03.04 鍾南山院士團隊發文:疫情發展趨勢與預測吻合

近日,鍾南山院士團隊在Journal of Thoracic Disease發表“基於SEIR優化模型和AI對公共衛生干預下的中國COVID-19暴發趨勢預測”的文章。

鍾南山院士團隊發文:疫情發展趨勢與預測吻合

該團隊通過建模分析,預測截至4月底國內疫情現存確診病例高峰(非累計確診數)不高於7萬例,湖北不高於52000例,廣東和浙江不高於1200例。截至2月底,真實的流行數據均在這項研究的預測範圍內。

該團隊還推測出疫情在國內於2月下旬達到高峰,4月底趨於平緩,並指出如管控措施推遲5天實施,國內疫情規模預估擴大至3倍。而如果減低武漢管控力度,湖北可能在3月中旬出現第二次疫情高峰並延續至4月下旬。

這項研究結果證實了1月23日起我國實施的公共衛生干預措施有效控制了疫情的發展,並提出嚴格的防控措施如“早期篩查”最好實施至2020年4月底。

鍾南山院士團隊發文:疫情發展趨勢與預測吻合

選湖北、廣東和浙江三省數據建模

2月10日,湖北省、廣東省和浙江省COVID-19的確診病例分別為31728例、1177例和1117例,鍾南山院士團隊選擇了確診病例數最多的這三個省份進行研究。三個省份的數據跨度略有不同,其中,浙江省和廣東省的數據涵蓋了從2020年1月17日(首次報告發布之日)到2020年2月9日的24天,而湖北省的數據涵蓋了自2020年1月11日至2020年2月9日的30天數量。鍾南山院士團隊發文:疫情發展趨勢與預測吻合在這項研究中,鍾南山院士團隊將2020年1月23日前後的人口遷徙數據,以及最新的新冠肺炎流行病學數據整合到經典傳染病學預測模型(SEIR)中並得出流行曲線。此外,該團隊還用基於2003年SARS的數據進行訓練的人工智能(AI)方法來幫助預測這次疫情的流行趨勢。

預測曲線與真實流行趨勢相吻合

為了應對暴發的疫情,我國各地陸續啟動一級應急響應(最高級別公共衛生響應),在全國範圍內實施了管控措施。除了封鎖武漢及其他鄰近地區以外,還要求必須嚴格報告往返湖北省的情況。同時,不鼓勵湖北居民返回工作地,而且即便是經過武漢的非湖北居民,也被要求進行14天的自我隔離。

然而,武漢封城的有效性和必要性受到了質疑,也有報道稱這樣的做法是否太晚。比如,有學者預測,如果不採取控制措施,武漢的疫情規模將在1月25日達到17.5萬例,疫情將在4月達到高峰。另一項預測則指出在沒有控制措施的情況下,疫情規模將在2月4日達到高峰,可高達19萬例。值得注意的是,他們預測到在武漢大規模封城的情況下,中國其他城市也仍將經歷與武漢相似的疫情增長。然而,事實並非如此。廣東和浙江是受影響僅次於湖北的兩個省份,僅佔全國PCR確診病例的6.6%。與武漢相比,這兩個省控制措施出臺相對較快。因此,相比於湖北,這兩個省疫情增長放緩,說明了隔離和管控措施是有效的。

截至2月底,國內真實的疫情流行趨勢已證實與這項研究的預測曲線相吻合。該研究還測算出,如果延後5天執行控制措施,將使疫情規模增加至3倍。

研究侷限性:無法考慮季節改變等影響

鍾南山院士團隊發文:疫情發展趨勢與預測吻合


鍾南山院士團隊在這項研究中強調的另一個關鍵點是,放緩湖北省的檢疫限制將導致新的易感人群湧入,即春節後返程人員,將導致湖北省的疫情在3月11日左右出現另一個小高峰。所以,大量資源應被運至湖北省來建設新的醫院和檢疫中心,以改善醫療護理及減少暴露風險。以上所有的措施都可能減少傳播,並有助於緩和二次高峰出現的影響。

基於早期的估測,這項研究的模型使用了7天的潛伏期。有報道指出潛伏期到症狀發作的中位時間是3天,而病毒的潛伏期可以鍾南山院士團隊發文:疫情發展趨勢與預測吻合從0到24天不等。於是,研究團隊測試了該模型對不同潛伏期的敏感性,結果發現較短的潛伏期會加速疫情高峰,但不會對疫情規模大小產生顯著影響。

該團隊在文章中也坦言研究存在的侷限,比如:研究過程中用於機器學習的SARS流行病數據是來自2003年4月至6月,對於長期的預測來說這是個有限的數據庫。這項研究的另一個侷限性是無法考慮季節的影響。研究人員指出,季節改變帶來的氣溫升高對於廣東非典疫情的消失很重要。如果氣溫變化也適用於COVID-19,那麼廣東的疫情將比浙江和湖北消失得更早。



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