后台 :快速传播2019新科幻病毒病(COVID-19)已成为国际公共卫生紧急事件,估计最后感染数和转点(时速扩展率)对评估和改进目前采用的国家和国际控制措施至关重要。

方法论并使用自2020年2月3日中国初始公共卫生计量升级至2月10日每日更新的数据估计最终受感染数和转折点

结果:模型提供极适配现有数据并因此合理估计时序感染率,基本捕捉到疫情暴发的传播模式i)中国最终感染数可达78,000人,最快传播点为2月4日或5日和三)2月24日为疫情结束预测周期(即最终预测感染数达到95%)3月19日上95%置信限值

结语 :检测结果显示中国的控制措施极佳,足以抑制高传染新冠状病毒传播,可考虑应用此类措施实现全球控制

流行病学、感染率、肺炎、传播动态学、预测模型

后台 :快速传播2019新科幻病毒病(COVID-19)已成为国际公共卫生紧急事件,估计最后感染数和转点(时速扩展率)对评估和改进目前采用的国家和国际控制措施至关重要。

方法论并使用自2020年2月3日中国初始公共卫生计量升级至2月10日每日更新的数据估计最终受感染数和转折点

结果:模型提供极适配现有数据并因此合理估计时序感染率,基本捕捉到疫情暴发的传播模式i)中国最终感染数可达78,000人,最快传播点为2月4日或5日和三)2月24日为疫情结束预测周期(即最终预测感染数达到95%)3月19日上95%置信限值

结语 :检测结果显示中国的控制措施极佳,足以抑制高传染新冠状病毒传播,可考虑应用此类措施实现全球控制

流行病学、感染率、肺炎、传播动态学、预测模型

2019新科南病毒(COVID-19)自2019年12月以来在中国引起急性肺炎暴发[1]CoVID-19超高人对人传输能力,而早期突发阶段正与中国春节旅行潮并发时,该流行病迅速传播[2]首例确认案例报告于2019年12月8日在武汉市(Hubei省)后天中国大城北京上海以及邻近国家日本、泰国和南韩也确证案例自1月25日起,中国所有31省以及香港、澳门、台湾、美国、法国和澳大利亚报告COVID-19大流行案例很明显,该流行病在中国和国际上仍在持续发生。

同时,中国当局立即采取公共卫生措施控制疫情医疗队和用品遍及全国 淹入武汉湖北省所有大城封存病毒以控制病毒传播,并强制隔离所有接触病毒者中国努力限制病毒传播,禁止人流移动达到前所未有的水平世界卫生组织(WHO)还采取一系列措施巩固全球科学研究、检疫和监视努力,帮助防治这一流行病。目前,卫生组织正与伙伴机构合作,提高COVID-19全球诊断能力,改善监视和跟踪疾病传播,并动员全球力量协调病毒疫苗、治疗法和诊断技术研究

有效监控并控制该流行病,因此从建模角度预测并估计新传染病传播动态至关重要使用传统SIR流行病学模型[3-6]做了很多工作。模型结构不可靠和参数化这些问题在此例中尤为突出,因为病毒的病理学和传输路径仍然不明朗,使得快速准确预测变得不可能实现。人口生态模型定时受感染率不依赖详细疾病病理学,但可精确捕捉病毒传播动态模型允许我们以可靠精度估计并预测COVID-19传播动态,

我们先开发简单人口动态模型并分时参数等一等NT数受感染案例, 时间动态仿照普通微分方程dn/dt=r中位rt取决于时间的感染率模型应用时易感性人口大而突发有限和暂时性,使全人口的人口动态不变(即湖北省所有居民因感染而增加的死亡和复元率微乎其微)。使用简单模型,我们可以估计转角值 即受感染病例数以最快速度增速时 发生时2N/dt2=0.转点解决方程dt+t2=0.值得一提的是dt <0条件现有转转点在实践中,感染率可估计为rg+1/2=in(N+1)-in(N+1)中 t测量日数

自2020年1月10日至2月10日,我们从NHCC网站(www.nhc.gov.cn)编译湖北省武汉市和全中国每日诊断COVID-19感染数这使我们可以分析四级数据:武汉市、湖北省、中国其余部分和全华由于在1月26日和2月2日执行了两项大规模控制措施,我们安装了依赖时间的感染率rt指数函数分两段:1月27日至2月2日和2月3日至2月10日根据差分方程使用装配式感染率估计受感染病例累积数轨迹NTQQ=表达式t+++2++带τ= 0.05(day)。可计算受感染病例每日增量++++++++++++++++++转点可按条件识别dt+rt2=0.

自1月26日中国实施严格全局控制措施以来,出现了明显的传播模式微小下降可见,全中湖北省时间变换率指数下降,尽管武汉市速率仍在上升(图1红线)。这就意味着第一项全国性控制措施(1月25日至26日实施)未能控制疫情传播,扩散仍然失控。

2月3日至2月10日的数据显示,武汉市、湖北省及全中国的感染率均以大致相同的速率下降(每日下降0.16-0.18!蓝线斜坡图1)与中国其他地区的下降率相似,当时武汉和湖北案例不计在内(图1中蓝线斜坡图1)。值得指出的是湖北省以外地区感染率稳步下降这表明第二个全国性控制措施(2月2日实施)有效2月3日至2月10日安装模型可精确预测2月11日每日和累积感染数2月12日湖北省改变诊断方法,不可预见变化使报告案例数比模型预测大得多2月12日报告显示,临床诊断方法的改变不影响传输模式,每日感染率恢复到模型预测数(图1黑交叉数)。正因如此,我们估计2月13日后按装配模型扩展动态(2月3日至2月10日)。湖北省武汉市和全中感染数分别为48530、64640和77990(表1)。减法表示中国其余省总值13 350,湖北省与模型预测13 660高度一致(见表1)。

模型还显示传播动态沿循典型S形逻辑曲线表示有转折点 感染率达到峰值传输在接近转点时加速,转点后减速模型显示四叉二月五日转角自1月10日起达到最后预测感染数95%的暴发持续时间估计在武汉市持续46天,湖北和全中国持续43天,湖北排除37天(表1)估计二月底中国暴发

模型假设无限大小易感性人群受感染、恢复和控制的微小影响这使得模型不同于传统SIR或SEIR流行病学模型,感染病例增加是由于易感染人口大增,而感染病例下降则由于易感染人口耗竭此类典型流行病学模型显然不适合中国COVID-19扩散,其易感人口规模如此之大(例如单武汉市超过1 100万居民和湖北市近6 000万居民)。环境模型可能更适合模拟目前停靠日本横滨港检疫的3 400名乘员和乘务员中COVID-19扩散

简单模型捕捉到受感染率的动态性质,可根据更新数据灵活调整这使我们能精确预测短期传播动态,这对实战监测疫情至关重要。按照时间依赖率计算,我们还可以评估所实施控制措施的有效性,并提供模型支持以调整任何公共卫生措施显示COVID-19分三大阶段扩展:(1)初级阶段没有清晰动态模式,主要原因是缺乏认识诊断能力自1月27日至2月2日,自2月2日以来,又执行了一项协调的全国控制措施,其明显效果是控制病毒传播、减速并最终减少该流行病从2月2日后应用的这些全局性控制措施中吸取的经验教训应通报帮助控制COVID-19在全世界传播

本研究使用的数据可见中国卫生委网站

不适用

不适用

作者声明他们没有竞技兴趣

FZ和CH构思思想MC编译数据FZ和JZ分析并起草手稿所有文件都为最终版本的进一步编辑出稿

FZ得到Anhui自然科学基金会(2008085MC62)和AHU支持S020118002/101)!CH得到南非国家研究基金会支持(89967赠款)。