《自然》：2020年，美国已有超过1亿人感染新冠病毒

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《自然》论文：2020年，美国已有超过1亿人感染新冠病毒

中文来源：环球科学

2021/08/30

论文
论文标题：Burden and characteristics of COVID-19 in the United States during 2020
作者：Pei, Sen, Yamana, Teresa K., Kandula, Sasikiran, Galanti, Marta, Shaman, Jeffrey
期刊：Nature
发表时间：2021/08/26
数字识别码：10.1038/s41586-021-03914-4
摘要：The COVID-19 pandemic disrupted health systems and economies throughout the world during 2020 and was particularly devastating for the United States, which experienced the highest numbers of reported cases and deaths during 20201–3. Many of the epidemiological features responsible for observed rates of morbidity and mortality have been reported4–8; however, the overall burden and characteristics of COVID-19 in the United States have not been comprehensively quantified. Here we use a data-driven model-inference approach to simulate the pandemic at county-scale in the United States during 2020 and estimate critical, time-varying epidemiological properties underpinning the dynamics of the virus. The pandemic in the US during 2020 was characterized by national ascertainment rates that increased from 11.3% (95% credible interval (CI):8.3 – 15.9%) during March to 24.5% (18.6 – 32.3%) during December. Population susceptibility at year’s end was 69.0% (63.6 – 75.4%), indicating that roughly one third of the US population had been infected. Community infectious rates, the percentage of people harbouring a contagious infection, rose above 0.8% (0.6 – 1.0%) before the end of the year, and were as high as 2.4% in some major metropolitan areas. In contrast, the infection fatality rate fell to 0.3% by year’s end.

所属学科：
流行病学


图片来源：pixabay



编译 | 吴非



就在本周，由辉瑞-BioNTech研制的首款mRNA疫苗刚刚正式获得FDA的批准，在美国完全上市。事实上，从去年20-12月至今，包括辉瑞疫苗在内的多款疫苗早已在美国广泛接种。目前，已经有超过1.6亿美国人完成了两剂疫苗接种。



但与此同时，美国的新增病例数并未随很多人所预期的那样持续衰减。今年21-7月，美国单日感染人数再次迅速攀升。7月初，美国全国的日均新增病例降至1万出头；但不到两个月后，这个数字增长到了近15万。根据美国疾病控制预防中心的数据，就在本周，美国的新冠累积病例数已经超过了3800万。



这样的情况已经让人不那么乐观，而就在本周，一篇发表于《自然》杂志的论文得出了一个更加令人担忧的结论：美国的实际感染数字远超官方统计数字，早在去年年底，全美就有近三分之一的人感染过新冠病毒。



事实上，实际感染数字高于确诊人数，这个结论本身并不意外。由于很多轻症或无症状感染者并非寻求就医、一些感染者就医时没有接受新冠检测，再加上疫情早期的检测能力有限、检测标准较为严格、检测精度也有所缺陷，以上多种因素共同决定了，除了统计数字中的3800万人，在人群中还有很多被漏掉的隐藏感染者。在这种情况下，如何才能相对准确地估算出真实的感染人数？





图片来源：pixabay



巨大的鸿沟



目前，有两种手段可以用于估算感染者人数。一方面，在疫苗投入使用之前，血清中的新冠抗体阳性率可以用作估算群体感染率的一项指标。去年7月，发表在《美国医学会杂志·内科学》的一项研究就收集了去年3-5月间，美国不同地区居民的血清样本。随后的检测结果显示，这些区域的实际感染人数可能是统计数字的6~24倍。同样地，去年4月，一项对洛杉矶居民血清中新冠病毒抗体检测估计，当地居民的抗体阳性率达到了4.65%，这一数字是当时的官方统计数字的40余倍。



但是，在疫苗开始接种之后，新冠疫苗也可以让未被感染的人群产生相应的抗体，因此此时的血清阳性率无法再单独反映感染人数，而是表示感染以及接种疫苗后产生抗体的总人数。在这种情况下，计算机模拟成为了解早期实际感染情况的有效手段。



去年20-9月，就有一项基于模拟的研究在校正了早期的测量偏差之后提出，去年20-4月中旬美国可能已有640万人感染过新冠，这一数字是当时的统计数字的9倍。而造成这一巨大鸿沟的主要原因，就是大量无症状感染者没有得到检测。



考虑到上述偏差，美国疾病控制与预防中心（CDC）的官网也基于之前的一系列研究，对美国实际的新冠感染、住院、死亡人数进行了估计。根据CDC的估计，在美国，每确诊1位新冠患者，就有3.2位感染者被忽略，没有得到诊断。据此估计，截至今年21-5月，美国可能已经有1.2亿人感染过新冠病毒，其中超过1亿人是有症状感染。





图片来源：CDC



超过1亿人感染



相比之下，最新的《自然》研究给出的数字更加恐怖。



这项研究的主要作者裴森是哥伦比亚大学环境健康科学系的助理教授。他与合作者开发了一个基于数据驱动的新冠传播模型。这个精确到县的模型，可以对病毒在美国共3142个县内部及之间的传播进行模拟。



根据他们的研究，截至去年20年末，美国全国的易感人群占美国总人口的69%。值得注意的是，美国恰好是从去年年末开始陆续接种疫苗，因此截至年末时，被易感人群排除在外的那31%的人口，代表的正是已经被感染（而非已经打疫苗）的美国民众。换言之，总体而言，近三分之一的美国人已经被感染。





图片来源：研究论文



从预测的感染人数中，研究者还能看见确诊率的走势：在疫情早期，由于检测能力不足、对检测条件的限制比较严格，因此确诊率较低。根据这项研究，在2020年3月时，美国整体的确诊率仅有11%；到20-12月，这一数字提升至25%，但这意味着每4位新冠感染者中，就有3位在不知情的情况下，得到了进一步传播病毒的机会。



在这项研究中，研究团队还特别关注了5个大城市的感染情况。根据模型，去年20年末时，芝加哥（48%）、洛杉矶（52%）、迈阿密（42%）和纽约市（44%）的感染比例均高于美国全国均值；仅有菲尼克斯的27%低于全国平均感染率。



而在南/北达科他州、明尼苏达州、威斯康星州以及艾奥瓦州，感染比例更是惊人——超过60%的人已经遭受了新冠病毒的感染，而其中大多数人直至病毒消失都没有察觉到。




美国各地易感人群的比重（图片来源：研究论文）



裴森表示：“虽然疫苗的应用以及新型突变株的传播使得情况发生了变化，但很重要的一点仍然是了解疫情在第一年的危险程度。”



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计算机模拟
易感人群

https://www.nature.com/articles/s41586-021-03914-4

https://www.linkresearcher.com/t ... c-9b9d-e4929cda509c



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