R0基本传染数与数学模型预测新冠疫情下一步走向｜《科学》杂志
针对新型冠状病毒疫情，全球科学家竞相建造模型预测疫情下一步的发展走向，为制定相应的干预措施提供信息支持。
柏林洪堡大学(Humboldt University of Berlin)和罗伯特•科赫研究所(Robert Koch Institute)的一组研究人员根据航空旅行数据，建立了一个全球风险评估模型。根据他们的最新发现，除了中国，泰国是最有可能出现新冠病毒感染旅客抵达机场的国家。
在该团队研究出的国家名单中，下一个最可能受病毒威胁的国家是日本，并且有趣的是，大阪的国际机场比东京机场面临的风险更大。紧随其后的是韩国、中国香港和美国。俄罗斯的感染人数可能比印度还多，德国(主要是法兰克福和慕尼黑机场)是西欧最容易受到病毒威胁的国家，埃塞俄比亚则是撒哈拉以南的非洲国家中唯一进入“受病毒威胁榜”前30名的国家。
那么，这个模型，以及其他几十个有关疫情爆发的计算机模型，应该受到多大的重视呢？
研究2019-nCoV疫情的科学家正在获取大量数据，以确定事实并且调整他们的模型。例如，截至2月6日，中国内地以外确诊病例最多的地区为日本(45例)、新加坡(28例)、泰国(25例)、中国香港(24例)和韩国(23例)。
这可以被认为是柏林模型的部分预测成功，但它也反映出，这是一次以惊人的速度颠覆假设的动态疫情爆发。例如，1月23日，本次疫情的中心，武汉市关闭所有机场，这从根本上阻断了病毒的航空输出。但就在前几天，在日本海岸外的一艘游轮上发现了61例确诊病例。
许多疾病爆发/传染病/病原体模型的核心是“基本传染数”，或称R0。它指的是，如果病毒的传播没有受到隔离、口罩或其他因素的阻碍，每个感染者可以感染多少人。建模者也关注潜伏期，也就是病毒引起症状所需要的时间。以及患者出现症状和其接触者患病之间的连续时间间隔因素。
在这次爆发中，未知谜团困扰着每一个模型。目前对2019-nCoV潜伏期的估计很难与美国疾病控制与预防中心认为潜伏期为2至14天的观点保持一致。美国东北大学传染病建模师Alessandro Vespignani说：“在这一点上，有非常多的事情需要仔细权衡，这就是建模有困难的原因。”
在首批模型中，有一个模型是由伦敦帝国理工学院的研究小组于1月17日，在其网站上发布的。通过观察中国境外确诊的感染病例，推断出可能发生在武汉的感染病例数量。
当研究小组发布该模型时，武汉只报告了41例由该病毒引起的病例，但该模型估计，截至1月12日，武汉市已有1723人感染该病毒。那些当时令人吃惊的预测结果在现在看来很是奇怪：截至2月5日，共有27619例确诊病例，而香港大学的建模师Joseph Wu团队1月31号在《柳叶刀》在线发表的模型研究估计：截至1月25日，仅在武汉市就有75815例病例。
许多早期的计算——包括洪堡大学建模团队最初每天更新的机场分析——在武汉关闭公共交通后失去了所有意义。Vespignani说：“那是两周前的事了，现在看来好像是两年前的事了。”
目前最令人烦恼、可能破坏建模的谜团之一是，2019-nCoV无症状患者，是否会传播病毒。有可能有些感染者永远不会发病，但仍在传播病毒；也有可能感染者在出现症状之前也能传播病毒。Vespignani表示：“流行病的命运主要取决于这种因素。”
目前，病毒诊断测试通常只针对那些因为生病而寻求治疗的人。发现无症状或症状前病例的一种方法是血液检查，寻找免疫系统对2019-nCoV的反应迹象。
鹿特丹医学中心的流行病学家Marion Koopmans领导的团队正在开发针对2019-nCoV的抗体测试，他说：“想了解病毒的所有传播途径，你需要收集与感染者有接触的人的血液样本，并在2周后做相同的检查，看他们是否已经产生了病毒的抗体，这能让你更好地估计无症状的传播。
除了需要更好的数据，模型还会受到记者或公众对其预测结果的解读方式的影响。牛津大学的数学流行病学家Robin Thompson对本次疫情也进行了建模，他认为许多新闻报道歪曲了对基本传染数R0的描述，夸大了传播的风险。“它在这次疫情中被滥用了。”
对2019-nCoV的大多数估计认为R0在2到3之间，也就是说一个感染者将感染另外两到三个人，但这只是平均值。也有一些偶然情况，一些被感染的人不会把病毒传染给其他人。
从人口的角度来看，真正的问题是，在R0是，比如2.2的情况下，那么病毒持续传播的概率是多少?对于这种新病毒，Thompson计算出，如果没有任何方法(例如疫苗)可以防止传播，那么从单个感染者开始持续传播的几率为54.5%。
R0在爆发期间不会改变，因为病毒有明确的、固定的传染因子——例如，麻疹比流感更容易在人群中传播。但即使没有疫苗，人类行为和环境本身也能改变传播的可能性。
医院隔离受感染的病患，或者他们选择居家隔离。随着疫情的成熟和许多人由于先前的接触而产生了免疫力，从而减少了易感宿主的数量，也常常会使得疫情进一步的减少。勤洗手、穿防护服和保持社交距离也能降低传播率。气候的变化，如冬去春来，可能会影响呼吸道病毒通过空气传播的能力。
Thompson还计算出，如果50%有感染症状的人被隔离，还有20%无症状，那么持续传播的风险是24.2%。
中国以外的国家仍有很好的机会控制2019-nCoV病毒。Thompson说：“在疫情爆发的早期，如果能迅速隔离少数感染者，那么这种病毒消失的可能性就会高得多。”
归根结底，模型是一种基于科学的尝试，旨在为公共卫生政策提供信息。Joseph Wu说，他怀疑现在限制从武汉出发的旅行是否会对病毒在中国国内传播产生影响。
Wu指出，根据一个国际科学家团队的计算，武汉的旅行限制措施(被这些科学家称为人类历史上规模最大的隔离措施）仅将病毒在中国其他城市的传播时间推迟了2.91天。
“现在继续封锁武汉不会改变中国其他城市的（流行病学）曲线，”Wu说：“现在，保持社交距离至关重要。”
截至发稿日期2月7日，香港已有24例确诊病例。也是直到2月7日，香港才对来自中国内地的旅客关闭口岸（对于所持旅游签证有效期限或签注逗留期限不足14天的人员，将拒绝入境）
“公众要求政府减少来自内地的客流量，而政府有不同的理由不愿意这样做，”Wu说。“公共卫生是重中之重，但经济也是一个主要问题。如果它切断了人员流动，也会切断通往香港的必要产品的供应链。”
因此，在2019-nCoV疫情传播中，公共卫生和政治因素之间的平衡，意味着对R0、潜伏期和其他变量的精确理解，也只能在一定程度上提高模型的预测能力。正如大多数诚实的建模论文所警告的那样，“这种分析是有限的。”
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