钟南山团队:疫情4月底趋于平缓
钟南山院士的团队在《胸部疾病杂志》上发表了一篇论文,使用机器学习预测了新皇冠流行病在重点省份和全国的发展。该研究认为,疫情在2月底达到高峰,到4月底将趋于平缓...
来源:皮克斯拜
钟南山院士的团队在《胸部疾病杂志》上发表了一篇论文,使用机器学习预测了新皇冠流行病在重点省份和全国的发展。这项研究的结论是:
该流行病在2月底达到高峰,到4月底将趋于平稳。
如果城市关闭等干预措施推迟5天,*的感染规模将达到目前水平的3倍。
如果提前五天采取措施,感染规模将是目前水平的三分之一。
如果对湖北省的限制逐步取消,第二次高峰将在3月中旬出现。
近日,国家卫生安全委员会高级专家组组长、中国工程院院士钟南山带领团队在《胸科疾病杂志》上发表了一项研究,利用机器学习方法预测2019年冠状病毒病(COVID-19)的流行曲线,认为疫情在2月底达到高峰,4月底将趋于平缓。该研究小组还预测,如果像城市关闭这样的干预措施推迟五天,*的感染规模将增加两倍。此外,解除对湖北省的*将导致3月中旬的第二次高峰,疫情将持续到4月底,因此该小组建议继续采取有效的预防和控制措施。
《胸部疾病杂志》是一份国际同行评审的开放存取杂志。由广州呼吸疾病研究所(GIRH)呼吸疾病国家重点实验室、广州医学院第一附属医院和转化医学学会(STM)资助。现任编辑是钟南山院士。
模型设计和研究方法
本研究主要采用SEIR模型。该模型的全称是易感-暴露-感染-去除,即把种群划分为这四种可能的状态,并通过计算种群在这四种状态之间如何切换来判断流行规律。
为了控制疫情的蔓延,中国自1月23日以来采取了前所未有的干预措施,包括关闭城市、延长春节假期、严格限制出行和人群聚集、关闭公共场所和进行体温检测。该研究假设1月23日之前每天联系的人数为15人,1月23日之后下降到3人,3月1日之后上升到10人(假设重返工作岗位后仍采取某些控制措施)。参考其他文献,研究小组在模型中设定新冠状肺炎潜伏期为7天,死亡率为3%。
在这些前提下,研究小组预测了疫情在湖北、广东和浙江省乃至全国的发展。此外,该研究还使用了2003年爆发的严重急性呼吸综合征(非典)的数据来训练长期和短期记忆模型(LSTM),以预测该国的流行趋势。
各省疫情预测
研究小组预测,如果目前的干预措施继续下去,湖北省的疫情将在2月20日达到高峰,届时预计确诊病例数为42,792例。疫情在4月底基本结束,共有59,578例确诊病例。(根据卫生与健康委员会的报告,湖北省2月20日的实际确诊病例数为48,730例。)
该报还指出:“如果不及时采取干预措施(即延迟5天),感染人数将在2月25日(湖北省)达到115,061人的高峰,感染总数将达到167,598人。如果提前五天采取干预措施,感染人数将在2月15日达到高峰,感染总数不会超过25,000人。”
受人口流动规律的影响,广东和浙江的累计感染人数长期徘徊在全国第二和第三位之间。研究小组根据铁路、航空和道路交通数据计算出每个省的每日投入和产出的迁移指数。
1月1日至2月7日的迁移系数。图中,红色代表湖北,绿色代表广东,蓝色代表浙江。实线代表输入,虚线代表输出。可以看出,1月23日以后,由于采取了强有力的干预措施,流入广东和浙江的人数已大大减少,并保持在较低水平。
该研究预测,这两个省的疫情在2月20日达到高峰,当时预测的确诊患者人数分别为1202人和1172人。疫情预计将于4月中旬结束,届时将分别有1,511名和1,491名患者。如果干预措施推迟5天,这两个省的疫情将分别在2月26日和25日达到高峰,每个省共有10061例病例。然而,如果提前五天采取措施,这两个省的“疫情将得到有效遏制”。
全国疫情预报
根据目前的干预措施,研究小组预测疫情将于2月28日达到高峰,届时目前确认的预测值为59,764,最终总感染人数将达到122,122人。(根据卫生和安全委员会的报告,28日确诊了37,414例病例。)
如果干预措施推迟5天,研究小组预测,疫情将在3月4日达到高峰,届时已确认173,372例病例,到4月底,感染总数将达到351,874例。如果提前五天采取干预措施,全国受感染人数将达到40,991人。
SEIR模型预测了该国现有的感染人数,包括1月23日的干预(蓝色)、5天的延迟(灰色)和5天的提前(红色)。确诊病例的实际数量用空心圆点表示。
研究小组还回顾了以前同事提出的几个模型。此前的研究预测,即使武汉关闭,大规模的疫情也会在中国其他城市爆发。对人口流动大的两个省份广东和浙江的分析表明,这种情况并没有发生。研究小组得出结论,本研究的模型预测结果符合疫情的实际发展趋势。
研究还认为,对湖北限制的逐步放开导致了一个新的弱势群体的涌入,即假期后从其他地区返回湖北工作的人,导致3月11日又一个小高峰,但一些现有的地方防控措施有助于减少返回高峰的影响。
在该模型计算中,新发肺炎的潜伏期设定为7天,而一些文献显示中位潜伏期为3天。研究小组用不同的潜伏期对模型进行了测试,发现较短的潜伏期会加速高峰期的到来,但对感染规模没有显著影响。
考虑到本研究的局限性,研究小组认为通过核酸检测获得的流行曲线可能低于真实值,只有通过收集足够的血清学数据才能知道真实的发病率。研究小组也没有考虑实验室检测能力,尽管这个因素可能会限制确诊病例的数量。最后,这项研究没有考虑季节的影响。研究小组指出,有观点认为,气温变化对非典疫情的发展产生了重要影响。如果这条规则也适用于COVID-19,广东的疫情将比浙江和湖北早结束。
纸质信息:
杨志,曾志,王克,王树声,梁伟,扎宁,刘平,曹旭,高,麦志军,梁军,刘旭,李,李勇,叶,关,杨勇,李芳,罗,谢,刘,王,张,王勇,钟恩,贺军。中国公众健康干预措施下COVID-19流行趋势的预测。J Thorac Dis 2020。doi: 10.21037/ jtd.2020.02.64
http://jtd.amegroups.com/article/view/36385/pdf
原标题:钟南山团队模型预测:疫情4月底平稳
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