保持距离、戴口罩)措施,以减慢或阻止病毒的传播。如果这些措施不能及早和强有力地实施,那么新冠病毒就有可能迅速传播并感染大部分人口,使卫生保健系统不堪重负。


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