冠状病毒:一位经济学家对流行病学曲线的看法

Members of a cleaning crew high-five before entering the Life Care Center of Kirkland, the Seattle-area nursing home at the epicenter of one of the biggest coronavirus outbreaks in the United States, in Kirkland, Washington, U.S. March 12, 2020 Coronavirus china virus health healthcare who world health organization disease deaths pandemic epidemic worries concerns Health virus contagious contagion viruses diseases disease lab laboratory doctor health dr nurse medical medicine drugs vaccines vaccinations inoculations technology testing test medicinal biotechnology biotech biology chemistry physics microscope research influenza flu cold common cold bug risk symptomes respiratory china iran italy europe asia america south america north washing hands wash hands coughs sneezes spread spreading precaution precautions health warning covid 19 cov SARS 2019ncov wuhan sarscow wuhanpneumonia pneumonia outbreak patients unhealthy fatality mortality elderly old elder age serious death deathly deadly
Richard Baldwin warns of grave errors, if analysts believe that COVID-19 will follow an exponential curve.Image: REUTERS/David Ryder
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  • 一位经济学家分享了他对流行病学曲线的看法,并解释了为什么它并非指数增长。

  • 世界各地的政府一直将压低峰值作为主要目标,以减轻医疗系统的压力;但感染人数很可能会迅速上升、达到峰值,然后回落。

你看过布拉德·皮特主演的丧尸电影《僵尸世界大战》吗?一个丧尸变成两个,两个又变成四个,接下来——事情很快就失控了。转眼之间,一家挤满人类的超市就变成了成群嗜血丧尸肆虐的场所,堪称好莱坞最精彩的化妆造型。

  • 这并不是一个指数增长过程。

为什么?丧尸既不会死,也不会康复,但它们最终会难以找到新的受害者。更重要的是,幸存的非丧尸开始采取极端的遏制措施,降低感染率——同时也带来十足的戏剧性。COVID-19并非丧尸病毒——这当然不意外——但这个比喻或许有助于我们思考这种病毒的流行病学特征。

对于COVID-19,大多数患者会康复(已有超过70,000人从疾病中康复),有些人则不幸去世,而未感染者也开始采取措施降低感染率。

  • 这就是新增病例数并非指数增长的原因。病例数迅速上升,达到峰值,然后下降。这条曲线称为流行病学曲线(简称“流行曲线”)。

流行病学家对这条曲线并不陌生。它不是理论或猜测。每个流感季节都会出现这种情况(图1a、1b)。美国疾病控制与预防中心(CDC)甚至为各阶段命名,如图1b下方的图表所示:调查、识别、启动、加速、减速等。

图1a 加拿大典型的季节性流感流行曲线,以及CDC流行曲线的“区间”。Image: Dena等(2010)
图1b 加拿大典型的季节性流感流行曲线,以及CDC流行曲线的“区间”。Image: Dena等(2010)。

中国的COVID-19流行曲线

图2展示了中国在2019年12月31日至2020年3月11日期间应对COVID-19的曲线。它说明,如果把曲线看作线性增长,人们很容易在一开始低估疾病的传播;但如果把它看作指数增长,又会高估传播情况。左上图展示了早期阶段,当时问题看起来并不严重。左下图展示指数增长阶段,右上图显示曲线已越过峰值,右下图则呈现截至2020年3月11日的完整时间线。曲线中的尖峰是数据收集标准临时变更所致。

图2 中国COVID-19流行病学曲线,2019年12月31日至2020年3月11日。Image: 作者根据欧洲疾病预防控制中心数据整理

显然,如果分析人士不了解典型流行病学曲线的形态,就会在2020年1月中旬严重低估疫情,随后又在2月初严重高估疫情。

尚未发生、因而图中没有显示的是:病毒在消退后往往会卷土重来。换言之,流行曲线会开始呈现正弦波形。图3展示了流行病学家近期模拟的结果,预测了COVID-19在2020年剩余时间内可能的演变。

图3 COVID-19在2020年新增病例变化的模拟Image: Anderson等(2020)

众所周知,中国政府了解流行曲线,也认识到局势的严重性。他们迅速采取极端措施来降低传播率——至少当时许多人觉得这些措施很极端。

韩国也已进入图4所示的减速阶段。右侧纵轴绘出了截至2020年3月11日美国的流行曲线以供比较;请注意两条曲线的刻度不同。

图4 截至2020年3月11日的韩国与美国流行曲线。Image: 作者根据欧洲疾病预防控制中心数据整理

压平曲线:了解公共卫生教科书中的遏制政策

中国政府为何决定封锁数千万人?鉴于21世纪没有对抗这种病毒的有效工具,关键在于“压平曲线”。图5解释了原因。

图5 压平流行曲线可避免医院超负荷,挽救生命Image: 作者整理。

红色流行曲线展示了类似COVID-19的疫情可能呈现的情形。对于COVID-19病例,约有5%或10%的患者需要住院治疗。如果流行曲线上升过快,需要重症监护病房(ICU)床位的患者人数可能会超过当地医院的接诊能力。

道理很简单。在病例快速增长阶段,需要住院的人数可能会猛增——速度之快足以压垮一国的医疗系统。意大利目前正在发生这种情况。

本周,意大利主要报纸《晚邮报》报道称:“出现了战时分诊的场景,老年患者不得不被弃置一旁。”

一位接受《晚邮报》采访的医生表示,“先来先服务”的原则已被放弃。另一位医生说:“决定是在一间用于应对大规模突发事件的急诊室里作出的,那里只接收COVID-19患者。如果患者年龄在80至95岁之间,且出现严重呼吸衰竭,他很可能挺不过去。”

这就是为什么意大利现在采取了许多人可能觉得极端的措施。与另一种噩梦般的情况相比,这些措施并不极端:医院不堪重负,无法提供患者战胜疾病所需的治疗。

图4中的蓝色曲线展示了出于公共卫生原因实施遏制传播政策时的流行曲线。常见措施包括关闭办公室、工厂、学校和政府机关,并取消大型公共活动。在意大利和中国,这些措施可能会更加严厉,例如实施大范围封锁、关闭商店和禁止交通;两国已经或正在采取这些措施。

然而,压平曲线的政策会立即产生经济后果。这是我下一篇专栏文章的主题。

参考文献

Schanzer、D L、J M Langley、T Dummer、C Viboud和T W S Tam(2010),《原始论文:加拿大季节性流感综合流行曲线及国际比较》,《流感与其他呼吸道病毒》 4(5): 295–306。

Anderson、R M、H Heesterbeek、D Klinkenberg和T D Hollingsworth(2020),《各国采取的缓解措施将如何影响COVID-19疫情的发展进程?》,《柳叶刀》(在线优先发表,3月9日)。

尾注

1 据约翰斯·霍普金斯大学仪表板此处。

2 参见https://www.vox.com/2020/2/13/21136307/coronavirus-china-virus-hubei-cases

3 马里奥·里乔医生是一位麻醉科医生,在克雷莫纳的一家医院工作。

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