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鐘南山為何說有信心4月底基本控制疫情?這份研究給了答案

2020-03-03 14:32:55 來源: 澎湃新聞 舉報
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(原標題:鐘南山為何說有信心4月底基本控制疫情?這份研究給了答案)

“在中國來看,有信心4月底基本控制疫情。”日前,國家衛健委高級別專家組組長、中國工程院院士鐘南山在廣州醫科大學疫情防控專場新聞通氣會上說道。

鐘南山為何如此有底氣得出這個結論?2月28日,一篇發表在Journal of Thoracic Disease(JTD)期刊題為“Modified SEIR and AI prediction of the epidemics trend of COVID-19 in China under public health interventions”(基于SEIR優化模型和AI對公共衛生干預下的中國COVID-19爆發趨勢預測)的研究論文給出了答案。

論文的通訊作者正是廣州醫科大學呼吸內科教授、國家呼吸系統疾病臨床醫學研究中心主任鐘南山,另一位通訊作者則是廣州醫科大學附屬第一醫院胸外科主任、廣州呼吸健康研究院院長、呼吸疾病國家重點實驗室學組組長何建行。

2020年1月23日,隨著新冠肺炎(COVID-19)疫情發展,武漢宣布“封城”,當日起湖北乃至中國采取了前所未有的新冠肺炎疫情防控措施,這些措施包括大規模檢疫隔離、嚴格的人員流動控制和對疑似病例的廣泛監控。

鐘南山研究團隊通過流行病學模型和人工智能預測,內地的疫情將在2月下旬達到高峰,到4月底逐漸下降,最終疫情受感染的患者總規模約為12萬例(95%置信區間為89741例至156794例)。

如果將防控措施實施時間(1月23日)推遲5天,數據模型預測,內地的疫情規模將是上述預測結果的近三倍;如果春節假期結束后,湖北取消現行的檢疫防控措施,將在3月中旬引發省內第二次疫情流行高峰,并將流行期延長至4月下旬。

“嚴格的疫情監測和早發現早隔離的政策應保持到2020年4月底。”研究團隊總結認為,中國在1月23日開始實施的疫情防控措施對于新冠肺炎疫情規模的減少有效且必要。

研究:若防控干預推遲5天,內地疫情規模擴至近三倍

按照鐘南山研究團隊的數據模型預測,國內的疫情走向具體是怎么樣的?首先,研究模型基于三種數據來源:一、國家衛健委每日報告的新冠肺炎病例數(根據實時熒光RT-PCR檢測確診的病例)。二、基于鐵路、航空和道路交通每日出入境的人口遷徙數據。三、2003年4-6月SARS的病例數據集,被用于AI(人工智能)數據訓練。

疫情分析研究也使用了兩種數據模型:SEIR優化模型(易感-潛伏-感染-隔離流行病傳染模型)和深度學習中的LSTM模型(long-short term memory長短期記憶模型)。

考慮到中國內地自1月23日實施疫情防控措施以來,新冠肺炎傳播風險有所降低,按照LSTM模型預測,內地新冠肺炎疫情將在2月4日達到高峰,到4月底疫情規模將有95000例。

而SEIR模型預測,內地疫情將在2月28日達到高峰,現有確診病例數(Cumulative active infections,現有確診=累計確診-累計治愈-累計死亡)為59764例(95%置信區間為51979例至70172例);預計最終疫情規模為122122例(95%置信區間為89741例至156794例)。

SEIR和LSTM模型對于中國內地疫情的預測。

如果內地采取防控干預措施的時間(1月23日)推遲5天,病毒傳播機會增多,那會怎樣?基于這一條件設定,SEIR模型預測,內地疫情將在3月4日達到峰值,現有確診將有173372例;到4月底,最終疫情規模將有351874例,是之前預測結果的近三倍。如果將干預措施提早5天實施,那么最終疫情規模將為40991例。

“我們的團隊做出了疫情預測模型,2月中旬或下旬達到疫情高峰,確診病例約六、七萬人,投到國外權威期刊,被退了回來。”2月27日,鐘南山曾在廣州醫科大學疫情防控專場新聞通氣會上談及團隊的研究。

鐘南山透露,在疫情開始時,國外有流行病學家用權威的試驗模型,預測2月初中國感染新冠肺炎人數將達16萬人。“這是沒有考慮到國家的強力干預,也沒有考慮春節后的延遲復工。事實上,我們預測更接近權威。”

澎湃新聞(www.thepaper.cn)根據國家衛健委官網數據梳理發現,新冠肺炎患者現有確診總數的峰值出現在2月17日,當日31個省(自治區、直轄市)和新疆生產建設兵團報告現有確診病例58016例,累計確診病例72436例。

這跟上述SEIR模型預測數據(內地疫情2月28日達到高峰,現有確診59764例,95%置信區間為51979例至70172例)非常吻合,只是高峰期提前了11天。

2月6日-3月2日,31個省(自治區、直轄市)和新疆生產建設兵團新冠肺炎患者現有確診和累計確診病例數。澎湃新聞記者吳怡 制圖

從疫情發展趨勢可以看到,2月17日至3月2日,新冠肺炎患者現有確診總數出現不斷下降,從58016例降至30004例。截至3月2日24時,內地累計報告確診病例80151例。

內地單日新增確診病例出現兩個高峰期

除了現有確診病例數,單日新增確診病例數也是衡量疫情流行趨勢的重要指標。研究團隊發現,在1月22日至2月10日之間,內地實際的新增確診病例數與LSTM預測的曲線非常吻合。不過,SEIR模型預測,2月中下旬還會出現幾個新增確診病例的小高峰。

上圖為LSTM模型預測內地累計確診病例數,下圖為SEIR和LSTM模型預測內地新增確診病例數。

SEIR和LSTM模型均預測,內地在2月4日到7日之間達到單日新增感染高峰,每天約有4000例新增確診病例。

澎湃新聞根據國家衛健委官網數據梳理發現,從1月23日至3月2日,內地單日新增確診病例出現了兩個高峰期,一個是從2月3日至7日,新增確診病例分別為3235例(2月3日)、3887例(2月4日)、3694例(2月5日)、3143例(2月6日)、3399例(2月7日),略低于上述模型的預測數據。

從1月23日至3月2日,內地單日新增確診病例數出現兩個高峰期。澎湃新聞記者吳怡 制圖

另一個高峰期出現在2月12日-13日,這期間湖北省將臨床診斷病例納入確診病例統計,導致病例數暴增。2月12日,內地新增確診病例15152例(含湖北臨床診斷病例13332例);2月13日為5090例(含湖北臨床診斷病例3095例)。

當前,國內單日新增確診病例數在不斷下降。國家衛健委官網顯示,3月2日,內地新增確診病例125例。這一數字創下1月23日以來單日新增確診新低。

預測:湖北疫情將在四月下旬接近尾聲

自從1月23日武漢“封城”之后,湖北省內各市州也陸續宣布實行嚴格的交通管制和檢疫措施。

鐘南山研究團隊將2020年2月10日之后湖北省的人口遷徙指數設為零,并基于2月12日之前的確診病例數,通過模型預測:湖北將在2月20日疫情達到流行高峰,預計疫情將在四月下旬接近尾聲,最終確診病例總數將達到59578例(95%置信區間為39189例至66591例)。

不過,湖北實際的疫情數據比預測結果更高。國家衛健委官網顯示,截至3月2日24時,湖北累計確診病例67217例(武漢49426例)。

研究團隊在論文中亦指出,由于當前新冠肺炎的診斷過程和方法存在缺陷,基于PCR檢測確診的病例數和疫情流行曲線可能會低估現實的情況。而SARS流行病數據集(2003年4月-6月期間的病例數),用于預測新冠肺炎的疫情流行趨勢也相對有限。

SEIR模型對于湖北省疫情的預測。

而湖北省當前的防控措施是否應該有所放松,如若放松將會有什么后果?

研究團隊假設,春節假期結束后,湖北取消現行的檢疫限制,允許人員正常流動的話,省內將在2月18日迎來第一個疫情高峰期,并在3月11日迎來第二個高峰,最終疫情規模將比持續實施現行防控措施的疫情規模增加1萬3千多例。

研究團隊強調,除了湖北持續實施嚴格的防控檢疫措施之外,其他省份投入大量的醫療資源到湖北用于建設新的收治醫院和檢疫中心,緩解了當地的醫療資源緊缺,降低了病毒的傳播風險,這對于疫情規模的減少也起到了作用。

值得關注的是,廣東省和浙江省是務工人員流動的大省,截至2月10日,湖北、廣東和浙江累計確診新冠肺炎病例數分別為31728例、1177例和1117例,占全國總病例數的80%。

而廣東和浙江最終沒有引發新冠肺炎的大流行。SEIR模型預測,兩個省份的疫情將在2月20日達到高峰,并在4月中旬結束,廣東最終的疫情規模為1511例(95%置信區間為1097例至1948例);而浙江則為1491例(95%置信區間為1066例至1851例)。

根據廣東省、浙江省衛健委官網顯示,截至3月2日24時,兩省累計報告新冠肺炎確診病例分別為1350例、1213例。隨著廣東和浙江的單日新增確診病例數逐漸減少甚至為零,最終的疫情規模或與上述預測數據較為吻合。

研究團隊認為,廣東和浙江是僅次于湖北受疫情影響最大的兩個省份,由于防控措施執行有力,疫情增長得以放緩,這也表明了檢疫隔離和防控措施的有效性。持續的“早發現早隔離”措施也可有效防止廣東和浙江爆發第二波流行。

“另外,季節性變化引起的氣溫變化對于廣東省SARS流行的消散很重要。新冠肺炎疫情按照這種邏輯發展的話,與浙江和湖北相比,廣東省的疫情有望較早消退。”研究團隊表示。

不過需要注意的是,隨著國際上新冠肺炎疫情形勢逐漸變得嚴峻,國內還需要注意對境外輸入性病例進行防控。浙江省衛健委官網顯示,3月2日0-24時,浙江省新增新冠肺炎確診病例7例(均為麗水市青田縣報告的意大利輸入病例)。

“當時(研究)沒有考慮國外,現在國外情況變了,還要另外考慮,但在中國來看,有信心4月底基本控制疫情。”鐘南山在上述廣州醫科大學疫情防控專場新聞通氣會說道。

宮璞 本文來源:澎湃新聞 責任編輯:宮璞_HN009
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