哈佛学者:社交疏离措施可能要保持到2022年
2020-04-16 19:08

哈佛学者:社交疏离措施可能要保持到2022年

题图来自IC photo,本文来自微信公众号:集智俱乐部(ID:swarma_org),编译:刘培源,编辑:张爽


4 月 14 日,哈佛大学的研究小组在 Science 杂志在线发表了一篇题为《预测 SARS-CoV-2 在大流行后期的传播动力学》的论文,预测新冠病毒(SARS-CoV-2)在未来几年的传播趋势。


基于对新冠病毒肺炎暴发的未来趋势模拟,研究者认为,在全球范围内,持续或间歇的社交距离(social distancing)可能需要保持到 2022 年。如果直接取消社交疏离政策,疫情可能迅速加剧。同时研究者也强调,眼前迫切需要研究新冠病毒免疫期的时长、与其他近亲病毒的交叉免疫反应。而对公众健康来说,根本性的解决方案仍然是尽早研制出针对新冠病毒的疫苗。



论文题目:Projecting the transmission dynamics of SARS-CoV-2 through the postpandemic period

论文地址:https://science.sciencemag.org/content/early/2020/04/14/science.abb5793


社交疏离策略是有效的


从新冠疫情开始到 100 万名患者,用了超过 3 个月时间。而患者数从 100 万上涨到 200 万,只用了不到半个月。随着全球疫情的进一步发展。一些原本管制比较松散的地区,也开始紧张起来。


未来遏制病毒传播,许多国家都采取了关闭学校、工厂和办公室,限制集会规模,这些措施被称为社交疏离(social distancing)或身体隔离(physical distancing)。这些策略的目标是“压平”流行病曲线,也就是降低峰值,从而缓解医疗系统的压力、争取开发药物和疫苗的时间。


在流行初期,研究者假设 R0 也就是一个感染者平均能传染的人数是 2-2.5,据此推算最坏的情况是大约 60%的人被感染。但因为社交疏离措施,中国各地的 R0 被迅速压低,大部分患者没有引发新的感染,传播途径被有效切断。


衡量社交疏离策略是否成功,还要看重症监护能力是否被透支。模型研究和武汉的疫情都表明,如果疏离措施不能迅速强有力地执行,迅速增加的患者会拖垮当地的医疗体系,特别是迅速占满 ICU 资源。所以方舱医院、各地医疗资源和专家的援助,尤为重要。



如图所示,绿线是自然传播状态下的病例曲线,通过社交疏离政策可以“压平”至绿线状态。但如果在疫情尚未完全消除时解除了社交疏离政策,疫情会像蓝线一样死灰复燃。


研究者认为,社交疏离措施的效果有限,无法让人对病毒免疫。如果病毒在寒冷月份的传播高于温暖月份,那么秋冬季的流行高峰,将大大增加卫生系统的负担。


为了避免这样的后果,除非大幅提高医院的救治能力或者开发出针对新冠病毒的有效疫苗或特效疗法,否则,直到 2022 年,可能都需要反复采取社交疏离措施。


新冠病毒的近亲——感冒病毒是怎样传播的


冠状病毒其实对于人类并不陌生,非典、流感的罪魁祸首都冠状病毒。已知的冠状病毒家族分为 4 类,分别是α,β,γ和δ。而非典SARS-COVID-1病毒、中东呼吸综合征MERS病毒,以及被认为是感冒第成的HCoV-OC43 和 HCoV-HKU1这两种病毒,都属于β型冠状病毒。


新冠病毒 SARS-CoV-2,正是β型冠状病毒的一种。


因为是近亲,所以β型冠状病毒之间常常会产生交叉免疫(cross immunity)——感染其中一种病毒,对另外的近亲病毒的免疫力就会增强。



研究者模拟了这两种感冒病毒的传播模式,如图所示,蓝线为 Hcov-hku1 的发病率,红线是HCOV-OC43 的发病率。


可以得知,这两种病毒引起的感冒发病,具有明显的季节性。这意味着,人群对普通感冒的免疫力在一年内就会大幅下降,难以长期保持,所以每年都会再次流行。


新冠病毒未来传播的多种可能


考虑冠状病毒家族相互之间有交叉免疫效应,研究者首先考虑了感冒病毒,然后才加入了新冠病毒。


研究者在模型中为 SARS-CoV-2 病毒设定的潜伏期是 4.6 天,感染期是 5 天。同时模型允许 SARS-CoV-2 病毒与其他冠状病毒交叉免疫。即如果患了流感,那么对新冠病毒的免疫力会有提高。反之亦然。


但对 SARS-CoV-2 病毒与其他β型冠状病毒之间交叉免疫效应的强弱,目前尚无确切结论。所以研究者考察了在不同程度的交叉免疫效应下,病毒会如何传播。


因为对新冠病毒免疫反应的时长、交叉免疫反应的强度、传播的季节性都尚不明确,所以模型测算了新冠病毒未来传播的多种可能:


- 长期流行,每年暴发

- 未来 5 年内每年

- 两年暴发一次

- 零星暴发

- 长期免疫      


并且模型也显示了,新冠病毒最终的感染比例,与其免疫反应持续的时长、交叉免疫强度有关;而2020年大流行的峰值,与新冠病毒的季节性特别是秋季传播能力有关。这些都将是未来对新冠病毒的重点研究方向。


什么情况下新冠病毒将长期消亡呢?



上图是考虑新冠病毒引发对感冒病毒的免疫反应的模拟。图中蓝线为 OC43 冠状病毒的感染率,红线为 HKU1 冠状病毒的感染率,灰线是 SARS-CoV-2 的感染率。


如果新冠病毒能够引发针对感冒病毒的交叉免疫,那么所有β型冠状病毒的感染率都会下降,甚至几乎消失。


模型结果显示,如果在感染一次 SARS-CoV-2 病毒之后,患者就获得了永久的免疫力,那么在大流行结束之后,新冠病毒会沉寂至少 5 年。


长期免疫力才能有效降低总体感染率,并彻底消除新冠病毒。 


但如果人类对 SARS-CoV-2 的免疫力不是永久性的,比如疗愈之后复阳,那么它就可能像其他近亲的β型冠状病毒一样,进入每年一度的流行循环,成为一种新的“流感”。


在大流行早期就开始干预的效果如何?


在当前的大流行时期,紧急管制措施是必要的。


社交疏离是目前几乎所有国家的抗疫策略,有的关闭了学校等公共场所甚至公共交通工具,有的国家则只是取消了大规模人群集会,建议民众保持社交距离。而因为社交疏离的实施会大大影响居民的生产和消费,引发经济困局,所以也常常有放宽管制的呼声。


持续多久、多高强度的社交疏离措施,才既经济又有效?


研究者考虑在最坏的情况下,也就是两种感冒病毒的传播不会对 SARS-CoV-2 病毒有遏制效应,调整了模型。



上图是模拟结果。左图 A-E 中,显示了社交疏离措施持续 4 周、8 周、12 周、20 周和长期维持时,疫情发展的可能。


结果显示,如果新冠病毒的传播不受季节影响,那么大流行期间短期的社会疏离就可以降低疫情峰值。


然而不论社交疏离措施持续多久,一旦放开,病毒都会再度流行,出现新的波峰。


后传播时代:持续监测,长期疏离,等待疫苗


哈佛大学的这项研究,考虑了从现在到 2025 年之间一系列可能的新冠病毒传播情景,并评估了社交疏离等干预措施的效果。给出的建议是,在 2022 年以前,要保持长期或季节性的社交疏离措施。


模型讨论了如果新冠病毒具有季节特性,例如在冬季传播率高,那么就可以间歇性、季节性地加强实施社交疏离措施。这同样有效,并且可以降低社会成本。


模型还讨论了持续扩大 ICU 病房的数量、提升对重症患者的治疗能力,也可以有效提升社会整体的抵抗能力。而扩大重症治疗能力,需要时间。对于目前的重症监护能力,实行季节性的社交隔离措施,可以让疫情持续到 2022 年为止。


但这项研究仍然受到了诸多限制,比如对新冠病毒的免疫期时长、冠状病毒家族之间的交叉免疫反应尚且没有透彻的研究,比如模型考虑的传播环境只有温带(占全球人口的 60%)。如果仅仅对于老年人、患有严重疾病的人,实行严格的社交疏离,是否能够把重症患者控制在较低水平,使得医疗系统可以承受?这也是需要研究的课题。


总之根据这项研究,未来五年中 COVID-19 肺炎的总发病率,主要取决于大流行初期之后,是否会进入周期循环的流行状态,而这又进一步取决于病愈者对新冠病毒的免疫能力,以及冠状病毒家族的交叉免疫程度。


所以后续的研究,仍然需要人类对新冠病毒免疫反应的详细数据:免疫程度如何、免疫能力可以持续多久、以怎样的速度减弱。


最终能结束疫情的,仍然是疫苗和特效治疗手段。在此之前,人类需要做好长期抗疫的准备,持续监测,长期疏离,等疫苗来。


本文来自微信公众号:集智俱乐部(ID:swarma_org),编译:刘培源,编辑:张爽

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