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陈剑:全球疫情观察(一):如何借鉴中国经验?与张文宏主任探讨全球抗疫策略

按:与此讨论相关的学术论文已经发表于医学预印网站MedRxiv,可参看。(https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2020.03.10.20033670v1

2020.3.10 

摘要:

武汉市新冠疫情爆发之后,中国抗击疫情的成功经验,根本原因源于具有强大执行力的政府、高效、专业、具备忘我精神的医疗队伍、和高度自律的民众。疫情的蔓延迅速被控,没有出现湖北省外的大爆发,这三者缺一不可。

但是如同张文宏主任所说,没有想到的是,最好的结果(中国境内疫情迅速受控)和最坏的结果(疫情出现全球大爆发)居然同时出现了。

此时,中国的经验弥足珍贵,在本文中我们回顾了中国的防治疫情的实证数据,测算了在不同场景下的政策有效性,并对国外三个重点国家:韩国、意大利、伊朗的疫情发展做出推演,希望能够帮助这些国家以及其他有可能出现疫情爆发的国家和地区做好准备。

同时,我们也希望,各国能够根据自身实际情况,借鉴中国的经验和教训,包括湖北省内及省外的各地防控措施。

 

正文:

 

我们在财新网的系列文章《新冠肺炎疫情防治文集》中,提出了以下的状态转移模型,并于29日用于预测疫情防治中的各个环节,包括密切接触者、接受医学观察、解除医学观察、确诊、重症、危重症、轻症、治愈、死亡。这也是迄今为止,唯一可以全面推演疫情演变的预测模型。

2月份的回测数据显示,大部分关键指标的实际值与预测值是比较符合的,尤其是和“谨慎乐观”场景最为接近,这也是我们当初认为最可能的一个场景。考虑到预测模型仅仅利用了125-28日的14个实际观测值,而且212日出现了单日新增14000多确诊病例的极端事件,这个模型的稳定性和准确性经受了严格的测试,表现良好。

 

模型中最重要的参数是新增密切接触者的衰减率(a): 它决定了每天潜在被感染人数的变化:如果潜在被感染人数越来越多(a>0),那么疫情可控就无从谈起。这个参数能否降低,能降多低,决定了疫情的走势,也是衡量疫情防治的重要指标。

 

回头来看看当时的选择,28日全国(湖北外)的a10日移动平均刚刚降到0,而湖北省内还是3.8%。我们当时认为这个数字肯定能降下来,但是能降到多少,说不准。所以最后设定的乐观、谨慎乐观、悲观场景,对此参数的假设分别是-10%-5%-1%。从下图可以看出,湖北省内a的真实值确实一直在下降,整个2月份的均值在-9%左右,非常接近我们的乐观场景。而湖北外下降得更快,充分说明严格的防控措施在发挥作用,而且好转的趋势还在加速,最终湖北的单日衰减率降到-17%,而湖北外的单日衰减率也超过-20%,都比我们当初的-10%的假设更好。

 

 

这个参数下降的斜率可以理解为防治政策的有效性,湖北外的斜率是-1.37%,也就是每天新增密切接触者的变化率的变化(二阶导数)是-1.37%,而湖北内是0.84%,说明湖北省内防控措施的有效性,是省外的60%左右。原因应该主要是湖北省内疫情已经爆发,导致防治政策的有效性下降。

 

了解到这一点之后,我们就可以用类似的原理来推演韩国、意大利、伊朗未来的疫情走势。由于这三国披露的数据不尽相同,比如韩国CDC虽然也披露密切接触者,但是并无披露医学观察,也没有重症、危重症数据,所以可以基于新增确诊人数简化模型,仅预测其单日感染峰值和总感染人数。从以下两张图可以看出,湖北省内外(对2/12日之后湖北省的临床诊断新增病例做了平滑调整)新增确诊人数的变化率的10日移动平均值可以用一个线性模型拟合,斜率分别是-3.87%-2.20%,湖北省内的防控措施在减少新增病例方面的有效性是省外的57%,与防控新增密切接触者的比例(60%)非常接近。我们可以认为这是在强力政策措施下输入型疫情防控(湖北外),和本地爆发型疫情防控(湖北内)的参数。

 

根据以上结果,我们设定三个假设场景:

场景名称

S1

S2

S3

场景描述

100% 湖北省外防治有效性

57%湖北省外防治有效性,类似湖北省场景

39%湖北省外防治有效性

每日新增确诊变化率的变化率

-3.87%

-2.20%

-1.50%

 

根据截至3/5日的数据,我们分别基于以上三个场景对于韩国、意大利、伊朗做了新增确诊和累计确诊的预测。并利用3/6-3/9的数据做了简单回测。

 

回测结果显示,韩国的防治效果最好,非常接近湖北省外的防治效率。在这个场景下,总感染人数在9000人以下。

意大利的回测场景不容乐观,最近4天非常接近S3的场景,在此场景下,五月底的感染人数将接近20万人。今天意大利政府宣布全国“封城”(与湖北“封城”具体措施有很大差别),我们也希望这些措施能够迅速起作用,尽快降低新增感染人数。

伊朗这四天的数据波动较大,也非常严峻。在S2场景下,总感染人数为5万人,S3则有22万人。据一则财新新闻[1]报道,截止39日,伊朗31省中已有至少15省禁止或限制外来访客出入,但疫情最重的德黑兰省、库姆省尚未采取这一交通限制措施。而一则据称是伊朗国家传染病学家Masoud Mardani的“40%德黑兰人口(320万人)可能在两周内感染”的预测[2],也让国际社会异常焦虑。

 

结论

截止目前,三个国家疫情爆发后的数据表明,韩国可能首先控制住疫情蔓延,而且效率接近中国湖北外的防治有效性。意大利和伊朗的疫情演化都非常令人忧虑,意大利的累计确诊人数和累计死亡人数在日期正则化(确诊以50例为原点、死亡以10例为原点)之后都已经超过了湖北省,而种种关于重症患者不能有效得到医治、ICU床位短缺,医务系统濒临崩溃的新闻[3]也让人再次想到了武汉市疫情爆发初期的混乱和无助。

现在有不少分析文章比较新加坡和中国的疫情防治不同策略,这其实是一种误读,新加坡的成功与中国同源,都有高度执行力的政府、专业的医疗团队、高度自律的民众。如同张文宏主任所说,新加坡是武当派,我们是少林派。武当派的武功不是那么容易学的,佼佼者也就武当七子,而少林则有五百罗汉。在疫情爆发之后,可供借鉴的经验现在只有中国。所以对于意大利和伊朗而言,现在的问题不是能不能借鉴中国经验,而是如何借鉴中国经验。最重要的一点是,民众必须改变心态,全力配合政府的严格措施,避免挤兑医疗资源。

 

张文宏主任点评:陈剑博士是数学模型高手。模型不代表现实,但是可以让我们看到趋势。中国两个月不到,控制住湖北内的暴发,同时管控住湖北外的输入。一种办法,两种经验,皆可借鉴。但对于民众配合度不高、政府执行力不强的情况下这种方案实在难以借鉴。防控不佳的国家,后续的医疗资源挤兑风险令人担忧。新加坡、中国香港、和中国台湾,抗疫2个月,总病例分别只有16611947,可见在防输入性疫情方面也是极为成功的。这种防控都需要民众配合和医疗资源的广覆盖(可提供快速诊断与启动及时隔离)。如果这些经验一样也不能做到,再遇到一个传播特别快的病毒,那就犹如一头蒙住眼睛的烈马正向悬崖飞驰而去,谁又能改变这个可怕的趋势呢?祈祷世界安好,希望四海一心,共渡难关。



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