新研究探讨COVID-19病毒是否可能呈现季节性特征:冬季更为流行,夏季则相对减少。
其他四种常见于人类中传播的冠状病毒正是以这种方式表现的。
研究表明,紫外线辐射增强是影响该病毒R值的因素之一,但其他因素也发挥了作用。
从表面来看,SARS-CoV-2(即引发COVID-19的病毒)呈现季节性特征、冬季更为流行、夏季相对减少,这一假设似乎颇为合理。其他四种常见于人类中传播的冠状病毒正是以这种方式表现的。我们还观察到,英国及其他国家的COVID-19病例、住院人数和死亡人数在冬季激增,这暗示了季节性影响的存在。
病毒传播与季节之间存在一定关联是可以预料的。许多人类行为具有季节性。夏季,人们在户外活动的时间更多,而户外的感染风险要低得多,并且人们更可能过上更积极的生活方式,这有助于提高身体的抵抗能力,从而抵御感染。此外,人们也可能受益于更多的日照,因为日照能提高维生素D水平,从而增强免疫系统。
也有证据表明,阳光中的紫外线(UV)辐射能缩短病毒在物体表面存活的时间。湿度和温度也可能影响病毒传播。这些因素综合作用,很可能会对病毒的传播产生影响。
但这种影响究竟有多大?随着气温逐渐回暖,这对控制COVID-19有何影响,又对冬季可能再次出现的疫情反弹意味着什么?由于现有研究对季节是否以及如何影响SARS-CoV-2未能得出确切结论,我与同事们着手探究,希望能就这些问题找到更为确凿的答案。
评估气候的影响
流行病学家使用一个称为再生数(即R值)的指标来描述疫情的增长情况,R值越高,传播速度越快。在疫情初期,其增长不受人群既往暴露及免疫力形成的影响,因此会呈指数级扩散。此时,用于描述这种传播的R值被称为R₀。
利用全球各地疫情暴发的数据,我们的新研究测定了359个大城市的COVID-19基本再生数R₀。纳入本研究的每个城市人口均超过50万,且在2020年经历了显著的COVID-19疫情暴发。
我们重点关注大城市(而非国家或人口较少的地区),因为这些城市的疫情暴发规模足够大,地理分布也足够多样,便于进行有意义的比较。通过将各城市的疫情数据与其人口结构、气候条件及感染控制措施的相关信息进行比较,我们得以判断这些因素中是否有任何一项能够解释病毒的传播速度。
我们发现,紫外线辐射增强与病毒传播速度降低相关。平均而言,每日紫外线辐射每增加10千焦每平方米(kJ/m²),R₀便下降0.05(本研究数据集中的城市每日接收的紫外线辐射范围为30kJ/m²至约130kJ/m²)。
由于夏季紫外线辐射水平较高,我们的研究结果表明,传播确实存在一定的季节性影响。然而,需要指出的是,这种相关性不一定意味着紫外线辐射是导致传播减少的原因,因为紫外线辐射可能与其他致因因素相关联。
例如,一座城市的紫外线辐射越强,其气温往往也越高。在全球范围内,我们未发现R₀与气温或湿度之间存在单独的、具有统计学显著性的关联,但我们无法排除此类关系的存在。
病毒传播与气温或湿度之间的关联,可能被许多其他影响R₀的因素所掩盖,紫外线辐射与气温之间的强相关性也可能起到了掩盖作用。事实上,其他研究中确实存在一些关于病毒传播与气温之间关联的薄弱证据。
那么,这意味着什么?
尽管我们观察到的紫外线辐射效应具有统计学显著性,但与其他因素相比,其影响相对较小。城市的人口特征(如城市规模和空气污染程度,后者可作为工业化程度和人口拥挤程度的潜在衡量指标),以及公共卫生措施,共同解释了我们在R₀数值中观察到的更多变化。
政府干预措施所解释的R₀变化约为紫外线辐射所解释变化的四倍。重要的是,这一因素是我们可以掌控的。在近期内,疫情可能出现的进一步反弹将主要取决于政府制定的管控措施,而非天气。此外,目前正在推广的COVID-19疫苗也将产生影响。
论坛如何应对全球COVID-19疫情?
从长远来看,COVID-19是否会像流感和其他冠状病毒一样,成为一种具有季节性的地方性感染疾病,仍是未知数。我们的研究已发现存在小规模季节性驱动因素的证据,这些因素可能在COVID-19逐渐稳定为地方性传染病时引发此类变化。
然而,对于世界这样复杂的系统,预测其行为十分困难。随着疫情逐步脱离初始暴发阶段,COVID-19传播的长期走势很可能取决于诸多其他因素。这些因素可能包括感染者获得免疫力的水平和持续时间,现有及未来疫苗的有效性和保护期限,以及病毒新变种的演变。


