自奧密克戎突變株于2021年11月11日在南非首次發(fā)現(xiàn),至今已過去5個月。
與之前相比,奧密克戎的暴發(fā)規(guī)模要大得多。那么,奧密克戎導(dǎo)致的新冠大流行會如何發(fā)展,又將在何時結(jié)束呢?
近日,蘭州大學(xué)黃建平院士團(tuán)隊(duì)在由中國科學(xué)院青年創(chuàng)新促進(jìn)會與細(xì)胞出版社(CellPress)合作出版的英文期刊《創(chuàng)新》(TheInnovation)發(fā)表了題為《奧密克戎大流行是否將終結(jié)》的評述文章。
4月12日,蘭州大學(xué)疫情預(yù)測系統(tǒng)「預(yù)言」上海疫情于5月3日結(jié)束,引爆科研圈。而這個預(yù)測系統(tǒng)背后,是2021年新晉中科院院士黃建平、大氣科學(xué)學(xué)院副院長黃忠偉等10余位成員組成的團(tuán)隊(duì)。
是他們,撐起了這個完全擁有自主產(chǎn)權(quán)的全球首家新冠肺炎疫情預(yù)測系統(tǒng)。
「因?yàn)槲覀兪菍W(xué)大氣科學(xué)的,而大氣科學(xué)的一個核心任務(wù)就是天氣預(yù)報。所以,我就想,怎么能把天氣預(yù)報的預(yù)測用到疫情當(dāng)中?!裹S建平曾如是說。開發(fā)全球預(yù)測系統(tǒng),并不是他們的主業(yè)。
但是在與課題組其他老師、同學(xué)溝通時,大家意外都很支持。于是,一幫學(xué)大氣科學(xué)的「搞」起了疫情預(yù)測。團(tuán)隊(duì)成員包括大氣科學(xué)、公共衛(wèi)生學(xué)、應(yīng)用統(tǒng)計學(xué)、人工智能等***的專家和人才,此外項(xiàng)目完成過程中得到了蘭州大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院、蘭州大學(xué)第一醫(yī)院、蘭州大學(xué)循證醫(yī)學(xué)中心、蘭州大學(xué)政治與國際關(guān)系學(xué)院的支持和幫助。
黃建平團(tuán)隊(duì)做到的,是把他們30多年來在統(tǒng)計-動力氣候預(yù)測的先進(jìn)技術(shù),與經(jīng)典傳染病模型結(jié)合,巧妙引入了溫度、濕度、管控措施等可量化觀測因素,對流行病學(xué)模型中的重要參數(shù)如傳染率、治愈率、死亡率等進(jìn)行動態(tài)估計和修正,這大大提高了預(yù)測精度。
蘭州大學(xué)新冠肺炎疫情全球預(yù)測系統(tǒng)實(shí)時引入全球最新的疫情數(shù)據(jù),針對有疫情數(shù)據(jù)的180多個國家逐個建模,反復(fù)進(jìn)行最優(yōu)參數(shù)化反演,持續(xù)開展了逐日、逐月和季節(jié)預(yù)測。
所采用的真實(shí)疫情數(shù)據(jù)主要來自于美國約翰斯·霍普金斯大學(xué),溫度、濕度等氣象數(shù)據(jù)來自美國國家航空航天局和歐洲中期天氣預(yù)報中心。對國內(nèi)突發(fā)疫情的預(yù)測,數(shù)據(jù)主要來自國家衛(wèi)健委。
據(jù)官網(wǎng)顯示,自2020年6月以來,該系統(tǒng)共對國內(nèi)爆發(fā)疫情進(jìn)行了約30次預(yù)測,其中,準(zhǔn)確率高達(dá)94.62%。
奧密克戎導(dǎo)致了2022年1月左右全球新冠新增病例大幅上升。季節(jié)性在冠狀病毒傳播過程中的作用,已被廣泛討論,一些研究認(rèn)為,新冠的傳播呈現(xiàn)季節(jié)性趨勢,當(dāng)寒冷天氣來臨時,會加速其傳播。但學(xué)界尚不能斷定季節(jié)性是決定性因素,還應(yīng)考慮社會干預(yù)。
奧密克戎的高傳播率加快了疫情傳播速度,數(shù)據(jù)顯示,奧密克戎出現(xiàn)后,全球每日新增病例數(shù)的最高紀(jì)錄,是之前每日新增病例數(shù)最高紀(jì)錄的2倍以上。
盡管傳播速度超越以往,但奧密克戎導(dǎo)致的病死率,卻低于之前的任何突變株。
因此,對于未來新冠大流行的發(fā)展,有了兩種不同的觀點(diǎn):
一種觀點(diǎn)認(rèn)為,奧密克戎的出現(xiàn)可能是新冠大流行即將結(jié)束的信號?!读~刀》在2022年1月19日發(fā)表重磅文章《新冠病毒或?qū)⒗^續(xù)存在,但全球新冠大流行即將結(jié)束》。
作者默里是華盛頓大學(xué)健康指標(biāo)與評估研究所的主任,該研究所自疫情以來,以對病死率的預(yù)測準(zhǔn)確而著稱。
在這篇評論中,默里基于其研究所的模型提出了幾個預(yù)測:
1、奧密克戎正在以前所未有的速度席卷全球,但當(dāng)中大多數(shù)為無癥狀感染;來自希臘的數(shù)據(jù)顯示:奧密克戎浪潮帶來的新冠嚴(yán)重后果可能會是有限的;從2021年12月21日至2022年1月17日,新冠病例增加了近10倍,但新冠住院患者的醫(yī)院插管率與12月持平;
2、盡管疾病嚴(yán)重程度有所降低,但住院人數(shù)仍在上升,未來4-6周衛(wèi)生系統(tǒng)吃緊;
3、各種衛(wèi)生政策,包括增加戴口罩、推進(jìn)第三針等,從人口層面上說,對于減緩?qiáng)W密克戎浪潮的作用都非常小,全球25個國家和美國的19個州已經(jīng)見頂;在奧密克戎時代,他認(rèn)為新冠的控制策略需要重新設(shè)定,考慮到奧密克戎的速度和強(qiáng)度,試圖追蹤傳播的努力似乎是徒勞的;
4、到2022年3月,全球半數(shù)以上的人將感染,通過接觸病毒加上疫苗接種,全球免疫將處在高水平;
5、新的新冠變種肯定會出現(xiàn),其中一些可能比奧密克戎更嚴(yán)重。無論是感染還是疫苗接種產(chǎn)生的免疫力都會減弱,這為新冠的持續(xù)傳播創(chuàng)造了機(jī)會??紤]到季節(jié)性因素,各國應(yīng)預(yù)期冬季潛在傳播會增加;
6、***和社會為控制新冠的傳播而采取非常措施的時代將結(jié)束;未來新冠病毒還會卷土重來,但不再是大流行的狀態(tài),這種傳染病將更加可控。
但另一種觀點(diǎn)認(rèn)為,新冠大流行不會在短期內(nèi)結(jié)束。因?yàn)榘l(fā)達(dá)國家、發(fā)展中國家、欠發(fā)達(dá)國家的疫苗供應(yīng)并不匹配,而且有些國家和地區(qū)疫苗推廣緩慢。
此外,未來還可能出現(xiàn)新的突變株,就像奧密克戎這樣的突變株再次出現(xiàn),從而導(dǎo)致新冠再次爆發(fā)。
需要說明的是,據(jù)華盛頓大學(xué)健康指標(biāo)與評估研究所(IHME)官網(wǎng)介紹,新冠肺炎預(yù)測模型重點(diǎn)預(yù)測疫情每日及累計死亡人數(shù),疫情下對醫(yī)院服務(wù)如呼吸機(jī)、病床、重癥監(jiān)護(hù)(ICU)病床的需求等。從2020年3月起,美國白宮在疫情通報會上多次引用華盛頓大學(xué)預(yù)測模型提出的死亡數(shù)、疫情高峰時間等。此后,IHME儼然成為白宮疫情政策制定的數(shù)據(jù)智囊?guī)臁?/p>
然而,IHME的預(yù)測數(shù)據(jù)多次被打臉。美國一些輿論認(rèn)為,美國之所以一直深陷新冠疫情的泥淖,有很大一部分原因是由于白宮過于相信IHME的預(yù)測模型。
2020年3月26日,IHME宣布,「我們預(yù)測未來4個月,美國死于新冠的人數(shù)將在3.8萬至16萬人之間,然后疫情有最大概率會在6月份結(jié)束」。
特朗普很快接受了IHME的預(yù)測模型,作為其「成功抗疫」的衡量標(biāo)準(zhǔn)。4月19日,特朗普在當(dāng)天的新冠病毒簡報會上表示:「美國新冠肺炎死亡病例將達(dá)到大約6萬大關(guān),比預(yù)計最少的死亡人數(shù)(10萬人)少了4萬人,新冠肺炎完全就像流感一樣?!?/p>
然而美國的新冠疫情并沒有結(jié)束,截至2022年4月13日,美國累計確診新冠肺炎病例8051萬例,累計死亡病例98萬例。
因此,許多流行病學(xué)專家呼吁美國官方人士停止使用華盛頓大學(xué)的這一預(yù)測模型,稱這個模型不準(zhǔn)確、不可靠。
悉尼大學(xué)統(tǒng)計學(xué)家SallyCripps對華盛頓大學(xué)預(yù)測模型的準(zhǔn)確性持懷疑態(tài)度,稱「即使預(yù)測第二天的死亡數(shù),它的預(yù)測結(jié)果70%時候都不在95%的置信區(qū)間內(nèi)?!?/p>
哈佛大學(xué)流行病學(xué)專家MarcLipsitch則稱,「在我們傳染病流行病領(lǐng)域,大部分人都不認(rèn)為所謂的默里模型適合新冠肺炎疫情的預(yù)測工作」。
耶魯大學(xué)醫(yī)學(xué)院的流行病學(xué)家格雷格·貢薩爾維斯表示:「IHME的預(yù)測模型,是眾多數(shù)學(xué)模型中的一個特例。我擔(dān)心白宮在尋找數(shù)據(jù),告訴他們一個他們想聽的故事,所以他們看的是死亡病例預(yù)測最低的模型?!?/p>
黃建平團(tuán)隊(duì)使用全球新冠肺炎預(yù)測系統(tǒng)(GPCP)和改進(jìn)的傳染病模型(SEIR)來預(yù)測新冠大流行的發(fā)展。
該模型基于以下假設(shè):
1、總?cè)丝趹?yīng)始終等于易感人群(S)、暴露人群(E)、保護(hù)人群(P)、感染人群(I)、隔離人群(Q)、死亡人群(D)和康復(fù)人群(R)的人口之和;
2、各地區(qū)總?cè)丝诓蛔儯?/p>
3、新冠僅通過人與人之間傳播;
4、所有人具有相同的免疫力。
該模型使用真實(shí)的流行病數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)預(yù)測,因此,預(yù)測結(jié)果可以反映當(dāng)前新冠大流行的真實(shí)發(fā)展。
黃建平團(tuán)隊(duì)的預(yù)測結(jié)果表明,奧密克戎將在2022年繼續(xù)影響世界,新冠大流行要到2023年底(2023年11月左右)才會結(jié)束。
如下圖所示,當(dāng)前大流行呈下降趨勢,每日新增病例已經(jīng)從1月份的超過400萬例減少到現(xiàn)在的約200萬例。
藍(lán)色曲線代表新冠大流行的預(yù)測趨勢,由圖可見,總體趨勢不斷下降,除了由于季節(jié)性因素將在2022年4月出現(xiàn)小幅上升,此后,每日新增確診病例數(shù)將快速下降。
預(yù)測結(jié)果顯示,到2023年11月,全球每天的新冠病例將降至約3000例。
此時,可以認(rèn)為大流行結(jié)束。
根據(jù)預(yù)測,到2023年11月新冠大流行結(jié)束時,全球確診病例總數(shù)將至少達(dá)到7.5億人。
研究團(tuán)隊(duì)也指出,盡管預(yù)測結(jié)果顯示大流行將于2023年11月結(jié)束,但這是基于當(dāng)前大流行發(fā)展情況做出的預(yù)測。如果后續(xù)出現(xiàn)更容易傳播的突變株,那么預(yù)測結(jié)果也將作出相應(yīng)調(diào)整。對于不同的國家,大流行結(jié)束的時間并不相同,預(yù)測結(jié)果顯示:
美國、英國、法國、意大利這些疫情嚴(yán)重的國家,在2022年4月份后會呈現(xiàn)急劇下降趨勢,他們的大流行似乎會在2022年年內(nèi)結(jié)束;而韓國、越南等國家,大流行將持續(xù)到2023年。
這也提示:不能僅僅根據(jù)部分國家的疫情發(fā)展,來預(yù)測新冠是否會結(jié)束。
盡管新冠疫苗在一些國家得到了成功推廣,并且到目前為止已經(jīng)有大量人口完全接種了疫苗,但這并不意味著我們是安全的且對新冠病毒免疫。實(shí)際上,疫苗對防止奧密克戎感染方面明顯下降。
黃建平團(tuán)隊(duì)對中國大陸和中國香港的新冠疫情同樣做出了預(yù)測,大陸和香港在2022年3月份都爆發(fā)了疫情。但與其他國家相比,中國大陸的新冠疫情要小得多,而且很可能會在2022年4月份左右得到控制。
研究團(tuán)隊(duì)還指出,中國大陸確診病例較少的主要原因是實(shí)施了嚴(yán)格的限制措施。因此,在研發(fā)除更有效的疫苗之前,我們?nèi)詰?yīng)遵守防疫要求,佩戴醫(yī)用口罩,限制大型聚集活動,以減緩新冠疫情傳播速度。
論文鏈接:
1.https://doi.org/10.1016/j.xinn.2022.100240
2.https://doi.org/10.1016/S0140-6736(22)00100-3
健康界出品
綜編|筱陽