湖北黄石新型冠状病毒肺炎流行模式及防控效果研究*
时间：2023-01-17 10:45:14 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
於成俊，赵克提，袁建明，朱清，毛俊杰，胡明霞，张彬，孙怡华，秦刚***
(1 南通大学附属医院感染科，南通 226001；
2 湖北省黄石市疾病预防控制中心；
3 江苏省南通市疾病预防控制中心；
南通大学4 药学院，5 公共卫生学院，6 医学院)
新型冠状病毒(SARS-CoV-2，以下简称新冠病毒)目前的全球传播态势依旧十分严峻[1]，加强对其流行病学及传播动力学研究，总结经验预测下一步的发展，是目前全世界共同面对的重要科学课题。现阶段我国各地面临着新型冠状病毒肺炎(coronavirus disease 2019,COVID-19)疫情输入和本地疫情反弹、恶化的双重风险，是开展第二波疫情流行应急准备的关键窗口期[2-3]。考虑到疫情早期传播过程客观上更能反映其传染特征，为给国内可能产生的局部复发及国际疫情防控协作提供有意义的决策参考，利用当时相对丰富的病例调查数据，挖掘新冠疫情在爆发初期的流行趋势和传播规律仍有必要。本研究旨在分析武汉都市圈副中心城市——黄石市的COVID-19 流行病学特征、传播动力学参数及动态变化，评估防控效果，为可能发生的疫情反弹或类似新发传染病事件的应对决策提供借鉴和参考依据。
1.1 数据收集 数据来源于2020 年1 月10 日—3月18 日湖北省及黄石市卫健委每日通报的疫情数据。
1.2 研究方法
1.2.1 流行病学及临床特征 收集黄石确诊病例的人口学、流行病及临床资料，根据发病时间将病例分为封城前和封城后两组，比较两组流行病学及临床特征。
1.2.2 潜伏期(incubation period,IP) 根据末次暴露时间和发病时间计算每个病例的IP[4]，IP=发病时间-末次暴露时间。
1.2.3 倍增时间(doubling time,DT) 采用周蕾等[5]推荐的即播种时间(seeding time,ST)-DT 模型。ST 指该地区出现第1 例感染者的时间到疫情开始爆发的时间间隔。DT 指累计病例翻了1 倍的时间间隔。疫情开始爆发指该地区的感染者达到一定的数量，这个被定义为播种人数(seeding number,SN)。疫情由初始阶段进入快速增长阶段的日期定义为“起飞点”。由两名流行病学专业人员评估湖北各市的疫情曲线，并与研究小组讨论，共同确定疫情曲线上“起飞点”。“起飞点”的前1 天报告的累计病例数即为SN。湖北省16 个城市的早期DT 即各市病例数从1 倍全省平均SN 至2 倍、4 倍、8 倍全省平均SN 所需的平均时间。后期DT 即8 倍全省平均SN 至16 倍、32倍、64 倍全省平均SN 所需的平均时间。通过16 个城市早期的DT，最后计算湖北省的平均DT。
通过建立X-Y 轴，平均ST 和平均DT 将其分成4 个象限：(1)高风险期(红色)，短ST、短DT；
(2)中高风险区(棕色)，长ST、短DT；
(3)中低风险区(橙色)，短ST、长DT；
(4)低风险区(绿色)，长ST、长DT。
1.2.4 序列间隔(serial interval,SI) 指一个感染者发病时间和被感染者发病时间之间的时间间隔。本研究SI 的估算运用R 语言4.02 版“library(R0)”包[6]。
1.2.5 再生数 疫情初期在没有人为干预的情形下，一代病例可导致多少例新感染者为基本再生数(basic reproduction number,R0)；
后期受到干预措施影响时则为有效再生数(effective reproduction number,Re)。工具软件为R 语言4.02 版“library(R0)”包[6]。
1.3 统计学方法 运用Stata 14.0、R 4.02、Graphpad 6.1 进行统计分析及图形制作。计数资料以例数(百分数)表示，采用χ2检验。计量资料呈正态分布以表示，采用t 检验；
呈偏态分布以中位数(四分位数)表示。P＜0.05 为差异有统计学意义。
2.1 黄石市COVID-19 疫情的流行病学特征分析自2020 年1 月24 日—3 月4 日，黄石市累计报告COVID-19 确诊病例1 015 例，病死率为3.74%(38/1 015)，另有50 例无症状感染者。第1 例患者的发病时间在2020 年1 月2 日，在1 月26 日确诊。最后1例患者发病时间为2 月25 日，在发病当日确诊。
1 015 例黄石市COVID-19 患者的人口学与临床特征见表1，年龄0～92 岁，年龄段集中在18～44 岁和45～64 岁；
男女比接近1∶1；
临床发病严重程度主要为轻型和普通型；
年龄≥65 岁的患者占死亡病例的66.67%(26/38)，占危重症患者的65.21%(45/69)；
发病至入院时间、发病至诊断时间在封城前后差异均有统计学意义(均P＜0.001)。
表1 黄石市COVID-19 确诊病例的人口学和临床特征(,n,%)
表1 黄石市COVID-19 确诊病例的人口学和临床特征(,n,%)
注：a 在症状出现前14 d 内有武汉旅居史的病例；
b 家庭成员中有1 例确诊患者，其他成员有暴露史且发病。
2.2 黄石市COVID-19 疫情的传播动力学分析
2.2.1 IP 剔除无症状感染者病例及未统计到确切暴露时间的病例，共得到170 例患者的IP(图1)，Shapiro-Wilk 检验提示符合正态分布。IP 为0～23 d，平均(4.6±4.5) d。其中有43 例二代病例的暴露时间早于首代病例的发病时间，提示IP 就具有传染性。
图1 黄石市COVID-19 IP 分布
2.2.2 DT 纳入湖北省共16 个城市(神农架因病例数过少除外)计算平均SN，图2 展示了16 个市的疫情流行曲线，全省平均SN 为21 人(5～45 人)。各市累计确诊人数分别达到21 人，即提示疫情开始爆发。16 市确诊人数达到21 人的时间间隔为ST，平均ST=2.8 d。湖北省平均DT=3.0 d。黄石确诊人数由1倍全省平均SN 增加到2 倍，到4 倍，到8 倍共用了7 d 的时间，提示黄石平均DT 为2.3 d(7/3)。根据黄石的疫情DT，将黄石市COVID-19 分成3 个阶段，第一阶段为封城前阶段(1 月2—23 日)，第二阶段为疫情早期阶段(1 月24 日—1 月30 日，1～8 倍全省平均SN)，第三阶段为疫情后期阶段(1 月31 日—3 月5日，8～64 倍全省平均SN)。
图2 湖北省16 市疫情曲线
将DT-ST 模型运用于湖北省16 个城市的新冠疫情研究可见：在疫情的早期阶段，咸宁、随州、孝感、宜昌、黄石、襄阳6 个城市处于高风险地区；
但在疫情的后期阶段，武汉由中低风险变成高风险地区，孝感仍处于高风险地区；
从首例病例起到DT6 黄石用了41 d，对比武汉仅用了18 d(图3)。
2.2.3 SI 从黄石1 015 例确诊病例中，得到218个SI 的数据，范围-3～22 d(图4)。R 语言的“library(R0)”包中Empirical、Gamma、Weibull、Lognormal 分布均不能包含负数SI。因此剔除20 个负数，利用198个正数对SI 的频率进行拟合，发现数据符合Weibull分布。计算出黄石SI 为(6.3±5.6) d。20 组SI 为负数，提示首代病例症状出现前已传染给二代病例。另外，约有一半的SI 小于IP，均提示新冠IP 间也可能有传染性。
图4 黄石市COVID-19 SI 分布
2.2.4 再生数 封城前阶段(1 月2—23 日)，R0值为4.80；
疫情早期阶段(1 月24—30 日)，Re 值为1.12；
疫情后期阶段(1 月31 日—3 月5 日)，Re 值为0.19(图5)。
图5 黄石市COVID-19 累计发病人数及不同阶段R0 的变化
2.3 黄石采取的非药物干预措施及成效 2020 年1 月24 日，黄石启动重大突发卫生事件一级响应，陆续实施一系列非药物性干预措施(图6)：第一阶段为早期无干预阶段；
第二阶段最重要措施为“封城”，即对全市道路客运等实施停运措施[见《黄石市新型冠状病毒感染的肺炎疫情防控工作指挥部通告(第2号)》]，有利于切断传播途径，同时出现疑似症状者均住院观察及治疗、密接患者均需统一隔离，以实现早期控制传染源；
第三阶段最重要措施为“居家令”，在2 月2 日这一天黄石市政府更是发了5 则通告(黄石市新型冠状病毒感染的肺炎疫情防控指挥部通告，第13～17 号)，包括小区施行全面封闭式管理等，有助于保护易感人群。
图6 黄石市COVID-19 疫情防控时间轴
黄石的每日新增发病人数和每日新增确诊病例人数分别在2 月1 日和2 月4 日达到高峰；
从“起飞点”到达DT6 黄石花了38 d，对比武汉仅用了9 d；
累计发病人数峰值＜26倍全省平均SN，而武汉此数值＞211倍全省平均SN(图3)。可见严格的防控措施迅速、有效地实现了“缓疫压峰”效果。
图3 COVID-19 疫情ST-DT 模型
黄石市距离武汉约98 km，大数据显示2020 年春运期间(1 月10—23 日)从武汉迁出人口中黄石市占3.40%～4.21%，全国城市排名第七(http://qianxi.baidu.com/)。黄石市COVID-19 病死率为3.74%，低于武汉的病死率4.99%[7]，高于中国除湖北省外其他地区的平均病死率1.0%[8]，提示COVID-19 病死率除疾病本身外还受感染者爆发数量、救治能力及医疗资源负荷等影响。本研究的危重症病例中年龄≥65 岁者占65.2%，死亡病例中年龄≥65 岁者占66.7%，提示老年病例危重患者更多，病死率更高，与文献[9]报道一致。随着防控措施的加强，COVID-19患者发病至入院的平均时间为由封城前的6.5 d 缩短至3.6 d，发病至诊断的平均时间由9.7 d 减少至5.3 d，显示黄石地区的COVID-19 病例诊断能力逐渐提升。
本研究估算的IP 较之前研究都要短[10-12]，原因可能在于其他地区多通过最早可能到达武汉和最晚可能离开武汉之间的时间间隔来估计暴露时间，而本研究有较为准确的末次暴露时间和发病时间，从而计算IP 的误差相对较小。本研究中20 组序列间隔为负值，约有一半的SI 短于IP，二代病例中有43例的暴露时间早于首代病例的发病时间，这些都提示COVID-19 IP 间也有传染性。黄石96.5%病例的IP 在14 d 之内，支持此前对可能的密切接触者进行14 d 的隔离措施。本研究中最长IP 为23 d，因而2周隔离期对少数病例需要适当延长，隔离结束前的反复核酸检测可能有助于降低相关的风险。
L.ZHOU等[5]使用ST-DT 模型对截至2020 年3月31 日45 个国家/地区的COVID-19 疫情进行了传播风险评估，已证实其模型的准确性。借鉴此模型，本研究发现在疫情早期阶段，黄石ST=2 d，DT=2.3 d，处于高风险地区，在疫情后期阶段ST=2 d，DT=11.3 d，由高风险变成中低风险地区，与观察到的实际表现一致。
再生数的研究对评估病毒的传播能力及一系列防控措施的效果具有重要的意义，常用的方法有易感-暴露-感染-恢复模型(susceptible-exposed-infectious-recovered,SEIR)，指数增长法(exponential growth rate,EGR)、极大似然法(maximum likelihood estima tion,MLE)、序贯贝叶斯法(sequential bayesian method,SB)、时间相关基本再生数(time dependent reproduction numbers,TD)。唐彪等[13]基于SEIR 估算武汉R0高达6.47(95%CI 5.71～7.23)。J.LI等[14]利用5 种方法分别估算武汉封城前阶段(2020 年1 月23 日前)的全国R0，SEIR、EGR、MLE、SB、TD 方法估算的R0值分别为3.55、5.54、5.53、1.68、5.95。何冠豪等[15]基于MLE分别估算温州和广州为1.59(95%CI 1.19～2.06)、0.94(95%CI 0.60～1.40)。本研究根据黄石累计发病曲线，通过拟合曲线发现EGR 拟合最佳，与王莹等[16]的研究结果一致。黄石封城前阶段R0为4.80，随着防控措施的增强，Re 呈逐渐下降趋势，第二阶段下降至1.12 左右，之后持续下降到第三阶段的0.19。
由于当时对疾病的认识和筛查条件有限，本研究仅发现了50 例无症状感染者。今年8 月份以来，武汉、郑州、南京、扬州、南通等城市已进行多轮全员核酸检测。如武汉统一部署启动全员核酸检测，基本实现地区全覆盖，除在已隔离管控人员中发现的病例外，又从已封闭管控的小区筛查出9 例阳性(参见2021 年8 月8 日湖北省武汉市新冠疫情防控工作新闻发布会)。近期发现的德尔塔变异毒株较早期流行的毒株相比，传染性和传播能力显著增强[17]，这也将导致人群中存在高比例的无症状感染者，这类人群也具有一定的传染性，通过大规模人群核酸检测手段，快速识别潜在传染源，是我国COVID-19 疫情防控的创新举措。随着病毒的变异，德尔塔毒株、奥密克戎毒株正全球流行，目前疫苗的有效保护时间尚有待商榷，但一旦疫情爆发，最重要的便是严防死守，“封锁、隔离、筛查”是面对疫情反弹的重要手段。
综上所述，在新冠疫情的早期阶段，非药物干预手段是遏制传染病爆发的最直接和效果最可观的措施。通过建立传染病传播动力学模型，可以有效评估COVID-19 防控措施的效果，为防控策略的制定和完善提供参考依据。
猜你喜欢 黄石市黄石封城 黄石国家公园庆祝150年蛮荒岁月——这是怎样的历史英语文摘(2022年5期)2022-06-05北京：“封城”“静默”是谣言环球时报(2022-05-13)2022-05-13奋力创造建设现代化新黄石的崭新业绩党员生活(2022年2期)2022-04-24逗·乐环球时报(2020-09-04)2020-09-04封城令科学导报·学术(2020年19期)2020-07-09武汉封城大事记党员生活(2020年2期)2020-04-17The Simple Analysis of the Usages of “IT”校园英语·上旬(2019年5期)2019-07-16黄石举办第十五届（春季） 全国地方版图书博览会出版人(2019年4期)2019-04-16不下跪的人故事会(2018年3期)2018-02-07莎士比亚十四行诗第60首文本分析颂大众文艺(2011年14期)2011-08-15
