剛剛!新冠肺炎疫情全球預測系統對新冠徹底結束日做出預判!

2022
04/18

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剛剛!新冠肺炎疫情全球預測系統對新冠徹底結束日做出預判!

自奧密克戎突變株于2021年11月11日在南非首次發現,至今已過去5個月。
與之前相比,奧密克戎的暴發規模要大得多。那么,奧密克戎導致的新冠大流行會如何發展,又將在何時結束呢?
近日,蘭州大學黃建平院士團隊Cell 子刊 《創新》(The Innovation) 發表了題為《奧密克戎大流行是否將終結》的評述文章。研究團隊使用全球新冠肺炎預測系統(GPCP)和改進后的 SEIR 模型來預測疫情的發展。
預測結果表明,奧密克戎將在2022年繼續影響世界,新冠大流行將在2023年底(2023年11月左右)結束(此時全球每天的 COVID-19 病例將降至約 3000 例,可以認為大流行結束),屆時確診病例總數將達到至少 7.5 億。
4月12日,蘭州大學疫情預測系統「預言」上海疫情于5月3日結束,引爆科研圈。而這個預測系統背后,是2021年新晉中科院院士黃建平、大氣科學學院副院長黃忠偉等10余位成員組成的團隊。
是他們,撐起了這個完全擁有自主產權的全球首家新冠肺炎疫情預測系統。
「因為我們是學大氣科學的,而大氣科學的一個核心任務就是天氣預報。所以,我就想,怎么能把天氣預報的預測用到疫情當中?!裹S建平曾如是說。開發全球預測系統,并不是他們的主業。
但是在與課題組其他老師、同學溝通時,大家意外都很支持。于是,一幫學大氣科學的「搞」起了疫情預測。團隊成員包括大氣科學、公共衛生學、應用統計學、人工智能等專業的專家和人才,此外項目完成過程中得到了蘭州大學公共衛生學院、蘭州大學第一醫院、蘭州大學循證醫學中心、蘭州大學政治與國際關系學院的支持和幫助。
黃建平團隊做到的,是把他們30多年來在統計-動力氣候預測的先進技術,與經典傳染病模型結合,巧妙引入了溫度、濕度、管控措施等可量化觀測因素,對流行病學模型中的重要參數如傳染率、治愈率、死亡率等進行動態估計和修正,這大大提高了預測精度。
蘭州大學新冠肺炎疫情全球預測系統實時引入全球最新的疫情數據,針對有疫情數據的180多個國家逐個建模,反復進行最優參數化反演,持續開展了逐日、逐月和季節預測。
所采用的真實疫情數據主要來自于美國約翰斯·霍普金斯大學,溫度、濕度等氣象數據來自美國國家航空航天局和歐洲中期天氣預報中心。對國內突發疫情的預測,數據主要來自國家衛健委。
據官網顯示,自2020年6月以來,該系統共對國內爆發疫情進行了約30次預測,其中,準確率高達94.62%。
奧密克戎導致了2022年1月左右全球新冠新增病例大幅上升。季節性在冠狀病毒傳播過程中的作用,已被廣泛討論,一些研究認為,新冠的傳播呈現季節性趨勢,當寒冷天氣來臨時,會加速其傳播。但學界尚不能斷定季節性是決定性因素,還應考慮社會干預。
奧密克戎的高傳播率加快了疫情傳播速度,數據顯示,奧密克戎出現后,全球每日新增病例數的最高紀錄,是之前每日新增病例數最高紀錄的2倍以上。
盡管傳播速度超越以往,但奧密克戎導致的病死率,卻低于之前的任何突變株。
因此,對于未來新冠大流行的發展,有了兩種不同的觀點:
一種觀點認為,奧密克戎的出現可能是新冠大流行即將結束的信號?!读~刀》在2022年1月19日發表重磅文章《新冠病毒或將繼續存在,但全球新冠大流行即將結束》。
作者默里是華盛頓大學健康指標與評估研究所的主任,該研究所自疫情以來,以對病死率的預測準確而著稱。
在這篇評論中,默里基于其研究所的模型提出了幾個預測:
1、奧密克戎正在以前所未有的速度席卷全球,但當中大多數為無癥狀感染;來自希臘的數據顯示:奧密克戎浪潮帶來的新冠嚴重后果可能會是有限的;從2021年12月21日至2022年1月17日,新冠病例增加了近10倍,但新冠住院患者的醫院插管率與12月持平;2、盡管疾病嚴重程度有所降低,但住院人數仍在上升,未來4-6周衛生系統吃緊;3、各種衛生政策,包括增加戴口罩、推進第三針等,從人口層面上說,對于減緩奧密克戎浪潮的作用都非常小,全球25個國家和美國的19個州已經見頂;在奧密克戎時代,他認為新冠的控制策略需要重新設定,考慮到奧密克戎的速度和強度,試圖追蹤傳播的努力似乎是徒勞的;4、到2022年3月,全球半數以上的人將感染,通過接觸病毒加上疫苗接種,全球免疫將處在高水平;5、新的新冠變種肯定會出現,其中一些可能比奧密克戎更嚴重。無論是感染還是疫苗接種產生的免疫力都會減弱,這為新冠的持續傳播創造了機會??紤]到季節性因素,各國應預期冬季潛在傳播會增加;6、政府和社會為控制新冠的傳播而采取非常措施的時代將結束;未來新冠病毒還會卷土重來,但不再是大流行的狀態,這種傳染病將更加可控。
另一種觀點認為,新冠大流行不會在短期內結束。因為發達國家、發展中國家、欠發達國家的疫苗供應并不匹配,而且有些國家和地區疫苗推廣緩慢。
此外,未來還可能出現新的突變株,就像奧密克戎這樣的突變株再次出現,從而導致新冠再次爆發。
需要說明的是,據華盛頓大學健康指標與評估研究所(IHME)官網介紹,新冠肺炎預測模型重點預測疫情每日及累計死亡人數,疫情下對醫院服務如呼吸機、病床、重癥監護(ICU)病床的需求等。從2020年3月起,美國白宮在疫情通報會上多次引用華盛頓大學預測模型提出的死亡數、疫情高峰時間等。此后,IHME儼然成為白宮疫情政策制定的數據智囊庫。
然而,IHME的預測數據多次被打臉。美國一些輿論認為,美國之所以一直深陷新冠疫情的泥淖,有很大一部分原因是由于白宮過于相信IHME的預測模型。
2020年3月26日,IHME宣布,「我們預測未來4個月,美國死于新冠的人數將在3.8萬至16萬人之間,然后疫情有最大概率會在6月份結束」。 
特朗普很快接受了IHME的預測模型,作為其「成功抗疫」的衡量標準。4月19日,特朗普在當天的新冠病毒簡報會上表示:「美國新冠肺炎死亡病例將達到大約6萬大關,比預計最少的死亡人數(10萬人)少了4萬人,新冠肺炎完全就像流感一樣?!?br/>然而美國的新冠疫情并沒有結束,截至2022年4月13日,美國累計確診新冠肺炎病例8051萬例,累計死亡病例98萬例。
因此,許多流行病學專家呼吁美國官方人士停止使用華盛頓大學的這一預測模型,稱這個模型不準確、不可靠。
悉尼大學統計學家Sally Cripps對華盛頓大學預測模型的準確性持懷疑態度,稱「即使預測第二天的死亡數,它的預測結果70%時候都不在95%的置信區間內?!?br/>哈佛大學流行病學專家Marc Lipsitch則稱,「在我們傳染病流行病領域,大部分人都不認為所謂的默里模型適合新冠肺炎疫情的預測工作」。
耶魯大學醫學院的流行病學家格雷格·貢薩爾維斯表示:「IHME的預測模型,是眾多數學模型中的一個特例。我擔心白宮在尋找數據,告訴他們一個他們想聽的故事,所以他們看的是死亡病例預測最低的模型?!?br/>黃建平團隊使用全球新冠肺炎預測系統(GPCP)和改進的傳染病模型(SEIR)來預測新冠大流行的發展。
該模型基于以下假設:1、總人口應始終等于易感人群(S)、暴露人群(E)、保護人群(P)、感染人群(I)、隔離人群(Q)、死亡人群(D)和康復人群(R)的人口之和;2、各地區總人口不變;3、新冠僅通過人與人之間傳播;4、所有人具有相同的免疫力。
該模型使用真實的流行病數據進行相關預測,因此,預測結果可以反映當前新冠大流行的真實發展。
黃建平團隊的預測結果表明,奧密克戎將在2022年繼續影響世界,新冠大流行要到2023年底(2023年11月左右)才會結束。
如下圖所示,當前大流行呈下降趨勢,每日新增病例已經從1月份的超過400萬例減少到現在的約200萬例。
藍色曲線代表新冠大流行的預測趨勢,由圖可見,總體趨勢不斷下降,除了由于季節性因素將在2022年4月出現小幅上升,此后,每日新增確診病例數將快速下降。
預測結果顯示,到2023年11月,全球每天的新冠病例將降至約3000例。
此時,可以認為大流行結束。
根據預測,到2023年11月新冠大流行結束時,全球確診病例總數將至少達到7.5億人。
研究團隊也指出,盡管預測結果顯示大流行將于2023年11月結束,但這是基于當前大流行發展情況做出的預測。如果后續出現更容易傳播的突變株,那么預測結果也將作出相應調整。對于不同的國家,大流行結束的時間并不相同,預測結果顯示:
美國、英國、法國、意大利這些疫情嚴重的國家,在2022年4月份后會呈現急劇下降趨勢,他們的大流行似乎會在2022年年內結束;而韓國、越南等國家,大流行將持續到2023年。
這也提示:不能僅僅根據部分國家的疫情發展,來預測新冠是否會結束。
盡管新冠疫苗在一些國家得到了成功推廣,并且到目前為止已經有大量人口完全接種了疫苗,但這并不意味著我們是安全的且對新冠病毒免疫。實際上,疫苗對防止奧密克戎感染方面明顯下降。
黃建平團隊對中國大陸和中國香港的新冠疫情同樣做出了預測,大陸和香港在2022年3月份都爆發了疫情。但與其他國家相比,中國大陸的新冠疫情要小得多,而且很可能會在2022年4月份左右得到控制。
研究團隊還指出,中國大陸確診病例較少的主要原因是實施了嚴格的限制措施。因此,在研發除更有效的疫苗之前,我們仍應遵守防疫要求,佩戴醫用口罩,限制大型聚集活動,以減緩新冠疫情傳播速度。

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關鍵詞:
預測,疫情,密克,流行,結束

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