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上海争取本月中旬社会面清零,是时候看看谁的预测最准确了

作者:连俊翔 来源:上观新闻2022年05月14日


新冠疫情可以预测吗?

在上海本轮疫情中,有多所高校、研究机构对疫情发展做出过预判。 

根据我们收集的资料,这些论文发布的时间从4月初到4月底,其中上海财经大学最早发布相关报告,预测4月9日上海迎来本轮疫情的拐点,并且将在4月16日达到社会面清零的目标。

我们也发现,各团队对上海疫情拐点的预测在4月上旬到中旬,这与实际情况较符合(4月13日感染人数达到峰值),而对社会面动态清零的时间预测差距较大。对总感染人数的预测,上海财经大学最乐观,为17万人,西安交通大学则认为要达到60万左右,交通大学瑞金医院则认为,最不乐观的估计可能要近80万。而目前上海的感染人数已经达到63万人。

疫情预测最基础的模型有哪些参数

为什么不同的疫情预测存在如此大的区别?先要来了解下预测模型的一些基础知识。

病毒传播最基础的模型是SI,包含了两个数值:易感人群(S)与感染人群(I),易感人群也就是尚未感染病毒且不具有免疫的群体。这一模型中无康复者,只有两个因素会影响疫情的发展,即病毒的传染率与感染人群的接触人数。

若用这个简单粗暴的模型,以上海初始的Rt计算,不限制感染者的自由行动,假设感染者每天接触的人数为10人。那么,大约不到10天,上海2400万人口将全部感染。若对感染者行动进行限制,每天接触的人数降至1人,那么大约90天才会出现全体感染的情况。


这个模型显然存在重大的缺憾:一,患者确诊后会康复,并且对于同一毒株不易发生重复感染,也不再具有传染性。二,新冠病毒在潜伏期也具有传染性,需要考虑到同样感染病毒但处于潜伏期的人群。

加入免疫群体的话,保持病毒0.25的传染性,若康复率为0.084,感染者也未被限制出行,每日接触人数在10人。那么,10天左右,感染人数便会达到2000万。此后出现拐点,在70天后逐渐进入平缓期。

加入潜伏期因素的话,模型SEIR就出现了

(计算方法略过),潜伏期人群将在37天左右达到峰值,人数在1600万左右;而感染人数将在40天前后达到峰值,接近1000万人,约100天逐渐实现社会面清零。


对变量的把握是预测准确的关键

看到这可能也发现了,这些基础模型的描述在真实世界都不太准。为什么?因为真实生活要复杂得多。

比如,仅感染率这一参数,便与近20个因素相关。例如感染人群的有效传染期时长、潜伏期人群数量、群体免疫情况等。


所以我们开头所说的疫情预测模型,都会加入现实因素对疫情发展的影响参数。

除了病毒传染率、感染者接触人数、康复率等参数外,兰州大学的研究者还考虑到环境的温度、湿度、城市人口密度对于病毒扩散的影响。 

而在其改良的SEIR模型中,研究者加入了隔离群体与保护群体这两个变量,即已确诊且被隔离的感染者,和被保护的易感染人群。

这样将易感染群体与感染群体进行更细致地划分后,增加了保护率,即避免被感染的概率,同时也将感染人群的传播率、接触人群进一步的区分,以提高预测的准确性。


除了对人群和参数的细化外,交大瑞金医院的研究团队则参考了流体动力学原理,设置了不同阶段参数的变动系数。

在他们的模型中,不仅对病毒传染率进行了动态处理,也加入了动态的隔离比例与核酸检测的时间间隔。

研究者发现,在严格的隔离政策下,核酸检测的频率会增多,缩短了患者被发现的时间,因此也影响到隔离比例。

同时,病毒的有效传播率也受到隔离政策的影响。在封城前,病毒的R0值为3.27,而封城后,下降至1.49。

研究团队将这些参数的变动纳入模型中,对疫情趋势进行分阶段预测,以提高对疫情预测的准确度。目前来看,瑞金医院的预测模型是最接近现实的。在4月初,该团队预判上海疫情转折点将在4月13至15日前后。这也符合上海实际疫情状况,上海单日新增病例数在4月13日达到顶峰,为27719人。该预测还认为,最为乐观的情况是5月中上旬迈进清零关口,若保守估计,随着社会的逐步放开,上海疫情可能将持续至6月8日。

对复杂现实因素的参数设计不同,导致不同研究团队之间研究结果存在差异。因为仅仅是一个很小的变量,都会带来预测的不同。

疫苗、特效药、非药物干预措施的不同效果预测

尽管预测具有一定的不确定性,但模型的另一个作用,是可以用来估计不同状态下的疫情严重程度,从而为当下采取的措施提供参考。

近期,复旦大学公共卫生学院的研究团队根据其SLIRS模型,预测不同公共卫生措施下,新冠病毒将会带来的医疗负担,包括病例数、住院人数和重症患者人数。

这个模型的基本参数还是易感-潜伏-感染-感染结束-易感人群,但也加入了包括特定年龄的疫苗覆盖率、疫苗保护效果、非药物干预措施等参数。

研究发现,截至2022年3月,我国疫苗接种水平尚未形成较强的免疫屏障,如果未采取相应的防疫政策,奥密克戎将造成感染人数激增,导致医疗系统面临巨大压力。全国ICU需求数量的峰值将会是现有ICU数量的15.6倍,并且,将导致大约155万人死亡。



研究者也评估了三种疫情干预措施的效果。在模型中分别加入疫苗接种率、服用抗病毒特效药与不同等级的非药物公共卫生干预(例如停工停课)等参数。

研究发现,服用特效药,特别是奈玛特韦/利托那韦组合治疗(即 PALOVID)组合效果显著,总死亡人数下降幅度最大,达到88.9%。同时预估总住院人数和ICU入住人数也将分别下降81.2%和88.8%。

此外,提高老年人的疫苗接种率也能在一定程度上缓解医疗系统的压力。死亡人数的降幅也达到60.8%,而住院人数与ICU入住人数也将分别下降33.8%和54.1%。

而非药物公共卫生干预(NPI)的效果取决于其严格程度,若仅停工或停课,死亡人数下降幅度有限。仅有当严格的NPI措施使病毒的Rt值下降至2以下,才能减轻医疗系统的新冠负担,使得住院率下降40.1%、ICU入住数降低33.4%、死亡人数下降48.6%。


从数据中也可以发现,若仅采取单一的某一项干预措施,即使是效果最为显著的PALOVID,死亡人数也依旧将达到30万左右。

当上述三种疫情干预措施结合使用时,防疫效果最佳。当提高了加强针与老年人的疫苗接种率、同时特效药的有效性与服用率提高、采取严格的NPI措施使病毒Rt值降至2以下,那么每万人中的病床需求降至0.1,ICU需求与死亡人数也将低于0.1。

这一预测也为上海当前疫情防控提供了参考。

好了,最后来看看现实中的真实数据吧。

目前,上海疫情防控形势持续稳中向好,截至5月13日,已有包括奉贤、金山、崇明、青浦、松江、普陀、嘉定和徐汇在内的8个区实现社会面基本清零,其中普陀区与崇明区最为稳定,已分别连续14天和9天无闭环外新增病例。

13日上午的上海市新冠肺炎疫情防控新闻发布会上,上海市委常委、常务副市长吴清表示,我们目前提出的目标是,在本月中旬实现社会面清零,届时将实施有序放开、有限流动、有效管控、分类管理,我们将按照疫情防控常态化的要求,逐步由应急处置状态下的封控区、管控区、防范区,向常态化防控下的高中低风险地区分类管理转变。

虽然社会面疫情风险得到有效控制,但反弹风险依旧存在,在坚持动态清零政策的同时,不能掉以轻心,还需做好个人防护工作,提高高危人群的疫苗接种率。

【责任编辑:于璧嘉】

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