中华预防医学杂志    2020年06期 新型冠状病毒肺炎流行有关影响因素分析    PDF     文章点击量:264    
中华预防医学杂志2020年06期
中华医学会主办。
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杨海燕 段广才
YangHaiyan,DuanGuangcai
新型冠状病毒肺炎流行有关影响因素分析
Analysis on the epidemic factors for COVID-19
中华预防医学杂志, 2020,54(6)
http://dx.doi.org/10.3760/cma.j.cn112150-20200227-00196
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投稿日期: 2020-02-27
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新型冠状病毒肺炎流行有关影响因素分析
杨海燕 段广才     
杨海燕 郑州大学公共卫生学院流行病学教研室 450001
段广才 郑州大学公共卫生学院流行病学教研室 450001
摘要: 新型冠状病毒肺炎作为一种新发传染病,其流行过程具有一系列特殊影响因素和条件。本次疫情中,病原体“新”,使人产生“疑惑”;起病“缓”,给临床带来“迷惑”;传染源“杂”,给防控造成“困惑”;传播途径“易”,促使发病“剧增”;人群易感性“高”,引起“高发”;加之自然因素“复杂”和社会因素“叠加”,是本次疫情广泛传播流行的明显特征。我国采取的积极有效防控策略和措施极大改变了本次疫情的自然流行过程和轨迹,受到世界卫生组织专家组的高度肯定和众多国家和国际组织的赞扬。但认真总结,深入思考,从全局和长远谋划、实现中国乃至全球公共卫生安全将是今后一个相当长期的艰苦工作。
关键词 :新型冠状病毒肺炎;疾病流行;影响因素
Analysis on the epidemic factors for COVID-19
YangHaiyan,DuanGuangcai     
Department of Epidemiology, School of Public Health, Zhengzhou University, Zhengzhou 450001, China
Corresponding author: Duan Guangcai, Email: gcduan@zzu.edu.cn
Abstract:As a new infectious disease, the epidemic process of COVID-19 has a series of special influencing factors and conditions. In this paper, some obvious characteristics of this widespread epidemic are discussed, including the new pathogen making people feel confused, the slow onset bringing confusion to the clinic, the miscellaneous source of infection also causing confusion to prevention and control work, the easy route of transmissions leading to a sharp increase of confirmed cases, the high susceptibility of the population leading to a high incidence, and the natural epidemic process coupled with the complexity of natural factors and the superposition of social factors. The positive and effective prevention and control strategies and measures adopted by China have greatly changed the natural epidemic process and trajectory of this epidemic, which has been highly affirmed by the expert group of the World Health Organization and praised by many countries and international organizations. However, to sum up carefully and think deeply, it will be a long-term and arduous work to plan and realize public health security in China and even the world in the future.
Key words :COVID-19;Epidemics;Risk factors
全文

新型冠状病毒肺炎作为一种新发传染病,截至2020年3月1日,中国以外的58个国家和地区有报告病例。中国内地确诊80 026例,死亡2 912例;香港、澳门和台湾地区确诊148例,死亡3例;国外确诊7 169例,累计死亡104例。国家卫生健康委员会曾于2月8日将本次流行的疾病命名为新型冠状病毒肺炎(简称新冠肺炎),又于2月21日将本病的英文名称统一为COVID-19,与WHO一致,中文保持不变。传染病的流行影响因素复杂,而新发传染病的广泛流行,更是具有一系列特殊影响因素和条件。本文仅对传染病流行过程中的诸影响因素作一分析,以期对本次疫情的认知和未来新发传染病的及时有效应对提供一些信息。

一、病原体特征与传染来源  

(一)病原体的特征  

1.病原体发现:  在疫情早期,国内三家研究单位(中科院武汉病毒所、中国疾病预防控制中心和上海市公共卫生临床中心)从获得的患者标本相继分离到病毒毒株,并公开了病毒全基因组序列。结果均证实,这是一种从未在人类发现的新冠状病毒。1月9日国家卫生健康委员会宣布,“不明原因肺炎”的病原体初步定为新型冠状病毒,WHO将其命名为2019 novel coronavirus(2019-nCoV)[1]。2月11日,WHO将新型冠状病毒感染的疾病命名为“COVID-19”[1]

2.2019-nCoV致病机制不清,且可能多器官侵害:  2019-nCoV主要通过与人血管紧张素转换酶Ⅱ(ACE2)结合进入细胞,与其他β-冠状病毒不同的是,最初的病毒复制不仅发生在上呼吸道黏膜上皮(鼻腔和咽部),而且也发生在消化道等器官。一些患者还表现出非呼吸系统症状,如急性肝、心脏损伤、肾衰竭和腹泻等[2, 3, 4, 5, 6]。研究者发现ACE2受体在鼻黏膜、支气管、肺、心脏、食道、肾脏、胃、膀胱和回肠中均广泛表达[2]。近期,临床医生也提出了2019-nCoV对睾丸组织的潜在致病性[7]。多器官的侵袭导致该病的病情复杂,临床表现多样,尤其是疾病早期,更是难以判断。同时,该病的重症比例较高,钟南山院士等研究显示重症比例达15.74%(173/1 099),且相当一部分患者发病一周后病情突然加重,预后不良,病死率为1.36%[8],武汉地区病死率高达为4.34%(截至2月26日数据),这些都为临床资源的需求和救治带来巨大压力。

(二)传染来源不清  新型冠状病毒的来源至今尚不清楚。流行病学调查和病原学分析显示,武汉华南海鲜市场可能是本次病例发生的一个重要传染来源。根据已有证据普遍认为病毒来源于野生动物,具体是哪种动物感染了该病毒并传染给人,尚未确定。

1.关于地点:  国内学者对早期患者分离病毒基因组研究发现,与中国菊头蝠样本的一株冠状病毒(RaTG13)的基因序列一致性高达96.2%[9]。其他研究也支持2019-nCoV和在蝙蝠中传播的冠状病毒之间存在联系。对早期的41例病例回顾性分析,37例有武汉华南海鲜市场暴露史。武汉华南海鲜市场采集585份环境标本,发现33份呈新型冠状病毒阳性。由此推测,武汉华南海鲜市场可能是本次疫情病毒的一个传染来源。而另有研究分析93个新型冠状病毒标本基因组数据,发现早期病例样本基因型可能来自华南海鲜市场之外,并推测华南海鲜市场并非唯一的暴露源头[10]。因此,传染来源地点不明,为该病的预防控制带来一定的不确定性。

2.关于宿主:  虽然蝙蝠很可能是2019-nCoV的自然宿主,但从野生动物传到人的途径,学者们观点不一。有研究支持病毒向人类传染转移的中间宿主可能为穿山甲[11]。另有研究者认为除穿山甲外,蛇、龟类等也有可能作为潜在中间宿主[12]。现阶段对穿山甲等野生动物中冠状病毒的大规模监测可以增进对动物中冠状病毒谱的了解,这对于探索传染来源具有一定意义。
        以上这些因素给我们认识新型冠状病毒传播轨迹带来很大疑惑,从而也影响对该病流行轨迹的阐明和决策。

二、传染源的复杂性与高传染性  

(一)传染源复杂  与2003年严重急性呼吸综合征(severe acute respiratory syndrome,SARS)疫情相比,SARS多数感染者在较短时间内出现明显的临床症状,如发热等,且病情进展较快,使其传染源容易识别,因而,控制隔离传染源(包括患者和密切接触者)、切断传播途径等防控措施相对容易实施;而新冠肺炎起病缓慢,潜伏期较长,发病早期临床表现不典型,发病隐匿。这些因素,给专业人员和防控决策带来很大困难。目前资料显示,患者可以作为传染源,潜伏期患者以及无症状的感染者也可以作为传染源。中国疾病预防控制中心对72 134例报告病例分析显示,899例为无症状感染者,占1.2%[13]。河南安阳一起家族聚集性疫情(5例)疑因1名无症状感染者引起(武汉返乡人员)[14],广东、甘肃家庭聚集病例中也均发现无症状感染者[15, 16]。此外,研究发现康复患者仍可能携带病毒[17]。因此,确定新冠肺炎的传染源和完全控制隔离传染源成为本次疫情中的一大难题。

(二)潜伏期较长  相对于其他急性呼吸道传染病,新冠肺炎的潜伏期比较长。国家卫生健康委员会发布的《新型冠状病毒感染的肺炎诊疗方案(试行第六版)》显示,该病的潜伏期通常为1~14 d,多为3~7 d。与SARS的潜伏期为2~10 d相比较,新冠肺炎的潜伏期更长。本课题组前期对湖北疫区外325例聚集性病例推测的潜伏期为1~20 d,中位数为7 d,众数为4 d。Zhou等[9]研究显示,1 099例病例的潜伏期中位数为3 d(范围0~24 d)。较长的潜伏期及潜伏期具有传染性的特点,是新冠肺炎的一个重要特征。长潜伏期和起病较缓的临床特征给早期的决策形成带来迷惑,同时也给相关防控政策的制定带来挑战。

(三)传染期比较长  目前,新冠肺炎各类传染源的传染期仍不清晰,使不同类别传染源隔离期限的确定缺乏更详细的数据支撑。如临床患者治疗周期一般20 d左右,治愈出院需隔离观察14 d,如果再考虑一个常见潜伏期,则一个患者具有传染性的时间达40 d之久。无症状感染者的传染期更为复杂,除非暴露时间很明确,否则,其传染期更难以判断。Hu等[18]研究显示,无症状传染者的传染期可能高达29 d。

(四)基本再生数高  基本再生数(R0)的高低可以决定流行过程中病例增长的速率。就目前疫情发展情况及其在人群传播的聚集性特征,新冠肺炎的传染性很强,R0远高于SARS和中东呼吸综合征(middle east respiratory syndrome, MERS)[19]。WHO报告显示新冠肺炎病例的R0为1.4~2.5;国内一项研究发现R0为3.3~5.5[20];美国的研究显示R0估计为3.77(95%CI:3.51~4.05)[21]。考虑到R0影响因素的复杂性,需要进一步评估和持续研究。我国采取的严格防控措施,会大大影响传染源的传播效率。从国外个别国家(防控力度相对小)传播速度来看,截至2月24日,韩国确诊病例数602例,新加坡89例,马来西亚22例。这三个国家多起确诊的新冠肺炎病例都与新加坡君悦大酒店1月19日举行的一场109人的商业会议有关。可见多地区参与的人群聚集(如国际会议等),可加速新冠肺炎疫情的传播扩散。

三、传播途径非常易于实现  

(一)传播途径复杂  新冠肺炎的主要传播途径是飞沫传播、密切接触传播,不排除气溶胶等传播[22]。有资料显示,患者粪便和尿液中也可分离到病原体。

1.飞沫传播:  含有大量病原体2019-nCoV的飞沫在传染源呼吸、打喷嚏、咳嗽时经口鼻排入环境,距离大约1 m,易感者直接吸入飞沫后引起感染。飞沫传播主要累及传染源周围的密切接触者。在没有外部条件帮助下,飞沫喷射到2 m以外的可能性很小。这种传播在一些拥挤且通风较差的公共场所如会议室、餐馆、车站、公共交通工具、电梯、临时工棚等较易发生[22]。同时,也是引起新冠肺炎聚集性病例发生的重要场所。

2.接触传播:  接触传播通常有两种方式,即直接接触和间接接触。新冠肺炎传染源排出的病原体很容易污染其周围或接触过的各种物品(如桌椅、扶把手、碗筷等),易感者接触到这些被污染的物品而受到感染。2019-nCoV主要经间接接触传播,但不排除直接接触传播风险[22]。广州市疾病预防控制中心报告在患者居住房间门把手上检测到2019-nCoV核酸。

3.气溶胶传播:  尚待进一步证实。气溶胶是悬浮在气体(如空气)中所有固体和液体颗粒的一种胶体,粒子直径在0.001~100 μm 之间。目前尚无关于气溶胶在传播2019-nCoV病毒方面的研究和数据,也未出现过可能由气溶胶传播的聚集性疫情。有分析显示,“钻石公主”号游轮的病例传播可能跟游轮上的中央空调有一定的关系,但专家认为在中国不是主要的传播方式[22]

4.粪口传播:  SARS-CoV和MERS-CoV在温度、湿度及存活时间上的研究支持其粪口途径传播[23, 24, 25]。而对于2019-nCoV,少数新冠肺炎患者中有胃肠道症状;此外ACE2蛋白在胃、十二指肠和直肠上皮的腺细胞中大量表达,从而使2019-nCoV能进入细胞[26]。研究者也分别从广东、深圳及美国患者的粪便中检测到2019-nCoV的RNA,粪便阳性持续时间为1~12 d [27, 28]。但粪便分离出病原体不一定就是粪口途径,也可以是通过密切接触或气溶胶呼吸道感染。目前没有2019-nCoV在各种环境存活时间的有力证据。

5.母婴传播:  国内学者对9名患新冠肺炎孕妇的回顾性研究,没有确切证据表明感染新型冠状病毒可导致新生儿出现严重不良后果,未发现子宫内垂直传播引起的胎儿感染[29]
        除上述传播方式外,近期有学者报告尿液中也可分离到2019-nCoV[30],结合有研究发现人肾脏和膀胱中ACE2蛋白表达升高,提示2019-nCoV也可以侵袭泌尿系统[31]。呼吸系统以外多器官和系统检测到病毒,使新冠肺炎的传染源和传播途径的确定更加复杂,也增加了该病的传播风险。

(二)传播机制易于实现  传播机制是病原体从传染源排出、生活在外环境及侵入易感者的更换宿主的过程。飞沫和接触传播是2019-nCoV传播机制的具体实现路径。从国内家庭聚集的特征来看,2019-nCoV传播机制容易实现。

(三)病毒在传播途径中的生存状态不清  既往的研究表明SARS-CoV在污水中,4 ℃条件下14 d内仍具有传染性,但在20 ℃下仅持续2 d。SARS-CoV干燥后最多可存活2周,在22~25 ℃和40%~50%的相对湿度下可存活5 d。MERS-CoV在20 ℃和40%相对湿度下在不同表面上可存活48 h,在30 ℃和80%相对湿度条件下可存活8 h[27]。李兰娟院士认为,2019-nCoV在干燥的环境中存活时间约48 h,在空气中2 h后活性明显下降。从人体喷出的飞沫会沉降到不同物体表面,在一些光滑的表面可以存活数小时,如果环境(温度、湿度)合适,也可以存活长达5 d。目前,没有2019-nCoV生存力数据及其在各种介质中的生存状态的文献支持。专家认为在56 ℃、30 min或100 ℃、3 min热水可杀灭病毒。

四、人群易感性高  

1.人群普遍易感:  从目前流行的情况看,人群普遍易感,没有发现年龄、性别、种族等易感差异。但有研究发现癌症患者可能比非癌症患者有更高的新冠肺炎风险[32]。美国的一项大规模数据分析发现,在种族(亚裔与白种人)、年龄(大于60岁与小于60岁)或性别之间,新型冠状病毒受体ACE2基因的表达没有显著差异。而在吸烟者中,ACE2基因的表达均有升高,提示吸烟人群可能更易感[33]。目前不同年龄、性别等发病率的差异是否与暴露几率等有关尚待深入研究。

2.易感人群没有特效保护措施:  目前,易感人群没有有效特异免疫制剂。非特异免疫制剂、中医中药等是否有一定的预防保护作用尚需深入研究。不同类型的新型冠状病毒疫苗正在全球同步研发。在中国,灭活疫苗、重组基因工程疫苗、核酸疫苗、采用腺病毒载体和减毒的流感疫苗载体疫苗正在开展研究,部分疫苗最快4月下旬可申报临床试验,在特定条件下争取应急使用[34];美国生物技术企业莫德纳公司2月24日宣布,已向美国国家过敏症和传染病研究所运送了该公司生产的首批新型冠状病毒疫苗mRNA-1273,用于开展一期临床试验。法国医药公司赛诺菲集团也利用该公司已有的SARS疫苗采用DNA重组技术研发新型冠状病毒疫苗[35]

五、自然因素助长流行  

1.季节因素:  冬季是季节性流感等呼吸道疾病发病的高发季节。根据疾病监测资料,有专家提醒,与新冠肺炎一起即将进入流行季节的有众多其他呼吸道传染病,如流感病毒、副流感病毒、腺病毒、呼吸道合胞病毒、鼻病毒、人偏肺病毒等相关疾病,其临床表现与新冠肺炎有相似之处,难以通过临床表现、胸部影像学鉴别。这些呼吸道感染混杂在当前的新冠肺炎疫情中,对疫情的防控带来很大干扰,钟南山院士[36]多次呼吁强调要注重普通流感和新冠肺炎的区分。

2.气候因素:  气候通过对病原体的生存、传染源的活动、传播途径的物理状况、易感人群的行为等影响疾病流行过程。如天气寒冷,空气干燥,常导致关窗闭门、室内通风不畅,人群室内活动增多等,都是疫情发生的有利因素。约翰霍普金斯大学从WHO、中国疾病预防控制中心和欧洲疾病预防控制中心收集的2020年1月22日到2月4日的新冠肺炎数据,研究发现天气对中国大部分省份新型冠状病毒的传播都有很强的影响。短波辐射和温度是影响最大的变量[37]

六、社会因素促进快速传播  

1.人口流动:  飞速发展的航空、公路和铁路交通运输,促使人口流动更加频繁,这不但加快了疾病传播的速度,也扩大了疾病传播的范围。疫情发生时恰是我国传统节日春节前夕,约500万人包括农民工返乡、学生放假、外出旅游及业务交流等人员在武汉封城前期向国内外流动,加之随后各国的撤侨人员,成为促使本次疫情向全球播散的重要原因[38]

2.人口聚集:  在全民易感的条件下,人口聚集是传染病暴发的导火线。一是春节带来以家庭(单位)聚会(餐)、节日庆祝活动为主的人群聚集;二是各系统年底工作总结交流带来工作人员聚集。这些都加快了新冠肺炎流行的速度和范围。如农历小年,疫情正在蔓延,武汉市百步亭社区举办了第20届“万家宴”活动,10个会场4万个家庭汇聚一堂。2月9日,中国香港首次出现家庭性集体感染新冠肺炎,19人大年初二聚餐,导致至少11人确诊感染病毒。

3.野生动物保护不力:  野生动物是许多严重新发传染病的自然宿主,有数据显示,目前70%的新发传染病均来源于野生动物[39]。食用野生动物以及野生动物的处理过程,是野生动物向人类传播病毒的重要方式。2020年2月24日第十三届全国人民代表大会常务委员会第十六次会议通过全国人民代表大会常务委员会关于全面禁止非法野生动物交易、革除滥食野生动物陋习、切实保障人民群众生命健康安全的决定。

4.疾控系统力量薄弱:  2003年SARS疫情之后,我国公共卫生体系建设一度受到高度重视,硬件设备等得到显著加强,在一些新发和重要传染病防控中发挥了很好的作用。但是,近年来各级疾病预防控制中心运行状况令人担忧,公共卫生队伍建设有待加强,高端人才流失严重[40];甚至还有部分地方计划或已取消疾病预防控制中心;基层疾病预防控制中心和社区卫生服务机构人员结构和综合素质都与日益复杂的高信息化的疾病防控工作和应对突发公共卫生事件处置不相匹配。

5.对传染病流行的模糊认识:  一直以来,我们在SARS、MERS、H7N9流感及其他疫情的防控上,取得了丰富的实践经验,并且我们有平稳运行的国家传染病监测系统。但恰恰是这些优势容易使我们对传染病防控的忧患意识下降。此外,SARS疫情之后尤其是近些年,一些重要传染病的大范围流行被遏制,而我国居民慢性非传染性疾病的疾病负担不断加重,导致我们对传染病危害认识不足。在人类的历史长河中,天花、鼠疫、霍乱以及流感等多种传染病给人类带来了巨大的灾难。本次暴发的新发传染病新冠肺炎的流行,使我们再次清醒认识到,人类任何时候都不能对传染病的危害掉以轻心。

七、展望  根据上述分析,我们不难发现此次新冠肺炎流行的重要影响因素:病原体“新”,产生“疑惑”;起病“缓”,带来“迷惑”;传染源“杂”,造成“困惑”;传播途径“易”,促使“剧增”;人群易感性“高”,引起“高发”;加之自然因素“复杂”、社会因素“叠加”,是本次疫情广泛传播流行的明显特征。从武汉、湖北(武汉除外)、大陆(湖北以外)的疫情流行特征可以看出,我国采取的积极有效防控策略和措施极大改变了本次疫情的自然流行过程和轨迹,受到世界卫生组织专家组的高度肯定和众多国家及国际组织的赞扬。
        目前,全国疫情的“总体战”和湖北(武汉)的“阻击战”都出现向好趋势,相信我们一定能有效遏制疫情。但是,认真总结,深入思考,从全局和长远谋划、实现中国乃至全球公共卫生安全将是今后一个相当长期的艰苦工作。

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