《科学》最新研究聚焦疫情之初：武汉封城前超八成新冠未确诊
新的冠状肺炎爆发之初到底发生了什么？
最新研究发现，在1月23日武汉关闭之前，中国报告的确诊病例数仅占感染病例总数的14%，这意味着未记录的感染者比例高达86%。
上述结论来自于当地时间3月16日由*国际学术期刊《科学》在线发表的一项研究。来自中国、英国和美国的7名研究人员共同发表了论文《重大无记录感染设施——新型冠状病毒的快速分离》(非典-Cov2)，他们通过计算机模型发现，未记录的新型冠状病毒感染是新型冠状病毒快速传播的主要原因，也是早期难以预防和控制的流行病的核心。
这七位作者来自英国伦敦帝国学院的MRC全球传染病分析中心；美国哥伦比亚大学梅尔曼公共卫生学院；美国加州大学戴维斯分校土壤、空气和水资源系；香港大学城市规划与设计系；清华大学地球系统科学系教育部地球系统建模重点实验室。来文作者是佩森，哥伦比亚大学梅尔曼公共卫生学院环境健康科学助理研究员(也是合著者)和杰弗里·萨曼教授。
总的来说，这项研究的结果表明，在1月23日之前，当旅行限制和其他身高控制措施在中国实施，大多数COVID-19感染者没有记录，大多数感染是通过这个群体传播的。这一群体的人均传染性占确诊患者的55%。
根据这项研究，未记录的感染者比例如此之高，以至于他们中的大多数可能有轻微的症状，这似乎导致了新冠状病毒在中国的快速传播。通信作者之一萨曼说，“我们发现这些未确诊的感染数量众多且具有传染性，这些无形的传播将继续对遏制疫情的努力构成重大挑战。”
研究小组写道，尽管本研究中给出的数据和调查结果显示，旅行限制和控制措施已大大减少了新冠状病毒的传播，但尚不清楚这些控制措施是否足以减少基本感染人数，从而在某一地区消灭该疾病。此外，尚不清楚一旦控制措施放松，疫情是否会反弹。
然而，他们也强调，必须在中国以外的国家实施类似的控制措施和旅行限制，以防止病毒的再次进入和传播。萨满说:我不认为这种病毒能在中国被消灭，因为以后会有输入病例。或许这项禁令将为科学家们赢得研发疫苗的时间，但疫苗研发至少需要几个月的时间。
他认为“新的皇冠流行病可能没有1918年的大流行那么糟糕，但它可能是自1918年以来最糟糕的。”
感染分为两类:已确认的感染者和未记录的感染者
新的皇冠疫情于2019年12月在中国武汉开始，并迅速蔓延至中国所有地区。截至2020年3月1日，该病毒已蔓延至58个国家。目前，全世界都在努力控制疫情。然而，考虑到病原体传播能力和毒性的不确定性，这些努力的效果仍然未知。
该文件提到，这部分已被感染但未被记录的患者是影响呼吸道病毒大流行可能性的一个重要流行病学特征。这些未记录的感染者通常表现出轻微、有限甚至无症状的症状，因此尚未被发现。此外，根据这一群体的传染力和数量，它可能使大部分人口暴露于病毒。
在这项研究中，为了评估新冠状病毒的全部流行潜力，研究小组使用了一个模型推断框架来估计在进出武汉的交通关闭之前和之后的几周内中国没有记录的人的传染力和比例。
研究小组建立了一个数学模型来模拟中国375个城市的感染时空动态。在这个模型中，他们将感染分为两类:第一类是已确诊的感染个体，其症状严重到足以确诊，即可以观察到的感染；第二，未记录的感染者。
这两种类型的感染有独立的传播率:β，由确诊感染引起的传播率；μ β，未记录感染者的传播率。
新皇冠病毒在城市之间的空间传播是通过每天从j市到I市的人数和一个倍增因子获得的。具体来说，中国375个城市春节期间(简称“春节”)的日客流量来自腾讯地理位置服务在2018年春节期间(2018年2月1日至3月12日)收集的人群移动数据。春节持续40天，即春节前15天和春节后25天。在此期间，中国的旅游率非常高。
为了估计2020年春节期间(从1月10日开始)的人类活动，研究团队校对了腾讯2018年的数据和春节的相应时间。例如，他们使用2018年2月1日的移动数据来表示2020年1月10日的人类活动，因为这两个时间点与农历新年的时间点相同。
在2018年春节期间，腾讯共收集了17.3亿人次。然而，根据中国交通运输部的统计，在2018年春运的40天里，全国共运送了29.7亿名乘客。为了弥补缺失的报告并协调这两个数字，研究小组引入了大于1的旅游倍增系数θ。
为了推断新冠状病毒在疫情早期的传播动态，研究小组使用迭代滤波器集成调整卡尔曼滤波器(IF-EAKF)框架模拟了2020年1月10日至1月23日(即武汉关闭前)的观察结果。
通过模型和推理系统的结合，研究团队估计了375个城市中4个模型状态变量(易感性、暴露、记录感染、感染但未记录)的轨迹，并推导出6个模型参数(Z、D、μ、β、α、θ:平均潜伏期、平均感染持续时间、未记录感染的传播减少因子、确诊患者的传播率、确诊感染的比例和旅行的多因素)。
未记录的新病例比例非常高:86%
研究小组将模型推理框架应用于1月23日武汉关闭前观察到的疫情，即全国有801名确诊患者。最佳拟合模型的参数估计产生报告案例的模拟，并且这些随机模拟的分布很好地反映了观察范围。此外，最佳拟合模型捕捉到了新冠状病毒向中国其他城市的传播。
研究小组估计中值有效传播数(Re)为2.38 (95%置信区间:2.042.77)，相当于流行病开始时的基本传播数(R0)，这表明COVID-19具有高的连续传播能力。这一发现与最近几项研究中的估计一致。此外，潜伏期和感染期的估计中位数分别约为3.69天和3.48天。
该研究还发现，在1月10日至1月23日期间，中国报告的确诊病例总数仅占14%(95%的置信区间:10-18%)。这一估计显示了很高比例的未记录感染:86%。
该报提到，从武汉撤离的外国人的感染率独立证实了这一发现。这些未记录的感染者的传染性预计是确诊患者的一半(μ= 0.55；95%置信区间:0.46-0.62)。
随后，研究小组估计，在1月10日至1月23日期间，武汉有13，118例新的COVID-19病例(95%可信区间:2974-23435)，包括所有已确认和未记录的感染。
此外，86.2%(95%置信区间:81.5%-89.8%)的所有感染是由未记录的感染者的病毒传播引起的。从1月10日至1月23日，全国感染总数为16，829例(95%置信区间:3，797-30，271)。同样，86.2%(95%置信区间:81.6%-89.8%)的病例是由未记录的感染传播引起的。
为了进一步研究传染性和未记录的COVID-19感染对总传播和报告病例总数的影响，研究小组使用最佳拟合参数估计(但μ=0，即未记录的感染不再具有传染性)来生成一组假设的流行病情况。
研究发现，如果没有未记录的感染者传播，中国1月10日至1月23日期间报告的病例数可减少78.8%，而武汉的病例数减少66.1%。此外，在此期间有10例以上确诊病例的城市较少，只有一个城市在1月23日有10例以上确诊病例。这一发现表明，传染性和未记录的感染者促成了新冠状病毒在中国的传播。
武汉关闭后，确诊感染者的比例增加到60%以上
该研究还模拟了1月23日之后COVID-19在中国的传播。与前一时期相比，当时采取了更有力的控制措施。这些控制措施包括主要城市和武汉之间的旅行限制，*提倡的自我隔离和接触预防措施，以及更有效的快速检测感染确认。
文件中提到，上述措施以及对病毒和个人防护行为(如戴口罩、增加社交距离和生病期间的自我隔离)的认识提高，导致人们的医疗行为发生变化，这可能改变了1月23日之后该流行病的流行病学特征。
为了量化这些差异，研究小组在1月24日至2月8日期间使用模型推理框架和日常城市案例重新估算了系统参数。1月23日之后，由于城市之间的移动性限制，他们测试了两种不同的出行场景:场景1，根据百度移动性指数的变化，来往武汉的出行减少了98%，所有其他城市之间的出行减少了80%；场景2，完全停止城际旅行。
鉴于管制措施不断调整，研究估计两个期间为一月二十四日至二月三日(第一阶段)及一月二十四日至二月八日(第二阶段)。在这两个时间段内，基于场景1前提的最佳拟合模型显示，报告延迟时间缩短，即6天，而报告延迟时间是1月23日之前的10天。这一结果也与后期病例的快速诊断相一致。
潜伏期和感染期的估计值与1月10日至1月23日的估计值相似，但α、β和re均有变化。确诊病例的传播率β在第一阶段降至0.52(95%置信区间:0.39-0.71)，在第二阶段降至0.35(95%置信区间:0.27-0.50)，不到旅行限制前估计值的一半。
确诊感染者的比例α估计为0.65(95%置信区间:0.60-0.69)，即1.65%的感染病例在第一阶段确诊，高于旅行限制前的14%；在第二阶段，这一比例几乎保持不变。
同时，阶段1的有效感染数为1.36(95%置信区间:1.14-1.63)，阶段2的有效感染数为0.99(95%置信区间:0.76-1.33)，均低于旅行限制前的2.38。
未记录感染者的估计相对传播率μ明显低于1月23日前。研究小组认为，这可能反映出在此期间，只有症状非常轻微、传染性较低的病例尚未得到确认，或者个人防护行为和预防措施已被证明有效。
在场景2下也获得了类似的参数估计(完全没有跳闸)。
研究小组提到，第一阶段和第二阶段的推断结果应该仔细解释，因为这两个阶段的医疗行为和控制措施是不断变化的。这些变化使得预测疫情的发展变得相对困难。
当心新皇冠，它是第五种可能在人类中流行的冠状病毒
结果还表明，为了全面控制新的皇冠疫情，有必要从根本上加强对目前未记录感染者的识别和隔离。
文章还提到了中国防疫形势的积极变化。新闻报道的增加和公众对这种病毒的认识可能是导致有呼吸道症状的病人寻求医疗护理的比例增加的原因。此外，保健提供者和公共卫生官员的认识以及病毒识别分析的可用性表明，识别未被发现者的能力有所提高。与此同时，公众和*的应对措施增加了口罩的使用，限制旅行，推迟开学和隔离疑似病人。
所有这些可能会进一步减缓新冠状病毒的传播。
研究小组认为，这些措施的结合有望提高报告率，降低无证感染的比例，并减少疫情的增长和蔓延。
事实上，对1月23日以后中国疫情流行病学特征的估计表明，*的控制努力和公众的理解降低了新冠状病毒的传播率(即降低β、μ β、re)，大大提高了报告率，减轻了医疗系统超负荷的负担。
研究小组得出结论，2020年1月10日至1月23日的结果描述了新冠状病毒在中国的传播特征，当时疫情尚未得到显著限制或控制。这些发现为未记录感染的比例及其在这种环境中的相对传染性提供了基本评估。
这项研究的主要发现是，86%的感染者没有记录，这些没有记录的感染者的人均感染率为55%的确诊患者。当然，在控制、监测和报告做法不同的国家，这种情况可能会改变。
研究小组说，我们的发现强调了新冠状病毒的严重性及其大流行的可能性。2009年H1N1大流行性流感病毒也引起了许多小病例，并在世界范围内迅速传播，最终成为地方病。所谓地方病，是指在特定地区相对稳定，并经常发生很长时间的疾病。
目前，四种流行性冠状病毒株已在人群中流行，即229E、HKU1、NL63、OC43。研究小组警告说，如果这种新型冠状病毒遵循2009年H1N1大流行的模式，它也将在全球范围内传播，成为第五种可能在人类中流行的冠状病毒。