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哈佛统计学家:武汉为全球抗疫留下了这八点重要启迪

2022-06-27 09:23:21 作者:匿名 
  原标题:哈佛统计学家林希虹:武汉为全球抗疫留下了这八点重要启迪   编者按:从1月1日关闭华南海...

  原标题:哈佛统计学家林希虹:武汉为全球抗疫留下了这八点重要启迪

  编者按:从1月1日关闭华南海鲜市场,到1月23日封城,再到2月1日方舱医院建成,武汉的新冠疫情防控经历了怎么样的变化过程,这给全球共同抗疫留下了哪些重要经验?

  4月29日,哈佛大学生物统计系和统计系教授、美国国家医学院院士林希虹在科学公益组织未来论坛发起的第八期“《理解未来》科学讲座:病毒与人类健康-专题科普”上把武汉的经验做了系统的整理和归纳、分析,希望这些经验为全球共同抗疫提供帮助。

  这项研究由林希虹与华中科技大学同济公共卫生学院共同完成,4月10日论文发表后引发广泛关注,已经有九万多阅读量。

  从武汉疫情病毒再生数R值的变化趋势来看,社交距离干预(居家隔离)和方舱医院(集中隔离)起到了至关重要的作用,社交距离干预的结果也在意大利、德国的干预中得到重复验证。

  此外,武汉为医护人员提供足够的防护装备,并培训他们正确地使用。医护人员的防护装备在美国等一些国家仍十分欠缺。

  演讲全文由中科院生物物理所博士生李敏、郭丽洁整理。澎湃新闻经授权后二次整理、发布。

  林希虹:武汉为全球新冠肺炎的公共卫生防疫提供了什么启迪

  我是林希虹,我现在是在美国哈佛大学公共卫生学院生物统计系和哈佛大学的统计系做老师,在Broad研究所(哈佛和MIT合办的做基因研究的研究所)做Associate member。本次所展示的是华中科技大学同济公共卫生学院的老师和我一起合作分析的武汉数据的结果,希望把这个结果跟国内同仁共享,并且能够为全球新冠肺炎公共卫生防御提供一些经验和思考。

  我们的主要目的是什么?首先,想从分析武汉数据中能够知道武汉的经验和教训,尤其是控制COVID-19疫情的经验;还想知道什么东西是有效的,什么东西是没有用的;并且了解主要经验是什么,什么东西应该优先考虑。

  我们在2月底的时候和武汉华中科技大学的同济公共卫生学院老师一起合作开始分析武汉的数据。当时我们分析了26000人,分析完成以后,在3月6号把这篇文章放到MedRxiv上,这个文章在世界各地引起了非常大的反响,总共有11万人阅读文章摘要,从3月6号以后,PDF文章被下载4万多次。我把文章的主要结果放在推特上,也被非常广泛的传播。

  预印文的第一部分我们4月10日在JAMA上发表,当时我们更新了一下分析,原来那篇文章分析的时候是用了2月17日到18日之前的数据,JAMA这篇文章是用截至到3月8号的数据大约有3.2万人。可以看到这篇文章在JAMA 在线发表两周不到的时间,已经差不多有9万多的阅读量。就Altmetric attention Score来看,在1400万的文章里,这篇文章的排名在前0.01%,所以很多人都看了这篇文章,我们很高兴这篇文章能够对世界各地的研究工作者,对世界各地的决策者有一些帮助。

  武汉的经验对世界各地是非常值得借鉴的,4月17日,我在英国议会科技和技术委员会组织的一个举证会中介绍了我们武汉研究的分析结果,还有从中学到的一些经验。当时有8位议员参加了这个会议,还有其他的一些在欧洲的同仁们也参加了这个会议。

图一:武汉四阶段R值分析图一:武汉四阶段R值分析

  这大概是最重要的一张幻灯片。当时这个数据分析的时候是用2月18日之前的数据,我们将武汉数据从1月1日到2月18日分成了四个阶段。1月23日封城之前,我们分析了它的R值(R值是表示一个病人能够平均感染几个人,R值越高说明它的感染人数越多),估计出来是3.88人。

  1月23日到2月1日(2月1日方舱医院建立完成)这一段时间封城,大家居家隔离,这时候R值降了很多,降到1.25。这就说明“社交隔离防御”还是很有帮助的,但是此时R值还比1大,比1大为什么就不好了呢?因为这就说明一个病人至少会感染一个人。如果要完全控制感染的话,需要R值降的越低越好,降到0最好。

  方舱医院建立以后这个R值比1小很多,我们当时估计是0.3,而且被感染人数也非常快的降低。

图二:武汉四阶段R值图二:武汉四阶段R值

  做分析时候需要一些假设,我们模型建立的时候,用的潜伏期大概5.2天,感染期2.3天,我们假设了确诊病人和没有确诊病人在初期的时候是相等的,然后做了9个不同的敏感分析,然后结论是一样的。

图三:武汉封城前R值估计及预测感染人数图三:武汉封城前R值估计及预测感染人数

  这是用第一、第二阶段,第一、第二阶段是没有公共卫生干预的,这时候R值很高,一个人差不多可以传染4个人,所以新冠肺炎的传染性是非常高的疾病。这个蓝线是说如果没有公共卫生干预,有多少人被感染,可以看到感染人数是指数级上升的。

图四:封城以后方舱医院建立之前R值估计及预测感染人数图四:封城以后方舱医院建立之前R值估计及预测感染人数

  封城以后,方舱医院建立之前,估计出的R值在1.25,一个人差不多会感染一个人,所以说明“社交距离”确实帮助R值降低很多,但还不够。蓝线是如果“保持社交距离”的措施继续持续,感染人数预估曲线,不会像 1月23日前没有公共卫生干预时涨的那么快。

  做研究分析非常重要的一点就是这个结果是不是能够在其他的国家被重复。根据武汉的结果来看,用社交距离能够降低R值,但是降低以后R值在1左右徘徊。后来许多国家的结果都和这个差不多。

图五:意大利R值分析图五:意大利R值分析

  来源:https://epiforecasts.io/covid/posts/national/italy/

  意大利从3月16日封城,从上图可以看到封城以后R值在1左右徘徊了大概一个月,和武汉的结果是差不多的。武汉市当时“社交隔离防御”持续了一周半左右,武汉意识到仅仅社区隔离防御是不够的,然后采取了“集中隔离”,一会儿会讲到“集中隔离”是怎么做的。

 图六:德国R值分析 图六:德国R值分析

  来源: Robert Koch Institut, Epidemiologisches Bulletin, April 23, 2020

  德国的数据和意大利的数据结果差不多,他们封锁也是在3月23日左右,之后R值差不多在1左右徘徊,说明这种社交距离的干预措施非常有帮助,能够降低R值,但还是不能够把R值降到比1小很多。

  所以我们可以看到武汉抗疫启迪一:居家隔离。

  社交距离干预确实很有帮助,能够帮助把曲线变平,但是不够的。社交距离干预能够帮助阻断社区的传染,家庭和家庭之间的传染。但是新冠肺炎很大一部分传染是家庭内部的传染,根据国际卫生组织和中国的合作的报告,他们当时估计高于50%的传染都是家庭内部传染。家庭内部如果有一个家庭成员被感染会影响其他家庭成员,并且家庭成员被感染后还会影响到社区其他的成员。当时封城以后,感染的病人因为没有交通工具,所以他们当时看病是有一些困难。交通管制和社交距离干预措施能够帮助R值降很多,从快到4降到1左右,但还不够,R值降为0才能够说没有人被感染。

  家庭内部感染不仅在武汉被发现,在西方国家也是被发现。3月18日《纽约时报》的一篇文章报道了一个家庭内部有7位家族成员都被感染了,其中4位去世了。所以这说明除了要防止社区传染还要防止家庭内部之间的传染。

图七:武汉集中隔离后的R值估计值及预测感染人数图七:武汉集中隔离后的R值估计值及预测感染人数

  这就是讲到了集中隔离,2月1日方舱医院建立之后实行了集中隔离,这之后R值就降了很多。当时我们在预印本中,建立模型,预测了2月9日到2月18日的数据,就是图中蓝色的部分。可以看到,这个预测和实际观测数据很接近,说明这个预测模型还是挺好的,这个R值降很多,大概0.3左右。

  后来我们在JAMA这篇文章,我们用了32000人的数据(一直到3月8日的数据)。

图八:武汉每天新病人数据图八:武汉每天新病人数据

  上图是每天的新病人的数据,新病人的数据从2月1号后一直都在下降。

图九:武汉连续曲线R值估计图九:武汉连续曲线R值估计

  上图是用连续曲线来估计了R值。可以看到方舱医院建立以后,R值一直在往下降,到3月8日R值为0.1,已经快到0了。

  在控制传染病的时候,隔离是很重要的,隔离包括了两部分,一是隔离被感染的人,并且给他们提供医疗治疗,二是隔离有症状的人和密切接触者。如果要想控制传染病的传染,首先就要能够降低每天新感染人数。怎么降低新感染人数?就要发现传染源在哪里并控制传染源,传染源就是被感染的人。

  武汉集中隔离是怎么做的呢?就是把人分为四组,第一组是确诊病人。在武汉的数据我们分析的时候只是确诊的病人,确诊病人的定义是指核酸测试是阳性,并且有症状的人。这些确诊病人都被隔离在方舱医院,轻症的病人也转移到方舱医院。如果有任何一个轻症病人变成重症,就马上转移到正规的医院,在ICU里接受治疗。在方舱医院里面也有很多医生,因为这里主要是轻症病人,所以病人和医生的比例比较高的。第二组是有症状的疑似病人,他们不一定有核酸测试,因为1月份的时候测试的试剂盒是不够的。有症状的人需要先隔离起来,一般是在旅馆里隔离,旅馆里也有医护工作者,如果任何一个人检测核酸检测为阳性,就会转移到方舱医院。第三组人是发烧的病人,也是在旅馆里隔离,如果核酸检测为阳性,并且有症状也是转移到方舱医院。第四组人是和感染者有密切接触的人,他们也是在旅馆或者大学宿舍里隔离,如果核酸检测为阳性并且有症状也转移到方舱医院。

  方舱医院设在体育馆和展览馆里,人与人之间还是有接触的。为什么呢?因为大家都被感染了,所以不用太担心交叉感染。但其他人,包括那些有症状的人还有密切接触者,他们有的感染了,有的没有被感染,所以他们不能在一起,他们隔离在旅馆里每个人都有自己的房间,并且有自己的厕所,孩子们会和家长在一起,目的就是防止交叉感染。

  在这段时间除了这四组人,其他人怎么样了呢?其他人他们继续保持社交距离,居家隔离。并且武汉的交通管制还是持续的。为了帮助居家隔离的人如果有症状要去住院,武汉市提供了交通工具帮助他们去医院。为保障大家的生活需求,武汉提供了一些社区的帮助,帮助大家买菜,并且控制每周每个家庭成员能够出去买菜的次数。

  这样我们可以看到,武汉抗疫启迪二:集中隔离。

  武汉的公共卫生防御措施里面,除了保持社交距离外还有一个很重要的方面是集中隔离,加入集中隔离后很快的控制了疫情。社交距离把曲线变平,加上集中隔离把曲线弯了下来,让R值大大小于了1。刚才讲到社交距离能够帮助阻断社区的传染,就是家庭和家庭之间的传染。集中隔离的好处是帮助阻断家庭内部的感染。所以可以看到这两个措施是相辅相成的,能够防止被感染者感染其他人,同时因为轻症病人都住到方舱医院,这样他们能够比较早的得到治疗,因为方舱医院有医护人员,他们可以观查这些轻症患者,如果有谁转成重症,马上转移到ICU,上呼吸机,这样可以减少死亡。还能帮助减少医疗负担,比如ICU负担、PPE的负担(PPE就是医护人员穿的防护设备)。

  武汉抗疫启迪三:为医护人员提供足够的防护和后勤保障。

  除了为医护人员提供全套的防护设备,武汉做的一件很好的事帮助了医护人员,让他们住在武汉的旅馆,当时很多旅馆都空了,而医护人员如果回家的话,他有可能会感染家庭成员,所以武汉做了一件很好的事,让医护人员住在旅馆,这样可以防止家庭成员的感染。

  这是一个很好的经验,根据3月21日推特的消息,费城也把旅馆提供给医护人员,可以让他们休息,并且帮助他们的家庭成员。现在,美国的不少城市也都这样做了。

  我们分析的数据是武汉CDC的数据,只有确诊的病人。这些确诊病人的定义是,这些病人的核酸测试为阳性,并且有症状。我们当时估计了一下没有症状的人会有多少,我们估计在每一天新的病人里有60%的人是没有症状的,或者非常轻的症状,所以他们没有被隔离在方舱医院里。

  武汉抗疫启迪四:提高检测能力。

  根据武汉的数据估计,我们的模型估计大概至少60%的每天新感染的人是没有被诊断的无症状者,他们可能还会感染其他人。无症状者,现在也是武汉和全国各地的一个很重要的问题。当时检测的能力不够,如果能够提高检测率,让更多人检测,这样可以帮助早期诊断。由于检测能力不够所以需要决定优先性,来决定谁先检测、谁后检测。在检测能力不够的时候,怎么能决定优先性呢,当时是有症状的人优先测,在2月17日到19日,让社区工作者逐家逐户问是否有发烧、咳嗽的症状,有症状的人可以优先测,和感染者密切接触的人也可以优先测。

  Broad 研究所上一两个礼拜每天大概能测四千人左右,现在这个人数还会再往上涨。

  武汉抗疫启迪五:积极应对,采取多种措施。

  为了防御和控制新冠肺炎流行需要有6项措施。第一个措施是戴口罩;第二个措施是确诊者的轨迹追踪,找到感染者的密切接触者;第三个措施是广泛测试;第四个措施是保持社交距离,比如居家隔离;第五个措施是集中隔离;第六个措施,感染者需要尽早治疗。要控制疫情爆发需要以上六点。没有哪一个比另外一个重要,而是这六点都很重要。

  从武汉的这些数据里我们看一下流行病的分析。

图十:五阶段不同年龄感染率图十:五阶段不同年龄感染率

  这张图是感染率,感染率分成五个阶段,封城前和方舱医院建立之前,老人的感染率比年轻人高很多。方舱医院建立以后,还是老人感染率比较高,所以老人是高危人群。

图十一:五阶段男女和医护人员感染率图十一:五阶段男女和医护人员感染率

  这张图比较了感染率在男性、女性的比例,感染率是差不多的。医护工作者(紫色)在封城以前和方舱医院建立以前,他们的感染率比民众高很多。因为他们在封城以前还没有意识到是“人传人”的时候,而且开始的时候PPE(防护装备)也是不够的。这个分析是当时武汉本地的医护工作者。方舱医院建立以后,尤其是第五阶段,医护人员的感染率和民众的感染率是差不多的。有3万外地医护工作者支援武汉,他们都保护的很好,几乎没有被感染,所以PPE防护非常重要。

图十二:五阶段不同年龄段未成年人感染率图十二:五阶段不同年龄段未成年人感染率

  如果看孩子们的感染率要比成人感染率低非常多。但如果看红色的柱图,可以看到,随着时间推移,孩子们的感染率是上涨的。新生婴儿的感染率比其他孩子高很多。一个可能的原因是新生婴儿免疫力没有那么好,所以他们的感染率要高一些。

  武汉抗疫启迪六:保护高危人群。

  这些分析中说明有四个高危人群需要保护,一是医务工作者,他们没有PPE保护的情况下感染率比民众高很多。二是老年人群,他们的感染率比年轻人高很多。三是家庭成员和密切接触者的感染率也高很多。四是低收入家庭,在美国的话还有少数族类,像黑人和西班牙裔,他们的感染率比其他种族高一些,还有低收入人群感染率高一些,他们的居住条件差一点,居家隔离比较困难,比较容易被感染。

  武汉抗疫启迪七:保护医护人员,要给他们提供全套的PPE。

  当时我作了两个讲座,一个讲座是3月13日,在哈佛公共卫生学院,一个是3月20日在Broad 研究所。3月13日的讲座中,我介绍了武汉的数据分析结果,比如说医护人员的感染率比民众高很多。我当时展示了两张图,一个是ABC新闻上的一张图,医护人员正在把一个病人装到救护车上。那张图可以看到医护人员没有用全套保护的防护服,没有帽子,也没有护目镜。另一张图是中国医护人员的保护。所以当时我指出,美国医护人员的保护不够。当时我也没有想到,那个周末那三张图被特别广泛的传播,尤其是在医护人员当中。在之后的一周,医护人员的PPE的缺乏在美国引起了全国的重视。在3月16日(星期一),一些医护人员发起了给医护人员提供PPE的请愿书,这个请愿书在两天的时间内就有一百万的人签字。我当时也没想到我的三张图会引起这么多的关注,并且我收到了非常多的电子邮件,很多邮件都是医护人员发来的,很荣幸这三张图对医护人员有一些帮助。她们在网页上呼吁全国的人员帮助医护人员提供PPE,口罩,从头到尾的保护服,护目镜、面罩,帽子,还有要戴两层手套,还需要帮助培训他们把PPE穿好。当时支援武汉的医生受到了很多这方面的培训,这是很重要的。现在不仅是美国,在很多国家PPE还是非常缺乏,确实需要帮助。

  当时我讲了武汉的一些经验,就是把病人隔离在方舱医院,还有提供宿舍给有症状的人。在后面几周的时间,不少学校都把宿舍提供出来,比如Tufts大学,波士顿在4月8日在波士顿的会议中心也建立了方舱医院,纽约还有美国各地在3月下旬和4月初都建了很多的方舱医院。

图十三:五阶段不同程度病人比例统计图十三:五阶段不同程度病人比例统计

  上图是重症者的结果,在1月23日以前,严重的人数百分比会很高,但是在方舱医院建立以后,轻症的百分比就比重症的高很多。

  主要结果是重症者和年龄有关,年纪越大的人变成重症的可能性越大,死亡可能性也越大,所以一定尽量预防不要让病人变成重症。老年人和20岁到40岁的人比,变重症的可能大3到6倍,妇女比男性变重症的可能性要低,相对风险性(RR)是0.9。一个可能的原因是女性的吸烟者比男性少。医护工作人员和普通公众比,重症率没有太大区别。

  武汉抗疫启迪八:早诊断、早治疗,帮助这些早期轻症者不变成重症。

  变成重症以后,他们的症状就像ARDS,可能会导致患者的死亡,所以要早期预防,这样可以减低死亡率。老人和医护工作者,他们是高危人群,需要提前测试和早期诊断。

  大家都知道3月10日,所有的方舱医院关闭,所有的病人清零。所以武汉确实非常不容易。3月18日,在湖北已经没有确诊病例。在抗击疫情的这段时间里武汉的市民,还有本地的医护工作者,还有外地去武汉支援的医护工作者,他们作出了非常大的牺牲,非常多的努力,他们真的很不容易,确实是大家的英雄。

  武汉现阶段的重点是什么。武汉在4月8日已经有两周时间没有确诊病例,开始开放对外。现在有几点需要注意,一个是防止第二次爆发,很重要的一点是怎么发现无症状者,并且隔离这些无症状者,因为这些无症状者没有症状,所以更难发现,所以怎么能够做更广泛的核酸测试是我们要考虑的。现在有两种测试方法,一个是核酸测试,一个是抗体测试,这两个测的是不一样的。核酸测试是看一个人现在是不是被感染,抗体测试比如IgG、IgM测试,它是告诉一个人在过去是不是被感染过,但不告诉这个人是否现在被感染。如果一个人现在被感染去做抗体测试,测试结果可能是不准确的。如果一个人有抗体,并不是说这个人就一定免疫了,有抗体和免疫不一定相等。抗体和免疫的关系还要做研究。现在要做这种血清学流行病研究也是很重要的,这能帮助估计在人群里有多少人有抗体。

  因为每个国家的国情,文化和具体情况都不一样,所以武汉的措施不太可能直接复制。每个国家可以从武汉的经验中看有什么可以借鉴的,根据自己国家的实际情况来建立起一套适用于自己国家的方案。

  武汉的这些抗疫经验对各国来讲很有意义,让各国不是从零开始。如果说抗疫只有一个关键,这个关键点是什么?就是我们需要团结起来,每个人都是这个团队的成员,需要大家共同的努力、共同的工作,需要多方参与,来帮助控制这个疾病,包括政府、国际组织,比如WHO,还有学术界、工业界、社区、民众,确实需要大家一起努力,能够帮助世界各地控制COVID-19。

责任编辑:范斯腾

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