"COVID-19疫情控制：公共假日对传播影响的研究

工程6（2020）1108研究冠状病毒疾病2019-文章为有效的疫情应对争取时间：疫情控制公共假日对COVID-19疫情传播的影响陈思淼a，b，#，陈秋实c，#，杨伟忠b，薛兰d，刘元利b，杨俊涛e，刘伟，Chen Wangb，e，f，g，陈旺，Till Bärnighausena，b，h，ia海德堡全球健康研究所（HIGH），医学系和大学医院，海德堡大学，海德堡69117，德国b中国医学科学院北京协和医学院，中国北京100730cHarold and Inge Marcus宾夕法尼亚州立大学工业与制造工程系，University Park，PA 16802，USAd清华大学公共政策学院，北京100084e中国医学科学院北京协和医学院基础医学研究所医学分子生物学国家重点实验室，北京100730f中国工程院，北京100088国家呼吸医学中心，北京100029中国北京100029中日友好医院呼吸内科中心肺与危重症医学科i哈佛大学公共卫生学院全球卫生与人口系，波士顿，MA 02115-5810，美国阿提奇莱因福奥文章历史记录：收到2020年2020年7月4日修订2020年7月13日接受2020年9月20日网上发售保留字：COVID-19模型农历新年假期延长社交距离A B S T R A C T在新流行病的早期阶段迅速作出反应对控制疫情至关重要。疫情控制的公共假期可以为在大规模人群中快速推出社交距离和其他控制措施提供关键的时间窗口。 我们的研究旨在探讨疫情控制假期的时间和持续时间对2019冠状病毒病（COVID-19）在中国早期流行传播的影响。我们开发了一个房室模型，以模拟2020年1月起COVID-19在中国的动态传播我们预测并比较了在中国农历新年期间开始的疫情控制假期和没有疫情控制假期的情况下的流行轨迹。我们考虑了疫情控制假期的多种情景，这些情景具有不同的持续时间和开始时间，以及对病毒传播率的不同假设。我们估计了在不同情况下达到一定感染阈值的延迟天数。我们的研究结果显示，中国的疫情控制假期可能使COVID-19的传播停滞了几天。疫情控制假期（湖北省21天，其他各省10天）使确诊病例达到10万例的时间推迟了7.54天。一个更长的疫情控制假期会有更强的效果。如果全国疫情控制假期为21天，确诊感染人数达到10万人的时间将推迟近10天。此外，我们发现，在新的疫情过程中，较早开始的疫情控制假期总之，疫情控制假期可能有效地延缓通过社会接触传播的流行病的传播。流行病传播轨迹的暂时延迟为科学家们赢得了时间，科学家们可以利用这些时间发现传播途径，确定有效的公共卫生干预措施，政府可以利用这些时间建设有形基础设施，组织医疗物资，并部署人力资源，开展长期的流行病缓解和控制工作。©2020 THE COUNTORS.Elsevier LTD代表中国工程院出版，高等教育出版社有限公司。这是CC BY许可下的开放获取文章（http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/）。*通讯作者。电子邮件 地址： yangjt@pumc.edu.cn（J.Yang），wangchen@pumc.edu.cn（C.Wang）。#这些作者对这项工作做出了同样的1. 介绍2019冠状病毒病（COVID-19）大流行正在迅速蔓延[1]。研究估计，COVID-19的基本复制数高于严重急性呼吸综合征（SARS）冠状病毒[2]。COVID-19已https://doi.org/10.1016/j.eng.2020.07.0182095-8099/©2020 THE COMEORS.由爱思唯尔有限公司代表中国工程院和高等教育出版社有限公司出版。这是CC BY许可下的开放获取文章（http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/）。可在ScienceDirect上获得目录列表工程杂志主页：www.elsevier.com/locate/engS. Chen等人 /工程6（2020）1108-11141109这对流行病控制构成了重大挑战，因为其传播途径尚未完全了解，预防和筛查、诊断和治疗方法仍需开发和测试。公共卫生当局最初缺乏基于证据的方法和方案来控制流行病，病毒的快速传播需要新的物质基础设施、医疗用品和人力资源来有效应对流行病。在对新病毒流行的最初反应中，改变人们行为的社会政策在减少和减缓疾病传播方面具有潜在的强大力量。在中国COVID-19爆发的早期阶段，中国农历新年期间的假期是疫情控制的公共假期，与中国农历新年同期开始，被用作一项社会政策，使全国范围内的快速反应成为可能[1，3]。在此期间，中国政府启动了疫情应急响应，并制定了一系列非药物干预措施，如旅行限制、社交距离、主动追踪接触者、隔离和检疫以及公众宣传和教育活动[1]。例如，中国政府鼓励人们呆在家里，不鼓励群众集会，关闭学校、政府机关、工厂、图书馆和博物馆[4疫情控制公共假日--以下简称疫情控制假日--过去曾被用作公共卫生政策。例如，墨西哥在2009年启动了一个疫情控制假期，以遏制H1N1的传播，在此期间，学校和工作场所关闭，人们被鼓励留在家里。在这样的疫情控制假期里，人们不去上班，往往呆在家里，社交接触仅限于家庭成员和亲密朋友。因此，这些假期可以减缓通过社会接触传播的流行病的传播[12作为一种流行病应对策略，疫情控制假期可以中断各种传播途径，包括直接和间接的身体接触、飞沫接触和空气传播。因此，当新病原体的精确传播途径尚不清楚时，疫情假期可能特别有用虽然有几项研究调查了TRAI的有效性，尽管疫情控制假期的不同特点导致疫情趋势发生变化，但总体上仍不清楚疫情趋势如何变化[22，23]。本文以中国的疫情控制假期为例，旨在通过回答以下问题为未来的政策决策做出贡献：中国的疫情控制假期对早期COVID-19疫情可能产生什么影响？如果疫情控制假期的以下参数不同，这种影响会有什么变化：持续时间、实施时间和配套政策的有效性？我们的研究结果为负责设计公共卫生干预措施以控制当前COVID-19蔓延的政策制定者提供了重要见解。流行病，以及未来会出现的流行病2. 方法2.1. 模型描述我们使用房室模型（附录A中的图S1）-一种常用的建模方法，用于估计干预措施对传染病传播的影响[24，25]-模拟COVID-19在中国的传播。我们的模型根据COVID-19感染状态将人群分为亚组，包括易感、潜伏感染、活动性感染、确诊，然后进行治疗和康复。为了了解疾病是如何在各省之间传播的，我们进一步将人群分为两个地区：湖北省（疫情中心）和中国其他地区为了捕获由于跨越湖北边境的传播感染力与未治疗感染的患病率成正比，包括潜伏感染我们做了以下解释：首先，我们假设接受治疗的人群虽然仍然受到感染，但由于他们是在隔离环境中接受治疗，因此没有造成更多的感染第二，我们没有考虑康复人群中的再感染，因为可能的在R（版本3.6.3，奥地利）中进行模型开发和统计分析。我们的模型考虑了几个可能影响传输动态的事件。该模型模拟自2020年1月10日COVID-19确诊以来的疾病传播。 我们假设有100000人通过湖北省的基础上，去年的日常交通量在中国农历新年旅游季节，或春运。 由于湖北多个城市自2020年1月23日起被封锁[9]，我们假设自那时起湖北与其他省份之间没有过渡。我们在疫情控制假期之前和期间校准了传播率，以估计其对疫情动态的影响我们假设疫情控制假期后的疾病传播率恢复到假期前的水平（有关模型的进一步详细信息，请参见附录A中的第S12.2. 数据源、参数估计和校准我们 的主要 数据 来源是 中国国 家和省 级卫 生委员 会发布 的COVID- 19疫情每日更新，包括中国全国和湖北省的累计确诊病例数、死亡数和康复数我们在模型中使用潜伏感染期的平均潜伏期[28]。我们使用模型校准估计了其他模型参数的值和初始流行条件[29，30]。校准目标包括2020年1月20日至2020年1月31日期间确诊病例、累计死亡人数和累计治愈人数的每日增量，分别针对湖北省和中国其他省份的合并总数。我们使用直接搜索算法[29]来识别导致预测结果与校准目标之间最接近匹配的模型参数值。为了解释模型参数的不确定性，我们重复了1000次校准过程，并收集了一组校准参数，总校准误差不大于最小误差的20%。模型参数描述的更多详细信息见附录A第S2节。我们的校准模型在捕捉校准期间报告的确诊病例数、死亡数和康复数的总体趋势方面表现良好（图1）。附录A中的S2）。校准结果表明，疫情控制假期期间湖北省的传播率为假期前的55%，中国所有其他省份的传播率为假期前的45%2.3. 预测假设2.3.1. 不同持续时间我们估计了下一个疫情控制假期的累计确诊感染人数和所有感染人数南纬1110号 Chen et 其他/工程 沪公网安备31010502000114号情景：①基本情况：湖北省21天疫情控制假期，中国其他省份10天疫情控制假期，均从2020年1月24日开始[5，31];②无疫情控制假期;③7天假期：从2020年1月24日开始的7天疫情控制假期，与中国农历新年假期相同;10天假期：2020年1月24日开始的10天疫情控制假期，2020年1月24日起放假10天; 2020年1月24日起放假21天2.3.2. 不同起始时间此外，我们估计了累计确诊感染数和所有感染数，因为基础病例疫情控制假期开始时间的变化：①提前5天开始，②5天后开始。2.3.3. 在实施进一步降低传播率我们还估计了疫情控制假期期间其他疫情控制政策有效性变化的累计确诊感染人数①与基本情况相比，疫情控制假期期间的传播率进一步降低50%;②传播率进一步降低90%。2.4. “争 取 时 间 “ ： 疫 情 控 制 假 期 推 迟 了 多 少 天 疫 情蔓 延 ？我们进一步估计了在不同政策情景下达到COVID-19疫情传播特定水平的天数：①达到10 000例、50 000例和100 000例确诊感染的天数;②达到50 000例和100 000例所有感染（包括确诊/确诊、未确诊和潜伏感染）的天数。我们比较了不同疫情控制假期情景下的这些数字与2.5. 供资来源的作用本研究的资助者在研究设计、数据收集、数据分析、数据解释或本报告的撰写中没有任何作用。3. 结果3.1. 不同持续时间图1显示了不同持续时间的疫情控制假日对中国大陆垂直虚线表示基准病例中疫情控制假期的开始时间--即2020年1月24日。圆点代表每日累计确诊感染[27]。疫情控制假期显著减少了与“无疫情控制假期”情景相一致的感染。疫情控制假期的影响随着假期持续时间的增加而增加。疫情控制假期并没有立即减少假期开始后的确诊感染病例（如图所示）。 1（a））由于COVID-19潜伏期相对较长，且假期开始于疫情控制初期。疫情控制假期立即减少了所有感染（如示图 1（b））和从长远来看延迟的流行病传播。在第S3节（附录A）中，我们分别显示了疫情控制假期对湖北省的影响;在第S3节中，我们显示了疫情控制假期对中国所有其他省份的影响。与“无疫情控制假期”情景相比，“疫情控制假期”情景使确诊达到100 000例总感染的时间延迟幅度相似（表1）。随着假期的延长，到达特定疫情传播水平的时间延迟增加例如，一个为期7天的全国性疫情控制假期将使10万例确诊感染的时间增加4.36天，而一个为期21天的全国性疫情控制假期将使相同数量的感染推迟近10天。3.2. 不同起始时间图2显示了不同开始时间的疫情控制假日政策影响随着开始时间的提前而增加然而，这种影响随着流行病的进展而减弱如果基础病例疫情控制假期提前5天实施，则达到10000例确诊感染的时间然而，在这方面，Fig. 1.不同持续时间疫情控制假期的疫情影响。(a)确诊感染的累积数量，（b）所有感染（包括潜伏性和活动性感染）的累积数量。实线代表无疫情控制假期情景的模型预测，虚线代表不同长度的疫情控制假期情景阴影带表示模型输出的95%不确定性区间S. Chen等人 /工程6（2020）1108-11141111表1疫情控制假期对COVID-19疫情达到不同传播水平的天数的影响疫情控制假期对达到最低标准天数的影响确诊感染所有感染b10 000个案例50 000个案例10万例50 000个案例10万例持续时间无疫情控制假期（参考）─────基础病例爆发-控制假日c1.48（1.18，1.80）6.19（5时，7时45分）7.54（6.22，9.06）5.09（3.07，6.73）6.92（5.65，8.3）7-日疫情控制假期1.48（1.18，1.80）4.09（3.44，4.73）4.36（3.65，5.04）4.00（3.04，4.69）4.34（3.66，5.02）10-日疫情控制假期1.48（1.18，1.80）5.53（4.58，6.54）6.10（5.09，7.11）5.08（3.07，6.47）6.08（5.06，7.10）21-日疫情控制假期1.48（1.18，1.80）6.89（5.42，8.96）9.95（7.66，13.26）5.11（3.07，7.01）8.21（5.85，11.59）开始时间基准病例疫情控制假期（参考）─基础病例爆发-控制假期，提前5天5.14（3.87，6.48）2.46（1.80，3.05）1.47（1.02，1.85）3.26（2.35，5.20）1.96（1.28，2.63）基础病例暴发-控制假期，5d后-1.48（-1.80，-1.18）-5.19（-6.53，-3.87）-4.90（-6.71，-3.58）-5.09（-6.73，（-3.07）-5.99（-8.04，（-4.22）传输速率降低基本病例疫情控制假期（参考）─────基础病例疫情控制假期，传播率+50%1.69（0.89，2.21）5.57（3.81，7.28）4.98（3.45，6.80）6.33（5.01，7.72）5.46（3.89，7.21）减少基础病例疫情控制假期，传播率+90%6.00（1.96，8.54）9.12（6.65，11.88）8.19（5.96，11.02）10.14（8.06，8.76（6.63，11.47）减少（12.53）a单元格中的数值表示政策设想与比较国之间达到特定流行水平所需天数的差异b所有感染包括确诊/诊断、未诊断和潜伏感染。c基准情景代表湖北省21天的疫情控制假期和中国所有其他省份10天的疫情控制假期[5，31]。图二、不同起始时间疫情控制假期的疫情影响（a）累计确诊感染人数，（b）累计所有感染人数（包括潜伏性和活动性感染）。实线代表基础病例疫情控制假期情景（湖北省为21天，中国其他省份为10天，均从2020年1月24日开始），虚线代表疫情控制假期情景，开始时间分别提前和推迟5天阴影带表示模型输出的95%不确定性区间。较早实施只会令证实感染人数增加1.47天。如果基础病例疫情控制假期的实施比实际晚5天，疫情控制假期的影响将大大减弱（图1）。2）的情况。3.3. 公共假期对疫情控制的流行影响，在此期间传播率进一步降低图3显示了基础病例疫情控制假期在存在额外干预措施的情况下对传播率的进一步影响这些干预措施可以大大提高政策的影响力。与当前校准的传播率降低的基本情况爆发控制假期相比，传播率降低50%或90%分别导致额外的1.69和6.00 d达到10万例确诊感染。4. 讨论中国在COVID-19疫情初期的疫情控制假期为有效应对疫情赢得了大量时间。我们的模型表明，中国农历新年假期及其随后的3天延长疫情控制假期迅速显著降低了COVID-19的传播率-根据我们的校准结果，湖北省的传播率为节前的55%，中国所有其他省份的传播率为节前的疫情控制假期的核心策略是大幅减少人群中的社交接触，从而防止COVID-19从症状前阶段的患者传播。相比之下，如果没有疫情控制策略，社交接触实际上可能会在节日期间加强，因为人们经常在节日期间见面并一起参加社交活动，这可能会加剧流行病的传播在疫情控制南纬1112号 Chen et 其他/工程 沪公网安备31010502000114号图3.第三章。疫情控制假期期间不同传播率的疫情影响（a）累计确诊感染人数，（b）累计所有感染人数（包括潜伏性和活动性感染）。实线代表基本病例疫情控制假期情景（湖北省为21天，中国所有其他省份为10天，均从2020年1月24日开始），虚线代表疫情控制假期情景，假期期间传播率分别进一步降低50%和90%。阴影带表示模型输出的95%不确定性区间假期，中国政府要求人们呆在家里，限制社会接触--无论是直接的（例如，通过公共宣传和教育运动）和间接（例如，通过关闭公共建筑和交通系统）[1]。疫情控制假期进一步延迟了中国各地的大规模人员流动，并减少了来自湖北省的人员与中国其他省份农历新年假期目的地社区成员我们分析的基本情况是中国国务院在疫情初期发布的疫情控制假期-湖北省放假21天，中国其他省份放假10天。 此外，我们分别量化了这一整体影响的几个重要组成部分：全国农历新年假期，持续7天;全国农历新年假期延长3天;湖北省额外延长11天假期，使湖北省的总假期达到21天。农历新年假期诱发的影响约为整体疫情控制假期的一半;湖北省额外延长疫情控制假期诱发的影响约为整体政策影响的五分之一。因此，农历新年假期（其开始恰好与COVID-19疫情的出现一致）是整体疫情控制假期影响的主要驱动因素。 我们将农历新年假期纳入整体政策影响的估计中，因为如果这个传统假期与疫情的早期阶段不重合，中国政府很可能会在农历新年假期开始的类似时间采取疫情控制假期。此外，中国政府已经开始鼓励人们在传统节日期间呆在家里，限制社交活动[1]，有效地将其转变为疫情控制假期。最后，未来的流行病爆发--疫情控制假期可能有助于控制--不太可能再次与国家公共假期重合。因此，整个假期（包括农历新年假期）的整体影响是最与政策相关的估计。我们的第二个关键发现是，实施得越早，持续的时间越长，就越能有效地延缓流行病的传播。虽然传统的农历新年假期恰逢COVID-19疫情的早期阶段，但中国政府迅速采取行动，利用并延长假期以控制疫情它还延长了它的时间，疫情的原震中湖北省我们的研究结果应该促使政府在面临未来流行病时考虑在新出现的流行病的最早阶段采用延长的疫情控制假期。在考虑此类决定时，政府需要权衡疫情控制假期的疫情影响与其他社会结果，这些结果在本研究中没有衡量。例如，疫情控制措施--即使是预期的措施--也会降低经济增长[32]。未来的研究应该将我们的工作扩展到包括疫情控制假期的多种结果，并量化政策变量的差异影响，例如在不同地方的不同时间实施疫情控制假期。我们的第三个关键发现是，如果其他干预措施进一步降低假日期间的传播率，则疫情控制假日在延迟流行病传播方面的影响将大大增强这些干预措施可包括接触者追踪、以社区为基础管理受感染者的密切接触者以及环境消毒和通风。我们研究的目的并非复制中国COVID-19疫情期间的整个疫情轨迹和控制措施，而是探索疫情控制假期的影响，主要集中在疫情早期的社交距离政府几乎可以立即开始疫情控制假期，因为这一政策不需要新的基础设施或系统：政府只需要宣布和宣传假期。相比之下，其他疫情控制政策和方法需要更长的时间来规划和实施，因为它们需要新的基础设施或系统。我们使用了流行病早期阶段的流行病学数据（即，1月31日之前的中国这一选择使我们能够将疫情控制假期的影响与后来实施的政策和方法隔离开来。这些后来的政策和方法包括这一战略需要新的基础结构。例如，2020年2月，中国政府开设了新的医院，用于治疗和隔离COVID-19S. Chen等人 /工程6（2020）1108-11141113湖北省武汉市（火神山医院和雷神山医院）的患者，并在所谓的方舱医院对轻中度COVID-19患者实施设施隔离[33]。这一战略还需要时间来建立广泛的社会支持，以支持大规模检测和基于设施的隔离[34]。早期疫情控制假期和后期政策的综合影响是，到2020年3月，武汉市和中国其他地区的COVID-19疫情得到控制[23]。我们的研究结果表明，如果在疫情控制假期后没有采取其他措施，正如我们在这项研究中所假设的那样，假期后的疫情传播可能会回到假期前观察到的接近指数增长的轨迹也就是说，疫情控制假期主要是在有限的时间内加强社交距离，不应指望它足以控制疫情。相反，它只能在一段时间内减缓传播。这一发现表明，一旦疫情控制假期结束，经济重新开放，第二波很可能发生-除非人们继续采取预防措施，例如在家工作，保持身体距离并在外出时戴口罩[35]。因此，公共假日本身对疫情控制的主要好处是，它为制定有效的应对措施赢得了时间，而这些应对措施并非立即可用。首先，一个国家可以利用疫情控制假期期间疫情传播停止的时间，为进一步的疫情控制措施建设关键基础设施，如紧急野战医院。其次，这段时间让一个国家能够组织用于筛查、诊断和治疗COVID-19患者的医疗物资，并为长期疫情应对培训和部署专业人力资源，包括住院医生和感染控制专家。最后，这段时间可以用于科学发现和知识获取，这对于设计最有效和最高效的长期流行病应对措施非常重要[36在中国的疫情控制假期期间，在COVID-19的表征和识别[42，43]、病毒的起源和传播途径[17，18，41]、流行病的流行病学模式[28，44，45]和潜在的治疗方法[46但与此同时，我们对COVID-19传播途径的了解仍不完善，具体的抗病毒治疗和疫苗尚未问世[46，49]。我们的研究有几个局限性。首先，我们模拟了中国疫情控制假期政策的影响，其中不仅包括休假，还包括鼓励社交距离的特别措施，例如信息和教育活动以及关闭公共建筑，空间和交通系统。因此，我们估计，公共假日对疫情控制的影响将取决于精确的政策设计，即使是对非常类似的未来流行病。未来的实证研究应确定在中国使用的疫情控制假期政策的每个关键组成部分的个人影响。其次，我们的模型没有明确捕捉COVID-19检测和诊断能力的变化为了简化模型结构，我们假设在感染者出现症状后诊断的总体延迟未来的建模工作应该探索疫情控制假期的影响如何随着检测和诊断COVID-19和类似疾病的能力的增长而变化。第三，我们只估计了疫情控制假期的疫情影响，没有量化对社会和经济结果的影响。未来的研究应确定疫情控制假期对一系列结果的影响，并以原则性的方式（例如通过成本效益分析）对它们进行权衡。以中国为例，我们发现疫情控制假期可以大幅抑制COVID-19疫情传播。然而，如果疫情在疫情控制假期（即，社区仍有未发现的病例），病例将激增，最终回到假期前观察到的轨迹因此，我们的研究结果强调，需要长期的预防策略，即使人们在假期后重返工作岗位，这些策略也是有效因此，疫情控制假期的主要好处不在于长期的疫情控制，而在于短期的疫情传播延迟。这一延迟可以为政府赢得时间，以建立预防和治疗基础设施，并为公共卫生干预做好准备它还可以为科学家赢得时间，以产生知识，从而指导政策在控制COVID-19和类似流行病方面产生越来越高的影响。确认本研究得到比尔·梅林达·盖茨基金会（INV-006261）的支持它还得到了亚历山大·冯·洪堡基金会的支持，通过亚历山大·冯·洪堡教授奖，由德国联邦教育和研究部资助。遵守道德操守准则陈思淼、陈秋实、杨伟忠、薛兰、刘元利、杨俊涛、王晨和TillBärnighausen声明他们没有利益冲突或财务冲突需要披露。附录A.补充数据本文的补充数据可以在https://doi.org/10.1016/j.eng.2020.07.018上找到。引用[1] 陈S，杨J，杨W，王C，Bärnighausen T.中国在新年大规模人口流动期间的COVID-19控制。柳叶刀2020;395（10226）：764-6。[2] 刘Y，盖尔AA，怀尔德史密斯A，罗克洛夫J. 与SARS冠状病毒相比，COVID- 19的繁殖数量更高。 J Travel Med 2020;27（2）：1-4.[3] 尹东中国无限期关闭学校，延长假期以控制疫情[互联网]。北京：财新环球有限公司 ; 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