我想在过去的一年里,每个人可能都在反复询问这样一个问题:人类能彻底消灭新冠病毒吗?我们能回到疫情之前的世界吗?
特别是基于历史经验和生物学上的相似性,很多人会下意识地拿新冠病毒和SARS病毒相比。我们前面的分析里已经提到,论传播能力,新冠病毒和SARS病毒类似,论致病能力,新冠病毒还远不如SARS病毒。而既然更加强大的SARS病毒都能在人类的围剿下彻底销声匿迹,新冠病毒为什么不可以?

我相信在疫情发展早期,很多人就是这样期待的。2002年底,SARS在中国南方暴发,随后扩散到中国更多省区和全世界二十多个国家,造成超过8000人感染,700多人死亡。但是到了2003年中期,SARS疫情得到彻底控制。在那之后,除了偶然的实验室感染事故之外,SARS在人间销声匿迹。很多人期待,遵循同样的轨迹,新冠疫情在2020年中应该也会消失。
但结果我们都看到了:疫情暴发一年后,我们仍然没有看到它任何减缓的痕迹,传播规模和死亡人数早已是SARS疫情的百千倍,全球发病人数和死亡人数仍然在每日刷新。
这是为什么?我们该怎么办?
为了说明这个问题,我们先来一起分析一下,一种传染病能否被有效遏制甚至被消灭,需要什么样的条件。
前面我们已经引入了“基本传染数”也就是R0的概念。R0衡量的是在理想传播条件下,一个患者在整个病程期间,平均能够传染的人数。任何一种传染病想要持续扩大患者规模,甚至是大流行,R0都必须至少大于1,也就是说,它能够从一个患者传染给超过一个健康人才行。打个比方,如果一个患者在自己被感染期间,平均只能传染0.5个人,那么每过一段时间,等原来的患者痊愈或者死亡,新患者的总数就会减少一半。久而久之,这种传染病自己就会慢慢消失。相反,一个患者能够传染的健康人越多,这个疾病的传播能力就越强,就越有可能成为一个大规模流行病。
但是请注意,相比R0的高低,也就是一种传染病在理想条件下的传播能力,实际传染数R这个指标就更有意义。它衡量的是我们人类能采取什么措施,将疾病的流行限制到什么程度。不管一个疾病的R0有多高,也就是它天然的传播能力有多强,只要我们把实际传染数R降低到1之下,就可以有效消除这种疾病。
那怎么降低实际感染数R的数值呢?我们首先来看看,它到底是由什么因素决定的。
简单来说,它由三个相互独立的因素决定:一种疾病的病程长短;患者和其他人的接触频率;以及每次接触过程中传播疾病的概率。一种疾病的病程越长,在这段时间内患者接触的健康人越多,每次接触的时候感染越容易发生,R当然就越大,这种疾病当然就会更容易流行起来。那如果我们想要限制疾病的流行,就需要考虑如何降低这三个要素。
当然,疾病的感染周期往往是疾病的自身特性,比如流感一般病程就是一周左右,艾滋病的病程就可能长达几年甚至几十年,这个往往不能轻易改变。但是剩下两个要素,也就是接触频率和感染概率,我们就可以作文章了。
防控传染病过程中经常采取的隔离措施(不管是在特定的场所隔离还是居家隔离,是强制隔离还是建议隔离),本质上就是为了减少患者和健康人的接触频率,阻止疾病继续向外扩散。比如说在新冠肺炎疫情里,对新冠肺炎患者,甚至是所有的呼吸道疾病的患者,采取尽收尽治的措施,甚至还需要通过大规模建设方舱医院提高收治能力,就是为了达到这个目的。
类似地,疾病流行期间往往还会限制人群的大规模流动和公众集会。这些措施看起来针对的是健康人,但其实也是为了降低患者和健康人的接触频率。毕竟某种病原体的感染者,可能在出现症状、就医确诊之前,就已经具备了传播疾病的能力。因此即便看起来都是健康人,在紧急情况下也需要限制他们彼此间接触的频率。在新冠疫情中,我们经历的全国范围的停工停学,甚至是以乡村和社区为单元的封锁措施,都是这个目的。
那如何降低接触过程中的感染概率呢?其实说起来也没那么复杂,比如说对于新冠肺炎来说,病毒主要通过飞沫和接触传播,因此佩戴口罩、科学洗手,打喷嚏和咳嗽的时候掩盖口鼻,都能大大降低在人和人接触中的感染概率。疫苗的作用其实也是降低感染概率,一个群体里被疫苗保护、拥有新冠病毒免疫力的人越多,病毒传播过程中的感染概率当然就越低。我们可以做一个简单的估算,新冠肺炎的R0是2.5,也就是说平均一个患者会感染2.5个健康人。那如果人群当中只要有超过60%的人通过接种疫苗获得了免疫力,新冠肺炎的实际传染数R就会被遏制到1以下(2.5×40%=1),疫情蔓延就会被控制住。这就是所谓“群体免疫”的真实含义。
根据这些分析你肯定能看到,从理论上说,只要隔离患者、限制人群流动和集会、采取有针对性的保护措施,还有积极开发和推广疫苗,我们肯定可以有效降低R的数值,遏制传染病的扩散速度,甚至是消灭疾病流行。这是传染病的基本数学规律告诉我们的。
而反过来说,疾病本身的特性除了能够决定R0,也能决定人类的各种防控措施到底在多大程度上能够影响R,还有疾病的未来走向。
我们还是对比一下SARS和新冠肺炎这两种传染病。我们已经知道,它们的R0其实比较接近,那为什么两种疾病的发展趋势截然不同?目前两种疾病都还没有广泛使用行之有效的疫苗,因此疫苗这个因素我们暂且先放下不谈,看看别的影响因素。
在我们对抗SARS的经验中,高效和全面地隔离患者及其密切接触者,切断疾病继续传播的路径,静待潜伏期过去,是一个非常高效的措施,在短时间内让SARS销声匿迹。但是请注意,这种组合拳能够发挥作用,是有几个前提的:
比如说,患者总数始终不大,因此梳理每位患者的密切接触史,将所有人员分别隔离,物质条件能够满足;又比如说,一旦发病,病情就较为危重和典型,患者会被快速识别出来并接受治疗,不存在大量潜在的无症状或轻症感染者被漏掉;再比如说,潜伏期内没有传播能力,因此需要寻根溯源找到并进行医学观察的人数一般不会很多,等等。
从这些分析里你也许就发现了,因为患者基数小,因为症状典型且容易识别,以及患者在潜伏期并没有传播能力,人类的管控措施可以非常有效地降低患者和健康人的接触频率——因为所有有传染力的患者都能够被快速识别和隔离。因此,SARS的实际传染数R就被很快降低到1以下,SARS疫情也因此就在很短时间内销声匿迹。
新冠肺炎则完全不同。
一个不同是患者基数。在咱们国内,国家采取了相当及时的管控措施,没有让疫情蔓延开来,国内新冠肺炎患者最终也没有超过10万人大关,因此有条件对所有患者做到应收尽收,还能够尽可能追踪他们的传播链条,隔离密切接触者。还有,强有力的封城措施也尽量减少了患者在全国范围内的大规模流动。实际上不少模型研究已经说明,中国在2020年初采取的强有力的公共管理措施,很快将病毒传播的实际传染数R降低到了1以下。
而站在2020年底这个时间点上看,全球新冠肺炎患者已经多达5000万人,尚未被发现和报道的患者可能数倍于此,如此庞大的患者基数,从理论上已经无法全部隔离,只能允许绝大多数患者居家自行休养,实际上就连强制居家隔离都难以做到。那么,通过降低接触频率来降低实际感染数R就无从说起了。
实际上,患者基数如此庞大,除了导致疫情管控更加困难之外,还大大推动了新冠肺炎病死率的攀升。这里我想引入“死亡率峡谷”的概念来更好地说明这个问题。
我们已经讨论过,新冠肺炎整体上仍然是一种比较轻微的疾病,即便不考虑全程无症状的感染者,患者当中也有80%症状轻微,比较容易被治愈。整体病死率只有0.3%-0.6%。但是如果我们比较国内湖北地区和其他地区的数据也仍然会发现,两个患者群体的病死率有几倍的差别。类似的现象在2020年春天的意大利、英国、西班牙、法国,还有美国东部地区,也能看到。
究其原因,新冠肺炎的大部分患者,固然症状轻微,但是仍然需要接受及时的支持治疗——比如补液、吸氧等措施——才能较好地痊愈。如果缺乏医疗支持,他们当中的一部分人会发展成重症乃至危重症,从而大大提高病死的概率。而雪上加霜的是,一旦一个地区出现了大量的重症和危重症患者,那么也会进一步耗竭本来用于救助危重患者的资源,比如ICU床位、有创呼吸机、医护人员,进一步推高死亡率。这种现象我称之为“死亡率峡谷”。
而相比能够以指数扩增的患者数量,医疗资源,比如医护人员数量、呼吸机数量、ICU床位、各种药品的储备,即便能够扩增,也仅仅能以线性速度扩大,一旦无法承载患者的治疗需求,结局就是跌入深深的死亡率峡谷。这也进一步证明了疫情早期防控措施的关键性。
而更大的不同,是新冠肺炎的“隐匿性”。这种疾病的症状普遍轻微,又不那么典型和容易识别,很容易被忽略和遗漏。更要命的是一个新冠病毒感染者就算没有任何症状,也同样能够表现出感染力,在不知不觉间将疾病传播开去。这样一来,想要及时识别出新冠病毒感染者并及时采取措施降低接触频率和感染概率,就更困难了。
想要说清楚这个问题,我们要从一个非常流行的概念——新冠“无症状感染者”说起。
首先我们来看看到底什么人是“无症状感染者”。要是顾名思义的话,所谓无症状感染者就是被新冠病毒感染,但却没表现出疾病症状的人。但要是仔细深究一下你会发现,所谓无症状感染其实包含了好几种完全不同的情形。
具体来说,判断是不是被新冠病毒感染,本身是有标准的。想要判断一个人是不是被新冠病毒感染了,世界通行的金标准都还是核酸检测。医生们从一个人的上呼吸道样本——也就是痰液或者咽拭子样本中——通过PCR检测的方法,确认其中存在新冠病毒的基因片段,就可以确认其被病毒感染。这种检测技术的“特异性”还是很好的,也就是说如果核酸检测查出为阳性,那么这个人基本上可以肯定确实被病毒感染了。当然我要提醒一下,核酸检测技术同时存在相当明显的“敏感度”问题,也就是已经被感染的人可能有相当一部分都测不出来,如果检测技术做得不够好,特别是采样的动作不够标准,这个比例甚至会高达50%。这一点非常关键,咱们等下还会说到。
但是判断症状就不是那么容易了。在一个特定的时间断面上,如果我们发现了一个没有症状,但是核酸检测阳性的人,在对他展开深入的追踪之前,我们得承认他可能处于下面这三种不同的情形:
发病前无症状:
一个人确实被病毒感染,但是处在疾病潜伏期内,还没有表现出症状。这段时间内,他的表现就是无症状感染。这段时间一般会持续3-5天,在极少数情况下,我们也看到过长达数周的潜伏期。
全程无症状:
一个人确实被病毒感染,但是从被感染到病毒从体内被清除,整个过程中他都完全没有表现出任何症状;又或者疾病的症状非常轻微,可能就有点小咳嗽、身体乏力等,休息几天就自己好起来了,以至于连这个人自己都没有察觉,或者没有特别当回事。
发病后无症状:
一个人确实被病毒感染,也出现了新冠肺炎的典型症状,但是在自己调养休息,或者医院治疗后,症状消失。但是在那之后,虽然疾病症状没有了,但核酸检测仍然是阳性,或者变成阴性之后又重新变成了阳性。
不知道这么一分解你有没有发现点什么,这三种人,在被新冠病毒感染的过程中都曾经有一段时间可以被定义为“无症状感染者”,对于第一种人是在疾病发病之前,对于第二种人是在疾病发病过程中,对于第三种人则是在疾病好转之后。当然,在很多时候,感染者到底是完全无症状,还是状态太轻微以至于被忽略,是很难严格区分的两件事。我们的讨论也同样适用于这两个人群。
那无症状感染者一共有多大比例呢?
这其实是一个很难回答的问题。这也容易理解,即便在此时此刻,症状轻微或者干脆没有,这样的患者是很难被发现的。
即使在核酸检测非常密集的中国和韩国,一般也只会对出现症状的人,以及和新冠肺炎患者有过密切接触的人做核酸检测(疫情后期的几次大规模城市人口普测是例外)。要是按照欧美各国目前对抗新冠肺炎的措施,如果一个人没有出现新冠肺炎症状是不会被要求做核酸检测的——也就是说,他们的诊断路径根本就不能系统地发现无症状感染者。
这就带来了一个比较大的问题。因为这样一来,我们就没有一个系统的办法能够全面地筛查人群当中那些完全无症状的感染者。他们就有可能成为潜在的传染源,持续传播新冠病毒。想要降低新冠肺炎的实际传染数R就无从说起了。
你可能会说能不能干脆就给整个人群做一轮核酸检测呢?答案是真不行,至少这不太可能是常态。一方面是经济成本会大到无法承受的地步,而且这个过程中会不会因为人群聚集导致疾病传播也是个很大的隐患。另一方面,我们刚刚提到的核酸检测的敏感度问题成为致命的限制因素。作为一种敏感度不算特别高,甚至在某些情况下可能低到50%的检测方法,就算是做了全部人口的筛查,也会漏掉相当比例的“无症状携带者”,这样的筛查意义就非常有限了。因此即便是在疫情后期,国内几个城市采取的全市人口普测核酸,也只能看成是应对疫情反弹的战时措施,而不是常态手段。
当然,一些小范围的研究能帮助我们估算一下这些无症状携带者的大概比例。
比如说日本科学家系统筛查了从武汉撤侨的数百名日本公民,从中发现了4位无症状感染者和9位有症状的患者,无症状感染者的概率超过了30%
。针对“钻石公主”号邮轮上的乘客,日本科学家对他们当中的绝大部分(超过3000人)做了核酸检测,发现了634人核酸阳性。这部分人当中,328人,也就是超过50%,在接受检测时没有表现出症状。
再比如说,3月25日的英国医学杂志提到,对一个大约3000人的意大利村庄进行地毯式的核酸检测后发现,有50%-75%的感染者属于无症状感染
。
类似的比例也被一些数学模型所支持。比如在3月6日,中国科学家在开放获取平台medRxiv发表的一篇论文里就提出,至少有59%的新冠病毒感染者因为无症状或者症状轻微,不会被发现。
尽管数据有些差别,但是我想我们可以做一个粗糙的推测,在某时某地,如果我们发现了一位新冠患者,可能就意味着此时此刻这个地区应该还有一位甚至更多的无症状感染者。当然我们要注意,这些无症状感染者,可能分属上面我们讨论的三种不同的情形,也许正在潜伏期,也许正在恢复期,也许始终不会有症状。每种情形的占比在不同的场景下会有很大的不同。
不管是哪种情形,无症状感染者看起来也同样具备传播病毒的能力。这一点已经得到了不少研究的证明,特别是中国科学家在不少家庭传播的案例中证明了无症状携带者也能够把病毒传播给密切接触的家庭成员。
尽管无症状感染者的传播能力似乎要比有症状的患者稍微低一些,美国疾控中心的数据也支持这个判断。
这样比较下来,我想你应该能理解,为什么SARS和新冠肺炎两种自然状态下传播能力类似的疾病,发展轨迹会有如此巨大的区别了。
但是新的问题又来了。即便有这样那样的麻烦和困难,即便世界范围内新冠疫情的发展确实符合上面的分析,但我们中国的疫情管控仍然取得了巨大的成功。我们到底做对了什么?这些经验能够帮助其他国家和地区吗?
为了回答这个问题,我们还是要回到三种不同的“无症状感染”上来,从对“无症状感染者”的处理措施中,我相信你也会找到答案。
先说第三种情形,也就是疾病症状消失之后,核酸检测仍呈阳性的情况。这种最常见的就是媒体上常有报道的“复阳”:患者发病,住院,治疗,症状消失,核酸检测阴性之后出院,但之后核酸检测又重新出现阳性了。听起来会让你觉得这种疾病真的神出鬼没难以捉摸,但其实这种情况反而比较容易被识别和控制——毕竟患者既然会发病,那么只要能够及时发现患者,收紧出院标准,就能够避免发病后无症状感染者的流动。特别是按照现在使用的诊疗方案,患者在治疗结束、症状消失、核酸检测两次都呈现阴性之后,就可以出院。在这种情况下如果出现核酸检测重新“复阳”,最大的可能性其实是之前的核酸检测出现了“假阴性”,病毒其实还没完全消失。这也就是刚才咱们讨论过的,核酸检测虽然特异性很好,但是敏感度很低的问题。想要解决复阳的问题,其实只需要执行更严格的出院标准就可以。
比如说,已经有不少研究显示新冠肺炎患者的粪便中也携带病毒。上海地区执行的出院标准,来自《上海市2019冠状病毒病综合救治专家共识》,就专门强调除了检测呼吸道样本之外,还需要患者的粪便样本核酸检测也是阴性才可以出院。根据这个标准,上海地区就极少出现“复阳”的患者。而即便不执行这个标准,按照现在的卫健委诊疗方案,出院患者仍然需要隔离14天,还需要定期复查疾病情况,这些措施也可以很好地避免患者“复阳”带来的新一轮疾病传播。
发病前无症状感染者的处理要相对棘手。根据我们的分类,这类人在潜伏期结束后会发病,这个时候只要我们的公共卫生系统能够快速和准确地将其识别出来并且隔离治疗,同时追踪其发病前一段时间内的密切接触者,将他们也集中隔离观察一段时间,就可以有效地做到对疾病的管理。在2020年初的这几个月里,我们中国就是用这样的方法实现了对新冠疫情的快速控制。
当然,潜伏期内传播,就意味着不少为了应对新冠疫情的公共管理政策,如减少人群聚集、在人多的地方佩戴口罩、出现新发疫情重启隔离措施等,会成为长期的政策坚持下去。这些措施能够在很大程度上降低传染病的实际传播能力。保证即便时不时会有新的新冠肺炎患者出现,但是真正传染的人数可以维持在一个很低的水平,阻止疾病的二次暴发。
真正需要担心的是第二种无症状感染,也就是那些从被病毒感染到身体清除病毒,整个过程里都症状轻微甚至毫无察觉的人。
而这部分人体内的病毒含量却有可能并不低,传播能力即便低于那些出现发热咳嗽症状的患者,但是却仍然是一种不可忽视的疾病传播源。而且因为他们发病的隐匿性,使得想要利用隔离等手段阻止疾病传播变得极其困难。
但是即便我们无法全部识别所有的无症状感染者,我们也可以通过间接的办法控制其传播途径。
这里的道理也不难理解,如果无症状感染者传播了新冠病毒,那理论上说,应该也有一部分被感染者会出现新冠肺炎的症状。而这部分患者既然能够出现症状,就应该能够被公共卫生系统识别出来接受隔离治疗,而他们的密切接触者也会因此被隔离和进行核酸检测。这样一来,我们的问题就回到了上一类人的处理方案——发现患者及时救治,同时隔离检测其密切接触者——就可以了。
换句话说,这类全程无症状的感染者的存在,大概率会带来新冠肺炎在社会上中长期的存在和传播,但是只要我们能够及时识别出那些会出现症状的新冠肺炎患者,并且对他们的密切接触者做到及时的发现、隔离和检测,这种疾病就不会重新开始大规模流行。
综合起来看,我想我们可以得出一个结论:想要遏制新冠疫情的发展,如何有效控制患者基数,如何应对无症状或者轻症感染者,是最核心的两个问题。
对于前者来说,中国的经验是快速反应和动员,争取在患者数量还不是特别巨大,社会资源能够有效应对的时候遏制疫情发展。武汉封城防止疫情蔓延、方舱医院收治尽可能多的患者、全国范围大规模的社区隔离措施,本质上都是为了实现这一点。
对于后者来说,中国的经验是打造一个应对疫情的系统工程。这里面至少有几个特别关键的要素:及时、便宜、强制性的核酸检测,保证了大部分无症状和轻症感染者也能够被发现;在社会重新开放后,如果出现新的疫情起伏,在第一时间小范围重启隔离措施,切断了疫情传播的链条;长期坚持佩戴口罩、科学洗手、减少聚集的社会管理措施,降低了接触中的感染概率。所有这些措施结合在一起,为中国社会打造了一个充满韧性的疫情安全网。国内坚持对海外入境人员的隔离和核酸检测,本身也是这张安全网的组成部分。
还有一个问题特别值得一提:不少研究也显示,儿童群体当中,无症状和轻微症状的感染者比例似乎要更高。这就产生了一个风险,当儿童恢复上课和社交活动之后,新冠病毒可能会在他们之间隐匿地传播而难以为人所察觉。患病儿童自身固然疾病并不严重,但却可能会将疾病传播给更年长的家庭成员,从而导致疾病的二次传播。这种现象在欧美重新开放学校之后,也确确实实出现了。
说到这,我想我们可以正式来回答这一章开头的问题了:基于当下新冠疫情的庞大患者基数和新冠病毒传播的隐匿性,新冠病毒无法彻底被消除,将会长期伴随人类世界。但中国在管控疫情中的成功经验,对世界各国的疫情防控仍然有巨大的借鉴意义。
至少在疫苗开发成功并大规模应用之前,对抗新冠病毒将是整个人类世界一项长期而艰巨的任务。对于中国以外的很多地方,率先学习中国和韩国等国家的成功经验,通过大规模检测、强制隔离和全社会禁足,抑制病毒暴发的猛烈势头,是当务之急。在咱们中国,过去1年内取得了巨大的抗疫成就,但尽管整个社会开始重新开放和恢复活动,一部分抗疫措施却可能需要长期坚持下去才能防止疾病的二次暴发。
而在未来,如果人类还将再次面对新冠肺炎这样的全新疾病,可能在第一时间就需要根据疾病的传播规律,打出一套疫情防控的组合拳。
具体来说,我们可能需要清醒地认识到一个“不可能天平”的存在。当我们开始试图管控一种传染病的时候,疾病的两个特性——隐匿性强,患者基数大,是天平的两端,不能同时存在。
这个“不可能天平”的逻辑其实很简单。想要管控传染病,我们需要降低疾病的实际传染数,将其控制在1以下。而想要做到这一点,最重要的办法就是降低患者和健康人的接触频率,以及接触中健康人被感染的概率。而要做到这两点,及时识别患者并采取隔离等措施是关键。
而识别和隔离的有效进行,是有前提条件的。
比如说,对一种严重传染病来说,不管是不是出现了大量患者,也有可能实现快速管控。这是因为严重疾病的识别相对简单,我们可以相对容易地从人群中将患者识别出来隔离治疗,因此能够在短时间内阻止疾病的蔓延。甚至在极端情况下,即便没有有效的管控措施,严重疾病的传播本身也具有自我限制的特性——通俗地说,如果患者快速发病和死亡,那么疾病也无法有效扩散。2002年的SARS疫情,2012年的MERS疫情和2016年的寨卡病毒疫情都属于这种情况。
而如果一种疾病症状轻微,那么唯一能够快速管控甚至消灭它的时机,就是在它刚刚进入人类世界、患者基数很小的时候。在这个时候,因为患者数量有限,我们有可能迅速采取措施普遍筛查所有潜在患者和感染者,并且通过强有力的隔离措施阻止这部分人的自由流动和传播,这也许会有机会将其消灭在萌芽状态。
而对于一种症状总体较为轻微,还出现了相当比例的无症状感染,同时患者基数已经极其庞大的疾病来说,全方位地识别、隔离变得不再现实,那么我们可能就不得不接受和它长期共存的结局。这一点,我们能够参考的对象是诸如季节性流感、诺如病毒感染等疾病。实际上,麻疹病毒的传播,在疫苗发明之前,也符合这个特征。
前事不忘,后事之师。新冠疫情给人类世界留下的创伤和经验,应该能帮助我们更好地应对必将会到来的下一次全新疫情。
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