2 月 11 日，中國(guó)工程院院士鐘南山在接受路透社采訪時(shí)表示，新型冠狀病毒肺炎新增感染病例已經(jīng)在一些地區(qū)出現(xiàn)下滑，他預(yù)計(jì)峰值將會(huì)在 2 月中下旬出現(xiàn)，希望在 4 月能結(jié)束。

國(guó)家衛(wèi)健委數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)也顯示，2 月 11 日，全國(guó)除湖北以外地區(qū)新增確診病例 377 例，連續(xù)第 8 日呈下降態(tài)勢(shì)。過(guò)去這一數(shù)據(jù)分別為：890 例(3 日)、731 例(4 日)、707 例(5 日)、696 例(6 日)、558 例(7 日)、509 例(8 日)、444 例(9 日)、381 例(10 日)。

鐘南山表示，做出上述預(yù)測(cè)是基于現(xiàn)有的數(shù)學(xué)模型。不過(guò)，目前人們對(duì)新型冠狀病毒還有很多未知，“我們還不知道病毒為何有如此大的傳染性，這是最大的問(wèn)題?！?/p>

諸多未知的存在，也讓全球科學(xué)家競(jìng)相用各種認(rèn)知工具來(lái)剖析此次疫情。包括鐘南山提到的數(shù)學(xué)模型，全球有數(shù)十個(gè)團(tuán)隊(duì)都構(gòu)建了關(guān)于疫情的計(jì)算模型，以形成洞見(jiàn)。

其中，在中國(guó)之外，哪些國(guó)家和地區(qū)潛在的感染風(fēng)險(xiǎn)最大？是一個(gè)關(guān)注焦點(diǎn)。截至 2 月 12 日 11 時(shí)，中國(guó)之外，其他 24 個(gè)國(guó)家確診總數(shù)已達(dá) 440 例。

柏林洪堡大學(xué)（Humboldt University of Berlin）和羅伯特科赫研究所（Robert Koch Institute）的一組研究人員，近日建立了一個(gè)關(guān)于新冠病毒全球風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的模型，結(jié)果推測(cè)，除了中國(guó)之外，泰國(guó)是新型冠狀病毒相對(duì)進(jìn)口風(fēng)險(xiǎn)比率最高的國(guó)家，緊隨其后的是日本，其次是韓國(guó)、美國(guó)、越南、馬來(lái)西亞、新加坡等。

而英國(guó)南安普敦大學(xué)研究小組的模型推算，在武漢封鎖之前的兩周內(nèi)，預(yù)計(jì)有 59912 名航空乘客從武漢前往中國(guó)大陸以外的 382 個(gè)城市，估算其中 834 名感染了新冠病毒。

世界衛(wèi)生組織曾在 2 月 4 日表示，新冠肺炎疫情目前未構(gòu)成 “大流行”，原因之一是，截至目前大多數(shù)病例均來(lái)自中國(guó)湖北省，而湖北省以外大多是聚集性的“外溢” 病例，其他 20 多個(gè)已報(bào)告疫情的國(guó)家也屬類似的 “外溢” 病例。

但新的研究顯示，全球大流行的風(fēng)險(xiǎn)仍不容小覷。

圖｜全球航空運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的透視圖（來(lái)源：Brockmann Lab）

模型可用于培養(yǎng)“直覺(jué)”

柏林洪堡大學(xué)和羅伯特科赫研究所的計(jì)算模型核心是基于全球空中運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)（WAN），其中包含了全球 3893 個(gè)機(jī)場(chǎng)節(jié)點(diǎn)，這些節(jié)點(diǎn)通過(guò) 51476 個(gè)有向飛行路線連接，進(jìn)而對(duì) 2019 年 12 月起到 2020 年 1 月 23 日關(guān)閉武漢機(jī)場(chǎng)之前，對(duì)武漢新型冠狀病毒的全球傳播進(jìn)行預(yù)期。

該模型展示的排名前 30 的國(guó)家或地區(qū)累計(jì)相對(duì)進(jìn)口風(fēng)險(xiǎn)約為 10％。但對(duì)于中國(guó)大陸的機(jī)場(chǎng)而言，這一比例為 85％左右，因此，所有其他機(jī)場(chǎng)的累計(jì)相對(duì)進(jìn)口風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)在 15％左右。

圖｜中國(guó)大陸之外，排名前 30 的國(guó)家 / 地區(qū)的相對(duì)進(jìn)口風(fēng)險(xiǎn)（來(lái)源：Brockmann Lab）

新冠病毒爆發(fā)后，全球已有數(shù)十個(gè)關(guān)于疫情的計(jì)算模型，研究的科學(xué)家們不斷獲取大量動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，以對(duì)模型進(jìn)行調(diào)整。柏林洪堡大學(xué)的這個(gè)模型靠譜么？事實(shí)證明是部分成功的，因?yàn)閺臄?shù)據(jù)來(lái)看，截至 2 月 12 日 10 時(shí)，在中國(guó)以外確診病例最多的國(guó)家依次是日本（202）、新加坡（47）、泰國(guó)（33）、韓國(guó)（28）、馬來(lái)西亞（18）、德國(guó)（16）、越南（15）等。

但沒(méi)有模型是 100% 準(zhǔn)確的，病毒的發(fā)展總是以令人難以置信的原因顛覆各種假設(shè)。例如，中國(guó)武漢的機(jī)場(chǎng)已于 1 月 23 日關(guān)閉，這從很大程度上改變了中國(guó)航空公司對(duì)該病毒的出口可能，但近日停泊在日本橫濱港的鉆石公主號(hào)游輪上確診的感染者數(shù)量卻已高達(dá) 174 人，病源是一位香港老人，這瞬間提高了日本的感染總數(shù)，航空數(shù)據(jù)之外的其他傳播途徑同樣令人擔(dān)憂。

洪堡大學(xué)的物理學(xué)家德克 · 布羅克曼（Dirk Brockmann）是建模團(tuán)隊(duì)的負(fù)責(zé)人，他說(shuō)：“這并不是一個(gè)為了進(jìn)行定量預(yù)測(cè)的工具?！惫残l(wèi)生官員和政策制定者必須培養(yǎng)一種直覺(jué)，因?yàn)檫@種病毒是未知的。模型可以幫助他們培養(yǎng)直覺(jué)。

圖｜從武漢機(jī)場(chǎng)始發(fā)到網(wǎng)絡(luò)中所有其他機(jī)場(chǎng)的可能傳播路線，氣泡大小代表每個(gè)機(jī)場(chǎng)的相對(duì)進(jìn)口風(fēng)險(xiǎn)大小（來(lái)源：Brockmann Lab）

那么怎么定義相對(duì)進(jìn)口風(fēng)險(xiǎn)？可以通過(guò)一個(gè)假設(shè)來(lái)理解，假設(shè)有 1000 名感染者在武漢機(jī)場(chǎng)登機(jī)，在德國(guó)，進(jìn)口風(fēng)險(xiǎn)為 0.2％，則意味著在這 1000 個(gè)人中，有 2 個(gè)人將德國(guó)作為其最終目的地進(jìn)行了停留。

圖｜相對(duì)進(jìn)口風(fēng)險(xiǎn)說(shuō)明示意圖。假設(shè)有 100 名被感染的乘客在機(jī)場(chǎng) X 登機(jī)，目的地在網(wǎng)絡(luò)中的其他機(jī)場(chǎng)，并且在此過(guò)程中可能會(huì)經(jīng)過(guò)中轉(zhuǎn)機(jī)場(chǎng)，過(guò)境乘客用灰色表示。請(qǐng)注意，過(guò)境機(jī)場(chǎng) E 的進(jìn)口風(fēng)險(xiǎn)為 10％，意味著 10 個(gè)人將 E 作為最終目的地，即使從 X 進(jìn)入 E 的旅客中有 40％在此轉(zhuǎn)機(jī)到達(dá)另外的目的地。（來(lái)源：Brockmann Lab）

模型中的棘手因素

其實(shí)，許多科學(xué)家試圖做模型，不只是想對(duì)受感染的航空旅行者降落地點(diǎn)進(jìn)行分析，如果他們有足夠的數(shù)據(jù)，模型可以預(yù)測(cè)爆發(fā)的增長(zhǎng)速度，并有助于提醒各種干預(yù)措施的響應(yīng)。

東北大學(xué)傳染病建模專家亞歷山德羅 · 韋斯皮尼亞尼（Alessandro Vespignani）說(shuō)：“當(dāng)模型開(kāi)始包含疾病動(dòng)態(tài)和人口信息時(shí)，信息就不僅僅是直覺(jué)了?！?/p>

但無(wú)疑，準(zhǔn)確度較高的建模是困難的，尤其是在新冠病毒這種新生病毒的疫情中，很多未知因素干擾著每一個(gè)計(jì)算模型。

建模者研究了許多暴發(fā) / 傳染病 / 病原體模型的核心要素“基本繁殖數(shù)”，即R0 ，如果病毒的傳播沒(méi)有受到隔離、口罩或其他因素的阻礙，那么每個(gè)感染者可以感染多少人；也研究了病毒的潛伏期，即病毒引起癥狀所需的時(shí)間；還研究了連續(xù)時(shí)間間隔，指一個(gè)人出現(xiàn)癥狀和接觸到感染者之間的時(shí)間因素。

“有很多東西需要仔細(xì)權(quán)衡，這就是為什么建模有困難的原因?！盫espignani 說(shuō)。

倫敦帝國(guó)理工學(xué)院的一個(gè)研究小組曾于 1 月 17 日在其網(wǎng)站上發(fā)布了首批模型，其中一個(gè)模型通過(guò)觀察中國(guó)境外確診的感染情況，推斷出武漢可能發(fā)生的感染人數(shù)。在該組織發(fā)布該模型時(shí)，武漢只報(bào)告了 41 個(gè)確診病例，但該模型估計(jì)，到 1 月 12 日，該病毒實(shí)際可能使武漢市的 1723 人患病，截止至 1 月 18 日，武漢預(yù)測(cè)已有 4000 人感染此病。1 月 27 日，香港大學(xué)李嘉誠(chéng)醫(yī)學(xué)院院長(zhǎng)梁卓偉與研究團(tuán)隊(duì)利用模型，僅考慮武漢 “封城” 的情況下，推算武漢截至 1 月 25 日已有 25360 例可確診，約 4.4 萬(wàn)人被感染。

當(dāng)時(shí)那些令人吃驚的預(yù)測(cè)數(shù)字現(xiàn)在看起來(lái)卻不再離譜，疫情的峰值甚至越來(lái)越接近模型的預(yù)測(cè)。

當(dāng)前可能干擾建模準(zhǔn)確度最棘手的謎團(tuán)之一，是無(wú)癥狀的新冠病毒感染者是否可以傳播病毒，可能有一些感染者從未生病但仍在傳播，也可能有感染者在出現(xiàn)癥狀之前先傳播。

Vespignani 說(shuō)：“這種流行病的大部分命運(yùn)都在于這一因素。但自武漢封城之后，許多早期計(jì)算都失去了意義，兩個(gè)多星期前的預(yù)測(cè)如今看來(lái)就像是兩年前的事了?！?/p>

現(xiàn)在，用于確診病例的病毒診斷測(cè)試通常僅對(duì)因病而尋求治療的人進(jìn)行。找到無(wú)癥狀或癥狀前病例的一個(gè)方法是檢查人們的血液是否有對(duì)新冠病毒免疫反應(yīng)的跡象。

” 為了了解傳播的全部程度，我們希望從受感染者的接觸者身上采集血液樣本，看看他們是否已經(jīng)產(chǎn)生了病毒抗體，這可以更好地估計(jì)無(wú)癥狀的傳播。”伊拉斯謨醫(yī)療中心的專家瑪麗恩 · 庫(kù)普曼斯（Marion Koopmans）說(shuō)，他的團(tuán)隊(duì)正在為新冠病毒開(kāi)發(fā)抗體測(cè)試。

圖｜醫(yī)院中等待檢測(cè)診斷的老人（來(lái)源：美聯(lián)社）

隨著研究人員對(duì)新冠病毒感染病例有了更深入的了解，模型也可能變得更加清晰，這意味需要有關(guān)感染病例的位置、健康、年齡和性別的詳細(xì)信息，這些數(shù)據(jù)可以幫助建模者對(duì)疫情發(fā)展做出更可靠的假設(shè)。

牛津大學(xué)計(jì)算流行病學(xué)家莫里茨 · 克雷默（Moritz Kraemer）團(tuán)隊(duì)為此做出了一些努力，通過(guò)篩查政府報(bào)告、醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)、可靠的媒體報(bào)道和社交媒體，團(tuán)隊(duì)編制了一份確診病例的“ 清單 ”，目前包含了 15000 多個(gè)病例，記錄了有關(guān)受感染個(gè)體的相關(guān)信息。

“不幸的是，在疫情爆發(fā)期間很少能獲得更詳實(shí)的疫情數(shù)據(jù)，直到現(xiàn)在，這些數(shù)據(jù)只能由政府官方機(jī)構(gòu)例行統(tǒng)計(jì)?！笨死啄硎?，而來(lái)自倫敦衛(wèi)生與熱帶醫(yī)學(xué)院的一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)，利用這 15000 多個(gè)案例數(shù)據(jù)重新評(píng)估了新冠病毒的傳播動(dòng)力學(xué)，得出結(jié)論：一旦一個(gè)地方有三個(gè)病例，病毒在人群中形成的可能性就超過(guò) 50%。

理性看待 R0 值

除了需要更好的數(shù)據(jù)外，模型還受到記者或公眾如何解釋其預(yù)測(cè)的影響。牛津大學(xué)的數(shù)學(xué)流行病學(xué)家羅賓 · 湯普森（Robin Thompson）對(duì)疫情進(jìn)行了建模，他認(rèn)為許多新聞報(bào)導(dǎo)對(duì) R0的描述都亂七八糟。“R0 在這次疫情中被濫用了，有時(shí)候故意夸大了風(fēng)險(xiǎn)?！?/p>

對(duì)新冠病毒的大多數(shù)估算，R0 值在 2 到 3 之間，即 1 個(gè)感染者將感染另外 2 到 3 人，但這只是一個(gè)平均值。

從人口的角度來(lái)看，真正值得關(guān)注的問(wèn)題是，R0 在爆發(fā)期間可能不會(huì)改變，因?yàn)椴《咎烊痪哂幸欢ǖ墓潭▊魅拘砸蜃?，但即使沒(méi)有疫苗，人類的行為和環(huán)境本身卻會(huì)改變傳播的可能性。

湯普森通過(guò)建模估計(jì)，如果 R0 為 2.2，這種新冠病毒沒(méi)有任何東西（例如疫苗，隔離）阻止傳播，那么從一個(gè)受感染的人開(kāi)始就可以有 54.5％持續(xù)傳播的風(fēng)險(xiǎn)。如果隔離了 50％的有癥狀感染者和 20％無(wú)癥狀，那么持續(xù)傳播的風(fēng)險(xiǎn)就會(huì)降為 24.2％。

影響因素有很多，比如醫(yī)院隔離受感染的人，或者他們選擇留在家里。而隨著疫情爆發(fā)逼近頂峰，進(jìn)一步感染的病例減少，也可能有很多人由于治療而變得免疫，從而逐漸減少了易感宿主的數(shù)量；洗手，戴口罩，穿上防護(hù)服以及與陌生人保持距離也可以降低傳染率；氣候變化，例如冬天變成春天，天氣變暖，也會(huì)影響呼吸道病毒傳播的能力。

在建模人員的術(shù)語(yǔ)中，最重要的不是不變的 R0“基本”復(fù)制數(shù)，而是病毒在某種程度上沒(méi)有想象地達(dá)成復(fù)制數(shù)，R0 不斷變化會(huì)影響建模的其他變量。

湯普森說(shuō)：“除中國(guó)以外的其他國(guó)家仍然有很大的機(jī)會(huì)出現(xiàn)新冠病毒感染者，但如果能很快發(fā)現(xiàn)并隔離出少數(shù)感染者，那么疫情被阻斷的可能性就會(huì)更高?！?/p>

圖｜該圖根據(jù)禁止旅行前兩周內(nèi)離開(kāi)武漢的數(shù)千條飛行數(shù)據(jù)顯示了新冠病毒的潛在全球影響范圍（來(lái)源：WorldPopProject，南安普敦大學(xué)）

英國(guó)南安普敦大學(xué)研究小組近期基于旅行網(wǎng)絡(luò)來(lái)進(jìn)行新的建模研究，團(tuán)隊(duì)對(duì) 2020 年 1-4 月武漢新型冠狀病毒在中國(guó)國(guó)內(nèi)外的傳播風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了評(píng)估，基于未識(shí)別和匯總的手機(jī)數(shù)據(jù)、航空旅客路線數(shù)據(jù)以及案例報(bào)告，研究估計(jì)，在武漢封鎖之前的兩周內(nèi)，預(yù)測(cè)有 59912 名航空乘客從武漢前往中國(guó)大陸以外的 382 個(gè)城市，其中 834 名（95％UI：478-1349）感染了新冠病毒。

這些乘客的目的地城市中大多數(shù)位于亞洲，但歐洲，美國(guó)和澳大利亞的主要航空樞紐也很突出，在預(yù)測(cè)的進(jìn)口風(fēng)險(xiǎn)和已報(bào)告的病例之間有很強(qiáng)的相關(guān)性。因?yàn)榫薮蟮膫鞑タ赡芡ㄟ^(guò)大量航空旅客展開(kāi)（在正常運(yùn)量減少 75% 的情況下為 330 萬(wàn)人），可能需要在 2020 年 2 月至 4 月內(nèi)，在中國(guó)的高風(fēng)險(xiǎn)城市和全球目的地進(jìn)行相關(guān)篩查，以有效地限制傳播超出當(dāng)前范圍。

武漢全面出行限制被研究人員描述為人類歷史上最大的隔離區(qū)，雖然政府竭盡全力地保持公共衛(wèi)生和經(jīng)濟(jì)之間的取舍平衡，但科學(xué)家們提醒，新冠病毒在中國(guó)和國(guó)際出口的進(jìn)一步擴(kuò)散仍可能會(huì)發(fā)生，所有國(guó)家，特別是醫(yī)療體系脆弱地區(qū)，都應(yīng)為遏制新冠病毒傳染做好準(zhǔn)備，盡管所有的分析模型尚有局限性。

來(lái)源：麻省理工科技評(píng)論