疫情趋势是怎样被预测的？

当前新冠肺炎疫情下，传染环境到底若何，未来疫情会若何成长转变？是卫生决议计划者和公家都极其存眷的问题。

在武汉地域，因为核酸检测等确诊体例较稀缺，可能存在数目不少的未确诊已传染者；这令很多人但愿经由过程外国撤侨中的传染者比例等简单数字，来测度武汉市现实传染者的可能比例。

传统文化快乐喜爱者甚至急病乱投医，用周易等体例猜测疫情成长。_{· 某微信公家号中的疫情周易阐发}

这些传统文化猜测当然并不成信；那么，流行症风行病学家和疾控学者，是怎么展望疫情趋向的？哪些糊口中的细节，会影响人际传染甚至疫情走标的目的？

传染性和易感性

无论是宏不雅上一个流行症会风行到多么水平，仍是微不雅上张三会不会被李四传染，都可以还原为两个根基问题：传染期患者的传染性有多强？表露于传染的未传染个别的易感性有多大？

若是把病原体比作苍蝇，易动人群比作挨叮的鸡蛋，则传染性半斤八两于苍蝇的叮力有多强，易感性半斤八两于鸡蛋上那些看不见的缝有多大。

而传染者的传染性，和未传染者的易感性，都可以进一步拆解当作生物学维度，行为维度和情况维度三个维度。

以此次的新冠肺炎为例，在生物学维度上，是新型冠状病毒依靠其概况的刺突卵白，能识别入侵人体具有ACE2受体的细胞，如肺泡上皮细胞。

在行为维度上，最轻易导致新冠病毒传染的是飞沫传布和手接触传布，今朝也无法解除空气传布和粪口授播。

而传染的情况维度，和季候时令有关，也和人们工作栖身的建筑情况有关。

在冬春天气下，呼吸道传染性疾病更轻易传布。这是因为一方面，在冷空气中呼吸时，鼻腔内血管会缩短，以避免损掉热量，这晦气于白细胞经血管达到鼻粘膜杀死吸入的病毒。

另一方面，冬天冷空气中的水蒸气更轻易固结当作霜露，使得空气自己湿度下降。当我们打喷嚏或咳嗽时，若是四周空气较为潮湿，则喷出的飞沫因为较大较重，会在数秒内落到地面上，飞沫中病毒不易传染他人；而在冬季的干燥空气中，飞沫会割裂为更小的微粒，轻到可以在空中漂浮数小时甚至数天，这也就大大增添了呼吸道病毒的传染机遇。

_{· 当气温降低到露点/霜点以下时，空气中气态水会结露当作霜，令空气湿度下降}

而在栖身情况方面，电梯等密闭情况和建筑通风排水布局，都值得更多的注重。

2003年4月非典疫情时代，中心财经大学退休教师曹某发病后，引起19例确诊和疑似病人，此中就包罗一名小区电梯工人。同月，海说神聊方交通大学交大嘉园B座发生多起传染，据过后阐发很可能也和多论理学生共用电梯有关。注重电梯消毒，以及在电梯中注重讳饰防护，也许能增添平安性。

另一个值得寄望的处所是家庭厨卫的通风口，地漏和马桶。2003年3月，喷鼻港淘大花圃公寓有跨越300人传染非典。喷鼻港卫生署调查认为，一名非典患者曾在该公寓某户卫生间腹泻排便；而其他住户卫生间排电扇形当作的负压，可能经由过程未经水封的地漏将含病毒液滴抽入房间，形当作传染，并颠末通风井传到更多住户中。

_{· 喷鼻港淘大花圃}

而此次新冠病毒肺炎事务中，2月1日深圳市已从确诊患者粪便中检出新冠病毒，提醒粪便传布不无可能，厕卫情况卫生不成小觑。连结卫生间的地漏有水封，在通风口安放止逆阀，也许会更保险一些。

至于马桶，因为其下水管道一般有存水弯水封，不消太担忧返流。不外研究者曾发现，抽水马桶冲水时，直冲式马桶释放的生物气溶胶是虹吸式马桶的14倍，而开盖冲水比关盖冲水更轻易释放含菌气溶胶。是以，采用虹吸式马桶，关盖冲水，或许能在特别期间增添一点心理抚慰。

无论是电梯、厕卫等情况身分，仍是生物学身分，行为模式身分，都在微不雅上影响着一例例零丁个别的传染性和易感性强弱。而研究者要想为平生十、十生百、百生千……的流行症风行过程建模，还需要把传染性和易感性综合、转换当作别的两个主要指标：

「多能传」和「传多快」

1859年，一个叫托马斯·奥斯汀的汉子在澳大利亚温彻西郊外放出了24只兔子，用于狩猎娱乐。这些兔子大量快速滋生，引起了此后多年泛滥澳大利亚的兔灾。

对兔灾的繁衍传布来说，最底子的是两个指标：「多能生」，即一只雌兔平生中能生几多仔兔？「生多快」，即一只雌仔兔出生多久后，能起头临蓐下一代仔兔？

流行症传布也遵循两个近似的指标。传染数R暗示「多能传」，即一个已传染者康复前能传染几多人；在传染之初，全体人群都尚不免难免疫时，第一个传染者所能传染的人数被称为根基传染数R0.

而生当作时候 T 暗示「传多快」，即一小我从被传染到去传染下一小我之间要多久时候。

_{· 2003年新加坡非典患者传布树，基于182例患者。圆点是传染者，箭头是传染偏向}

上图的传布树可以直不雅揭示「多能传」和「传多快」两个指标的意义：「多能传」决议了一个已传染者能开出几多枚下线「花瓣」，而「传多快」决议了每个箭头从出发到终点的一般时候。

若整小我口都尚不免难免疫，则根基传染数等于传染者每个瞬时的易感性乘以传染性后的累加：

而生当作时候 t 的概率分布：

对兔灾来说，若是每只雌兔繁育的雌仔兔数目小于1，则跟着上一代衰死，兔子数目就会一代代衰减衰亡；近似的，对流行症传布来说，已传染者的传染数R也必需大于1，才能令疾病在已传染者康复/灭亡前持续接力，把雪球越滚越大。

不外，「多能传」和「传多快」所聚焦的只是已传染者传给未传染者这一个环节，还不克不及表征整小我口中各个疫情状况群体之间相续流动的完整图景。

而这需要一个流动的模子。

流行症的「生老病死」流转

可以把流行症涉及的四大人群，易动人群、暗藏人群，传染发病人群和康复免疫人群，看作溯流而下的四个水池：

就新冠肺炎而言，患者痊愈后身体味发生抗体，原则上至少数月内会对该疾病免疫。从宏不雅统计层面，他们再倒流归去为传染池增添水量的可能性很小。但在个别层面，个体人有可能抗体持续时候过短，仍有需要预防再次传染。

疫情防治的使命，是尽量缩窄、掐断从易感池到暗藏池、传染池的通道，让尽可能少的人传染；同时用打疫苗、对症治疗等体例，扩大通标的目的康复免疫池的通道；经由过程这两种手段，令传染发病池不再残虐泛滥，并逐渐将其缩小、排干。

而易感池、暗藏池和传染池三个水池各自的流速，可以用其上下流水池的水量、传染数、暗藏和传染周期来计较。由此可获得一个常微分方程组模子，并可用参数估量等方式估算根基传染数，传染规模等。

胡子祺等按照此水池模子和本年春季从武汉外出生齿数据，推算武汉截至1月25日曾传染人数为75815人，根基传染数为2.68，倍增时候为6.4天。周涛等以《人平易近日报》新冠病毒肺炎疫情及时动态数据为基准，估量根基传染数约在2.8-3.3之间。

有了对根基传染数、生当作时候等关头参数的估量后，人们就可以把当前疫情和以往的其他流行症风行相对比，寻找最优的干涉干与策略。

那么，和SARS、流感等过往风行病比，新冠肺炎应该排在什么位置呢？

不如SARS毒，但比SARS更会躲藏

按照现有研究报道，新冠肺炎的患者致死率和传布数都低于SARS。

也就是说，无论是致死危险性方面，仍是传布速度方面，都不必过分担忧。

_{· 按照纽约时报对新冠肺炎和以往传染性疾病的比力图，新冠肺炎的致死率和传染数都介于 SARAS和季候性流感之间}

不外，关于传染速度的这个对比可能让人迷惑：既然新冠肺炎的传染数不如非典肺炎，那么比来一个月新冠肺炎的新增传染数为什么跃升得这么快，令迄今确诊数目（20000+人）已跨越了2003年中国非典确诊总数（5237人）？

一个可能的原因是，非典患者在暗藏期根基不会传染他人；但据疾控专家李兰娟院士的央视访谈，新冠肺炎在暗藏期也有可能传染给其他人。这无疑加大了新冠肺炎的防控难度。

弗雷泽等学者由模子猜测，疫情情况下，所有传染中由无症状者导致的传染的比例越大，越需要更强力的防控手段。

_{·弗雷泽等2004年估量的各类流行症的传染数、无症状者引起的传染比例。这两个数字越高，越需要更强力的公共卫生干涉干与手段。图中黑线暗示隔离有症状患者，红线暗示高离散脾气境中隔离患者并追踪隔离接触者，蓝线暗示低离散脾气境中隔离患者并追踪隔离接触者，并假设隔离患者手段具有90%有用性，追踪和隔离接触者具有100%有用性}

对于非典肺炎，固然传布数中等，但无症状者传布的传染比例极低，只需要对已有症状的传染者实时隔离治疗，就可以半斤八两有力的阻止疫情爆发。

而对于2009年流感大风行，因为传染数和无症状者传布的传染比力高，就不仅需要隔离治疗已有症状的传染者，并且需要对患者的紧密亲密接触者进行追踪和恰当隔离，甚至需要更进一步管束。

新冠肺炎简直切定位仍不明白，但有可能位于上图问号位置，需要比非典更严酷的接触者追踪和干涉干与办法。

而疫情可否在各类干涉干与办法下较早消退，取决于天时、地舆和人力。

天时，地舆，人力

在地舆流动方面，胡子祺等的新冠肺炎模子阐发揭示，经由过程地域间交通管束等体例降低跨地域流动性，这样做可以延迟非首发地域的爆发时候，为非首发地域供给贵重的筹办机遇；但这种降低流动性政策并不克不及阻止疫情标的目的非疫情地域舒展和风行。

_{· 胡子祺等对武汉（最左侧曲线）与其他特大城市的疫情展望：与不降低跨地域流动性比拟，降低50%的跨地域流动性或许只能将其他大城市的疫情岑岭期延迟两周。前提是假设公共卫生干涉干与可将疫情传布性降低25%}

这是因为，尽管临近省市的交通和鸿沟管束会阻止大部门传染者入境，但总会有细小比例的人群越境达到临近省市。而这些人入境后，仍会造当作疫情的指数增加，固然起点晚了一些。

并且，流动性管束在时候上也无法无限地延迟疫情，延迟时候的上限是（-ln（传染者越境率）/ln传染数）*生当作时候。以流感为例，据克雷茨马尔等推算，若流动性管束能反对99%的已传染者入境，也只能将当地疫情风行延迟一个月摆布。

而在天时方面，一个庞大的但愿和不确定性是，新冠肺炎也许会像流感等其他呼吸道流行症一样，具有强烈季候性，会在春夏之交较快消退。胡子祺等的模子没有考虑季候性影响，并认可若是新冠肺炎具有季候性，其展望可能将不再靠得住。

而最大的但愿，仍来自人力干涉干与的当作功协作和实施，如合理隔离传染者、追踪和隔离紧密亲密接触者、社区分散、利用口罩、增强小我卫生等办法。

按胡子祺等估算，若是对新冠肺炎的公共卫生干涉干与能将传布性降低25%，疫情峰值将减半；若是能将传布性降低50%，疫情将在炎天之前获得有力遏制；而若是能将传布性降低63%以上，传染数将降低到低于1，疫情将彻底的、更快的消退。

_{· 公共卫生干涉干与将传布性降低 0%，25%，50%环境下的疫情趋向对比。传布性降低了25%、50%后，新增传染获得了有力削减，但持续时候反而更长，可能是因为传布性降低25%-50%后，传染数仍大于1，新增传染降低的同时，从传染人群输出到康复免疫人群的速度也会响应降低，使得需要更久的时候才能堆集足够多的康复免疫者来包抄、阻止传染的传布}

1918-1920年，西班牙流感曾囊括宿世界，造当作5亿人传染。在那场瘟疫持久战中，一些美国城市公共卫生干涉干与启动得太迟，或叫停得太早，为此留下了血泪教训。而旧金山、圣路易斯、密尔沃基等城市经由过程持久、有力的公共卫生干涉干与，将流感传布性降低了30%-50%，高效遏制了疫情。

_{· 1918年流感大风行时代，旧金山人在缝制和售卖口罩}

100年后，科技高度发财的今天，我们有但愿做得更好，将新冠肺炎的传布性降得更低。而这取决于卫生行政者和我们每一小我是否足够理智，坚韧和宽容。

_{参考资料：}

_{[1]Wu, J. T., Leung, K., & Leung, G. M. (2020). Nowcasting and forecasting the potential domestic and international spread of the 2019-nCoV outbreak originating in Wuhan, China: a modelling study.The Lancet. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(20)30260-9}

_{[2]Grassly, N. C., & Fraser, C. (2008). Mathematical models of infectious disease transmission.Nature Reviews Microbiology, 6(6), 477–487.}

_{[3]Kretzschmar, M., & Wallinga, J. (2009). Mathematical Models in Infectious Disease Epidemiology. In}

_{[4]Kr?mer,A., Kretzschmar,M., Krickeberg, K.Modern Infectious Disease Epidemiology(pp.209–221),Springer.}

_{[5]Bootsma, M. C. J., & Ferguson, N. M. (2007). The effect of public health measures on the 1918 influenza pandemic in U.S. cities. Proceedings of the National Academy of Sciences, 104(18), 7588–7593.}

_{[6]Fraser, C., Riley, S., Anderson, R. M., & Ferguson, N. M. (2004). Factors that make an infectious disease outbreak controllable. Proceedings of the National Academy of Sciences, 101(16), 6146–6151.}

_{[7]王建华.(2008). (Ed.). 风行病学，人平易近卫生出书社.}

_{[8]周涛，刘权辉等.(2020).武汉新型冠状病毒传染肺炎根基再生数的初步展望，中国循证医学杂志, 20(3),1-6.}

_{[9]毛怡心,丁培，孙宗科.(2018). 马桶冲水行为与微生物气溶胶传布,微生物学报, 58(12): 2070-2077}

_{[10]https://www.bbc.com/future/article/20151016-the-real-reason-germs-spread-in-the-winter}

_{[11]http://www.rfi.fr /content/20200130-日本首班撤侨专机-3乘客确诊武汉肺炎}

_{[12]http://news.sina.com.cn/c/2003-05-12/11121048180.shtml}

_{[13]https://www.info.gov.hk/info/sars/pdf/amoy_c.pdf}

_{[14]http://www.gov.cn/xinwen/2020-02/02/content_5473856.htm}

_{[15]https://en.wikipedia.org/wiki/Rabbits_in_Australia}

_{[16]https://www.nytimes.com/interactive/2020/world/asia/china-coronavirus-contain.html}

_{[17]https://www.cdc.gov/flu/pandemic-resources/1918-pandemic-h1n1.html}

_{[18]https://www.bilibili.com/video/av86216616}