Healthcare | COVID-19在各国传播趋势的预测
2019年末，在武汉爆发的新型冠状病毒是全世界共同面临的最大的公共健康难题。截至2020年4月26日，新冠病毒已经感染超过300万人，造成19万多人死亡，导致全球经济的大面积停滞。各国政府为了控制病毒的传播已经采取各种极端措施，如封城，建立社交距离。
早在07年，科学家便已经把冠状病毒比作定时炸弹。近20年来，严重急性呼吸综合征冠状病毒(SARS-CoV)和中东呼吸综合征冠状病毒(MERS-CoV)的主要传染源均为冠状病毒。随着WHO组织将COVID-19定义为大流行病(Pandemic)后，冠状病毒家族迎来首个大流行病案例。
Part 1
对新冠病毒的预测步骤
Johannes Stübinger与团队建立了一种新型的动态时间规整算法来确定病毒在国与国之间传播的非线性关系。
利用算法与动态时间曲线的结合来判断1-3月感染率最高的10个国家间病毒传播的因果关系。
结合中国的数据，预测病毒在各国内部的传播趋势。
当然，预测都具有不确定性，所以作者的所有预测都基于三种不同的情况，恢复(Recovery)，增长(Growth)和爆发(Explosion)。
Part 2
研究表明
除中国外，韩国的疫情是唯一一个增长曲线已经趋于平缓的国家，其他所有国家仍处于增长阶段。除意大利外，伊朗的疫情情况领先于大多数欧洲国家。而从欧洲整体角度来看，意大利则正在引领新冠病毒大爆发的浪潮。
值得一提的是，尽管已确认的病例数量很高，但美国的时间序列仍比中国落后44天，同时英国和瑞士分别比意大利和中国落后12天和44天。因此，这些国家的疫情在未来的日子里更有可能经历强劲的指数增长。法国，德国和西班牙在疫情爆发的同一阶段采取了遏制措施，他们的处境相对较好。
作者根据病毒的传播情况将这些国家归为三个阶段：初期，中期和后期。
初期国家：英国，美国和瑞士
中期国家：法国，德国和西班牙
后期国家：意大利，韩国和伊朗
前两阶段的国家将可能面临严峻的指数型爆发，而后期国家的曲线则有望趋于平缓。
● 对各国的预测情况
意大利
目前，意大利的疫情已经经历了最严重的增长，在最艰难的情况下，其增长率约为45%。这个数据也适用于要步入疫情后期的欧洲各国。意大利的医院早已超负荷运作，政府甚至派出军队来运送尸体和棺材。为了控制疫情，意大利在3月9日下令全面封锁。
法国
在最坏的爆发情况下，法国确诊人数可能会超过意大利。而在增长情况下，确诊人数大概略低于爆发情况的一半。为了减缓传播，法国已经将国家封锁延长到了4月15日。
德国
德国的情况相对较好，其医疗系统已经做好了面临新冠病毒爆发的准备。而且，许多公司已经参与对医疗物资的运送中。尽管有这些准备，由于缺乏强有力的封锁，若发生爆发，德国也会追上意大利。
西班牙
目前来看，封锁是各国抗击新冠病毒的最有效的方法。西班牙将关闭全境所有非必要的工作场所来减缓他们可能面临的200%增长的爆发情况。因为即使是普通的增长情况，他们的感染人数也将翻倍。
西班牙
疫情爆发以来，封锁是抗击新冠病毒的最有效的方法。西班牙将关闭全境所有非必要的工作场所来避免有可能面临的爆发性增长的情况。因为即使是普通的增长，他们的感染人数也将翻倍。
瑞士
瑞士，作为意大利和德国的邻居，暂时还处于初期阶段。3月16日，政府宣布了国家进入紧急状态并派出军队运送物资。然而低确诊人数往往暗示着极速增长。
英国
在英国，不论是首相还是皇室均出现都被新冠病毒感染的现象。直到最近，英国政府才下令封锁。目前国家暂时处于初期阶段，但病情一旦爆发，英国可能会成为欧洲感染人数最多的国家，这将直接导致英国医疗系统的崩溃。
美国
在大西洋的另一头，美国正面临和英国一样的挑战。各个州各自为政，没有相互合作。在纽约全面封锁的同时，德克萨斯州却做出宁愿死也要拯救经济的决定。这也导致美国将面临感染人数7倍的增长。
韩国
韩国作为除中国外已经控制了病毒传播的国家，和中国一样都采用了全国合作来减缓传播。稍有不同的是，中国通过全面禁止国民出行来控制病毒传播，而韩国则是在病毒爆发初期对国民进行了大规模的检测来控制病毒传播。正是因为这些有效的措施，在所有的预测情况下，韩国的感染人数都很低。
伊朗
伊朗，作为排名中唯一一个中东地区的国家，情况不容乐观。伊朗卫生部称，伊朗每十分钟就有一个人死于新冠病毒，每小时50人感染。由于缺乏强有力的监管措施，伊朗可能会面临大规模感染。
此外，根据WHO的数据，9.9%的感染者需要ICU治疗，47.8%的感染者需要住院治疗。作者通过各国医院床位数量预测，其中2/3的国家，包括意大利，法国，德国，美国，韩国和伊朗可以安全的度过病毒的爆发情况，西班牙的情况不能确定，而英国和瑞士将无法承受病毒的大爆发。当然，对于像美国这样国土面积较大的国家来说，医疗物资的分配也是一个难题，一些偏僻的医院也将面临崩溃。
综上，研究提供了一种动态时间规整的预测方法，通过距离来衡量两组时间序列间的相似性。但不同于传统时间序列测量，通过引入高度灵活的模型，新方法解决了之前两组时间序列的长度必须一致，公式对时间变化和失调十分敏感的缺点。通过动态时间规整确定最优的因果路径后，便可计算出国家间病毒传播的因果关系，从而预测新冠病毒在几个感染大国中传播的三种趋势。研究不但为COVID-19的传播预测提供了珍贵的数据结论，也为未来传染病预测提供了宝贵的经验方法。
Healthcare (ISSN 2227-9032)作为开放获取型国际跨学科期刊，主要发表医生和卫生保健研究等相关问题的文章，Healthcare采取单盲同行评审，一审平均审稿周期约为20天，文章从接收到发表仅需要2.9天。
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Stübinger, J.; Schneider, L.Epidemiology of Coronavirus COVID-19: Forecasting the Future Incidence in Different Countries. Healthcare 2020, 8, 99.
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*翻译作者：Kent Zhang
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