复旦大学余宏杰课题组在新冠肺炎的流行病学与传播动力学领域 取得重要进展
供稿 余宏杰课题组
近期，复旦大学余宏杰课题组联合湖南省疾病预防控制中心、美国印第安纳大学公卫学院等团队，在新冠肺炎的流行病学与传播动力学领域取得重要进展。研究结果以“Infectivity, susceptibility, and risk factors associated with SARS-CoV-2 transmission under intensive contact tracing in Hunan, China”为题，于2021年3月9日在线发表在Nature Communications（论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-021-21710-6）
余宏杰课题组前期已系统研究了新冠肺炎的流行病学与传播动力学特征：1）阐明了湖北省外新冠肺炎疫情早期的流行病学特征演化，发现了病例在症状出现前或症状出现后的很短时间内就具有传染性（Zhang J et al, Lancet Infect Dis 2020）；2）探讨了年龄、接触模式、增加社会距离、人群易感性和新冠肺炎传播动态之间的相互作用（Zhang J et al, Science 2020）；3）量化了生物学因素、行为学因素与非药物性干预措施对新冠肺炎传播的相对贡献（Sun K et al, Science 2021）。然而，随着新冠肺炎疫情进展及其流行病学和传播动力学研究的不断深入，关键流行病学参数（包括潜伏期、系列间隔、代际间隔与传染期）、易感性和传染性的驱动因素受研究时间、地点、样本量、现场调查及其数据质量、传播链中的代际关系及接触人数等因素影响。此外，无症状传播与症状前传播对新冠肺炎传播的贡献各有多少？儿童在新冠肺炎传播中的作用如何？回答这些关键科学问题可以帮助加深对新冠肺炎传播模式的认识，对新冠肺炎个体易感性与传染性的理解，进而为新冠肺炎大流行的防控政策提供科学依据。
为此，余宏杰课题组利用2020年1月13日至4月2日湖南省确诊的1,178名SARS-CoV-2感染者及其15,648名密切接触者的调查与追踪数据，开展了一项流行病学模型研究，旨在了解不同流行时间段流行病学参数的变化，确定无症状传播及症状前传播的作用，探讨新冠肺炎的传染性、易感性及影响其传播的因素。
研究结果表明，新冠肺炎的平均潜伏期和代际间隔分别为6.4天和5.7天，平均系列间隔为5.5天，其传染性在症状出现前1.8天达到峰值，95%的传播事件发生在病例发病前8.8天至发病后9.5天，59.2%的传播事件发生在症状前（图1）。
图1：新冠肺炎的流行病学参数，A：传染期和系列间隔；B：潜伏期和代际间隔。
实施公共卫生一级响应前、后，平均系列间隔（从7.0天下降至4.1天）与症状前传播的比例（从50.8%上升至76.7%）均发生了较大变化，表明湖南省采取的病例隔离和密接追踪等干预措施将多数传播事件限制在了感染的早期阶段，有效地控制了疫情的进一步传播。研究还发现了症状前传播和无症状传播的相关证据（图2），其中无症状感染者引起了3.5%（15/432）的本地传播事件，而在至少存在一个无症状感染者的聚集性疫情中，由无症状感染者引起的本地传播事件占60%（15/25）。
图2：湖南省存在症状前传播或无症状传播的新冠肺炎聚集性疫情传播链，
A：症状前传播；B：无症状传播。
感染者和被感染者年龄接触矩阵显示，15-64岁的密切接触者被感染的风险显著高于其他年龄组的密切接触者。校正传播链中上一代病例与其所在聚集性疫情的影响后，发现新冠肺炎的传染性在不同年龄与性别的人群、无症状感染者和具有临床症状的确诊病例间，均无统计学差异；较15-64岁人群，0-14岁人群的易感性更低（OR=0.58, 95% CI 0.34-0.98），65岁及以上人群的易感性更高（OR=1.65, 95% CI 1.03-2.64）。此外，家庭内接触发生新冠肺炎传播的风险显著高于亲属间接触、社会接触及其他接触模式。值得注意的是，随着病例在传播链中传代次数与累计接触人数的增加，新冠肺炎的传播风险呈显著降低的趋势。
本研究系统阐述了新冠肺炎传播动力学参数的动态变化，揭示了无症状传播和症状前传播在疫情传播和防控中的重要作用，评估了接触模式、传代次数与接触人数等因素对新冠肺炎传播的影响，证实了不同年龄人群的易感性存在较大差异，同时强调了儿童在新冠肺炎传播中不可忽视的作用。研究成果证明了采取病例隔离、密接追踪等人群干预措施和戴口罩等个人防护措施的必要性和有效性，可为后期制定更有针对性、可持续的防控措施提供科学依据，从而最大程度地减少新冠肺炎对全球健康、社会和经济的影响。
湖南省疾控中心胡世雄、复旦大学公共卫生学院2018级博士生王微、2019级博士生王岩和美国印第安纳大学公卫学院Maria Litvinova为共同第一作者，复旦大学公卫学院教授、复旦大学附属华山医院感染病科和上海市重大传染病和生物安全研究院双聘PI余宏杰、美国印第安纳大学公卫学院Marco Ajelli和湖南省疾控中心高立冬为共同通讯作者。本研究得到国家自然科学基金委国家杰出青年科学基金（81525023）和上海市科委应急科技攻关项目（20411950100）等项目的资助。
