K值会成为新的R值吗?您需要了解什么

Medical staff are seen looking after a patient inside the provisional military hospital of the Campo Militar No. 1, which takes care of patients with symptoms of the coronavirus disease (COVID-19) in Mexico City, Mexico June 9, 2020. Picture taken June 9, 2020.REUTERS/Carlos Jasso
Doctors are discussing a new way to monitor the spread of COVID-19.Image: REUTERS/Carlos Jasso
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  • 医生设计了一种新模型,以帮助他们监测冠状病毒的传播。

  • 此前,R值用于平均衡量一名COVID-19感染者平均会感染多少人。

  • 现在,K值会考虑超级传播者等异常情况,这类人在全球范围内已变得更为常见。

就在几个月前,除流行病学家及其同行外,几乎没有人听说过R值。如今,由于冠状病毒的出现,人人都已听说,大多数人都能说出它是传染数,即一个用于判断感染人数是在增加还是在减少的指标。

各国政府以及新闻主播和他们的嘉宾在讨论疫情时,经常提及R值。然而,公众刚刚理解一个数学符号,另一个又冒了出来。这一次是字母K。那么,关于K值我们需要了解什么?它为何突然成为人们关注的焦点?

R值表示一名感染者平均会继续感染的人数。如果R值大于1,患病人数就会增加。包括封锁、自我隔离和佩戴口罩在内的控制策略,其目标是将R值降至1以下,从而减少患病人数。

在冠状病毒疫情爆发初期,英国的R值约为3。如果每名感染者恰好感染3人,疫情的传播情况将如下图所示。

R=3时的传播情况。Image: Adam Kleczkowski

平均值还不够

每日新闻发布会中提及的R值,代表的是整个国家或地区(涉及数百万人)的平均水平。但这一单一数值掩盖了个体之间的诸多差异,以及这些差异对病毒传播的影响。

科学家在构建传染病模型时,并不假定每名感染者及其每次接触都遵循相同的模式(如R值所假定的那样),而是允许每名感染者所导致的新增病例数随机变化。

有些人可能病毒载量较高,或者只是咳嗽更频繁,因而更有效地传播病毒。

许多人虽然患病且传染性很强,却没有任何症状。他们可能接触很多人,却没有意识到自己会对他人构成危险。历史上一个典型的例子是臭名昭著的玛丽·马隆(“伤寒玛丽”),她是20世纪初纽约市的一名厨师。尽管她携带伤寒杆菌,但没有出现任何症状,据信在七年间感染了50多人。

住院中的玛丽·马隆。Image: 维基共享资源

超级传播者

人们与他人互动的方式也各不相同。对一些人来说,接触范围可能仅限于直系亲属,或工作中的一小群同事或朋友。这样一来,疾病只会有机会传播给少数人。但如果一名感染者去了合唱排练、足球比赛,或者走访多家酒吧或夜店,可能感染该疾病的人数就会变得很多。科学家将由一名或少数感染者引发的此类大规模且快速的暴发称为超级传播事件,而引发这些事件的人则被称为超级传播者。在许多情况下,80%的新增疾病病例仅由20%的此类超级传播个体所导致。

离散参数K

不同病原体的传播方式各不相同,统计学家使用所谓的离散参数K来描述感染的变异程度。对某些疾病而言,变异程度不会很大,如下图所示。

K值远大于1时COVID-19的传播情况。Image: Adam Kleczkowski

简而言之,较低的K值表明,少数感染者导致了大量的疾病传播。对于1918年流感,K值据认为约为1,可能有40%的感染者不会将病毒传染给任何其他人。而对于SARS、MERS和COVID-19等K值低至0.1的疾病,这一比例则上升至70%。相比之下,大规模暴发仅由少数超级传播者引发,如下图所示。

二代病例分布离散度高且K值约等于或低于1时的疫情传播情况。Image: Adam Kleczkowski

为什么K值如此重要?

科学家之所以研究变异性的作用在控制冠状病毒传播中的作用。首先,超级传播事件在疫情后期至关重要,此时病毒几乎已被消灭。较小的K值意味着一名感染者可能在极短时间内引发大量新增病例。如果出现这种情况,即使疫情已在当地被消灭,也可能迅速反弹。

在韩国首尔夜店、美国肉类加工厂和波兰煤矿的暴发表明,超级传播事件可能造成多么严重的破坏。因此,各国政府需要审慎识别风险,这些风险与产业及娱乐业的复工相关。识别和追踪潜在超级传播者的方法,是预防未来暴发的根本。

但也存在一线希望。如果K值的确低至0.1,70%的感染者无法将病毒传染给他人。因此,大多数从国外或境外地区输入的病例可能会在不引发新暴发的情况下康复。因此,相比平均传染数R所表明的情况,根除该疾病并维持无病状态可能更为容易。

虽然每日新闻发布会不会用K值取代R值,但要理解COVID-19如何传播,两者都是必需的。

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