美国CDC报告称新冠R0高达5.7，传播力高于预期2倍

原创 Davin king 梅斯医学

导语：需要意识到新冠病毒一旦建立了持续的人传人就难以控制，感染82%的人才能实现群体免疫。

近期（4月7日），美国CDC《新兴传染病》杂志发表题为“High Contagiousness and Rapid Spread of Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2”（新冠病毒的高传染性和快速传播）的最新新冠病毒研究。

Sanche S, Lin YT, Xu C, Romero-Severson E, Hengartner N, Ke R. High contagiousness and rapid spread of severe acute respiratory syndrome coronavirus 2. Emerg Infect Dis. 2020 Jul . https://doi.org/10.3201/eid2607.2002

值得注意的是这项研究是由美国洛斯阿拉莫斯国家实验室（Los Alamos National Laboratory）完成的。洛斯阿拉莫斯国家实验室是世界上最大的科学和技术研究机构之一，它在国家安全、太空探索、可再生能源、医药、纳米技术和超级计算机等多个学科领域开展研究。该实验室建立于1943年曼哈顿计划期间，最初负责原子弹的制造、由伯克利加州大学负责管理，首任主任是“原子弹之父”罗伯特·奥本海默。

美国洛斯阿拉莫斯国家实验室 lanl.gov

该研究团队通过收集中国各地的大量个案报告，并估算了新冠肺炎主要的流行病学参数、包括潜伏期，并借助人员流动数据，进行数学建模方法来推断武汉的地区暴发状况。

图1.中国武汉地区新型冠状病毒疾病暴发的早期动态的流行病学特征。关键流行病学参数的分布：从感染到症状发作（A），从症状发作到住院（B），从住院到出院（C）以及从住院到死亡（D）的持续时间。x轴上的实心圆和条表示估计的均值和95％CI，DOI: 10.3201/eid2607.200282

该研究分析表明，武汉地区新冠肺炎流行初期的倍增时间为2.3-3.3天。以假设连续间隔为6–9天，新冠肺炎R0中位数为5.7（95％CI 3.8–8.9）。

在1月18日之前，从症状发作到住院的时间为5.5天（95％CI 4.6–6.6天），而1月18日之后，病程显著缩短至1.5天（95％CI 1.2-1.9天）（p <0.001）。时间节点与中国CDC将紧急响应级别提高到1级的新闻报道相吻合。

研究指出，这一变化可能与对于新冠肺炎风险的公众共识让有症状的人发生重大行为改变，寻求更及时的医疗服务有关，但是由于大多数个人报告是在湖北以外的省份收集的，因此更改时间可能只反映了中国其他地区（而不是湖北）的变化。

图2. 根据中国实时旅行数据估算，2020年1月从湖北武汉到其他省份的旅行水平非常高。A）百度迁徙数据显示2020年1月19日武汉（红点）外的人员迁徙模式。白线的粗细表示每个省份的旅行者人数。B）从武汉到其他省份的旅行者的估计每日人口规模。DOI: 10.3201/eid2607.200282

研究估计，在1月23日武汉封城之前，武汉约有40000–140000人前往湖北省以外的目的地，成为在中国传播的重要推动力。

图3. 基于2种不同方法，对中国2019年新型冠状病毒疾病暴发的指数增长率和指数增长开始日期进行了估算。A）示意图，说明从武汉输入受感染者。B）有文件记载的26个省感染者首次到达的日期。C）案例计数模型最适合湖北以外省份新病例（仅包括输入病例）的每日计数。DOI: 10.3201/eid2607.200282

文章进一步估计，1月18日武汉的总感染人口规模约为≈4100（95％CI 2423–6178）。在1月23日（即武汉开始封城之日），估计感染人数约为≈18700（95％CI 7147-38663）。若没有任何控制措施，到1月底，受感染的人群将约为233400人（95％CI 38757-778278）。

图4. 两种估算模型的边际增长率（r），用于估算2019年中国新型冠状病毒疾病暴发的指数增长率。DOI: 10.3201/eid2607.200282

本研究除了使用两种建模方法外，研究者发现湖北省报告的死亡时间序列较少受到证实的病例数的影响，与每天10%增长率不一致。随着感染人口的增长，死亡病例的数量将以相同的速度增长，但发病延迟与从感染到死亡的时间相对应。将简单的指数增长模型拟合到2020年1月下旬湖北省报告的死亡人数，得出暴发的指数增长率估计值为0.22-0.27 /天，这在前描述的估计的95％CI之内。

总体而言，这些分析表明，尽管存在不确定性，具体取决于传染病监测水平，但暴发的指数增长率可能为每天0.21-0.3，该估计值远高于以前的报告（0.1–0.14）。

图5.在中国新冠肺炎暴发期间，通过整合参数值的不确定性得出的基本生殖数（R0）的估算。A）R0的变化基于不同的增长率和连续间隔。每个点代表平均潜伏期（2.2–6天）和平均传染期（4-14天）的计算。仅绘制落在关注序列间隔范围内的那些估计。B）直方图，汇总了面板A中所有点的估计R0（即，序列间隔范围为6-9天）。中位数R0为5.7（95％CI 3.8-8.9）。

如果疾病暴发的增长率很高，R0通常很高，潜伏期和传染期越长，估计的R0就越高。R0指的是基本再生数（basic reproduction number），在经典的传染病学模型中，R0 值常被用来描述疫情的传染速率，可以反映传染病暴发的潜力和严重程度。

对于R0值对于预测药物和非药物干预的效果具有重要意义。例如，传染病消失所需的综合疫苗功效和群体免疫的阈值计算为1– 1/ R0。在R0 = 2.2时，此阈值仅为55％。但是在R0 = 5.7时，该阈值上升到82％，这意味着必须通过疫苗接种或事先感染超过82％的人口实现免疫后，才能得以实现群体免疫而停止传播。

事件发生的关键时间的分布情况，EarlyTransmission Dynamics in Wuhan, China, of Novel Coronavirus–Infected Pneumonia，DOI: 10.1056/NEJMoa2001316

这与此前中国CDC等机构发表的对中国武汉暴发的早期动态的初步估计，传染病增长率为每天0.10（95% CI，0.050~0.16），倍增时间为7.4天（95% CI，4.2~14），估计R0为2.2（95% CI，1.4~3.9），此后多项研究，倍增时间多为6-7天，而基本再生数（R0）为2.2-2.7有较大差别。而在2月11日中国CDC发表的大规模病例研究对于R0值出现上调，估计新冠肺炎R0达3.77，高于SARS（0.85-3）。

https://www.imperial.ac.uk/media/imperial-college/medicine/sph/ide/gida-fellowships/Imperial-College-COVID19-Europe-estimates-and-NPI-impact-30-03-2020.pdf

值得注意的是，这也与英国帝国理工学院MRC最近公布的 R0 值（3.87）也要高。

丁亮推特截图@DrEricDing

哈佛大学流行病学专家丁亮（Eric Ding）在其推特中谈及这项研究表示，“这是相当不同的传染水平”。更高的R0值将对所需的疫苗策略、治疗方法和遏制措施产生影响。

美国洛斯阿拉莫斯国家实验室人员在研究中指出，目前不确定2020年1月中旬之前的农历新年旅行和聚会是否在高R0中起作用。研究援引美国得克萨斯大学奥斯汀分校一项基于病毒结构分析的研究称，新冠病毒（SARS-CoV-2）对细胞进入所需受体的亲和力比2003年SARS病毒高得多「新冠病毒与人类血管紧张素转化酶2（ACE2）的亲和力为SARS病毒的10-20倍」，这为SARS-CoV-2的高传染性提供了分子基础。

新冠病毒高亲和力结合人ACE2，Cryo-EM structure of the 2019-nCoV spike in the prefusion conformation，DOI: 10.1126/science.abb2507

在这项研究中，估计了新冠肺炎基本的流行病学参数，包括潜伏期（4.2天），从症状发作到住院的时间依赖性持续时间（从湖北省以外的1月初的5.5天更改为1月下旬的1.5天），以及从症状发作到死亡的时间（16.1天）。通过使用两种截然不同的方法，估计武汉市早期暴发的增长率为每天0.21-0.30（倍增时间2.3-3.3天），这表明传播速度比最初测得的快得多。这一发现对预测流行轨迹及其对医疗系统的影响以及评估干预策略的有效性将具有重要意义。

研究称，SARS-CoV-2在其他国家的传染性还有待观察。鉴于目前欧洲暴发的疫情迅速蔓延，文章警告称，各国需要意识到新冠病毒一旦在新人群中建立了持续的人传人的社区传播就可能难以控制。如果这些措施不能尽早和强力地实施，该病毒则有可能迅速传播并感染大部分人，使当地医疗卫生系统不堪重负。

在武汉地区新冠肺炎暴发期间，控制新冠肺炎暴发（即将R0基本再生数降低至<1）所需的最低限度干预措施水平。所考虑的策略是隔离感染者和与之接触的人（x轴）和降低总体接触率的人群疏离（y轴）。百分比表示由于无症状感染、轻度至中度疾病或低监测强度而未被监测发现的由感染者驱动的传播百分比。DOI: 10.3201/eid2607.200282

该研究称，对有症状的人所占比例较低时，进行隔离和接触追踪可能是有效的。但是，当20％的传播是由未知感染者驱动时，将需要进行高强度的社交疏离努力。

美国这项研究表明，新冠肺炎传染性比此前意识到的要高得多，再加上该疾病的无症状性比例较大，这意味着在开发出足够的疫苗之前，重新恢复正常社会活动可能会变得更加困难。

这意味着在新冠肺炎防疫实践中，需要采取更加积极的疾病监测、密切接触者追踪、病例隔离及早期的有力的社交疏离努力以减缓或遏制病毒的传播。来自中国、韩国等地防疫实践表明，可以通过早期和适当的社交疏离等措施来控制病毒的传播。

来源：梅斯医学

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