在线新冠肺炎仪表板计算重新开放和聚会可能存在的风险

一种新工具评估了在不同规模的群体中某人可能感染新冠肺炎的危险程度

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本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点


2020年3月11日,犹他爵士队一名球员新冠病毒检测呈阳性后,NBA暂停了本赛季。一周之内,“疯狂三月”被取消,此后不久,许多州开始发布居家令,持续了数周甚至数月。超级传播事件(例如,Biogen会议华盛顿州合唱团排练和佐治亚州西南部的一个葬礼后聚会)清楚地表明,停止聚会将是美国和其他地方正在进行的公共卫生干预措施的重要组成部分。

现在,两个多月后,包括佐治亚州、佛罗里达州、威斯康星州、马里兰州和其他州在内的许多州,开始通过放宽之前严格的封锁政策来重新开放经济。这些变化将决定在何处以及如何外出的难题从州一级政策转移到个人。对于许多人来说,获得一点正常生活的机会似乎是一种受欢迎的解脱。

但现实是,新冠肺炎的风险并没有过去。远非如此。在这篇文章发表之前的两周内,报告了超过30万例新增阳性病例,报告了30万例新增新冠肺炎阳性病例(更多详情请参见COVID追踪网站)。这些新病例几乎可以肯定大大低估了美国的新病例数量,原因在于检测不足、报告滞后以及识别轻度或无症状病例方面的挑战。病例轨迹的变化使得很难弄清楚:外出就餐的风险到底有多大?


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我们来自佐治亚理工学院、斯坦福大学和应用生物信息学实验室的跨学科研究团队开发了一个名为COVID-19风险评估计划工具的在线仪表板,以帮助个人就风险做出明智的决定,并采取预防措施来减少传播。此风险评估计划器提供了一个估计值,回答了以下问题:在给定规模的群体中,一个人(或多人)感染新冠肺炎的几率是多少?

为了弄清楚这一点,我们必须问一个不同的问题:没有人感染的几率是多少?如果我们知道个人感染的概率p,那么该人未感染的概率为(1–p)。在规模为n的群体中(无论n是10、25、100、250等等)没有人感染的概率,相当于抛掷n次有偏差的硬币,每次出现正面的几率为(1–p),即(1–p)n。依此类推,如果即使一次抛掷硬币出现反面,也意味着有人可能传播新冠肺炎。因此,在给定人群感染概率p的情况下,在规模为n的群体中,一个人或多人具有传染性的概率为:1–(1–p)n

为了估计州一级的人均概率,我们使用过去两周报告的病例数来估计给定州或整个美国潜在活跃循环感染的数量。新冠肺炎的平均传染期约为一周,但考虑到传染性发病和相关病毒脱落的变异性,我们在循环病例中包含了一个保守的界限。

因此,如果在一个人口为1000万的州有50,000例新病例,则人均概率为0.5%。这看起来很小。但是,至少一个人感染新冠肺炎的概率会随着群体规模迅速上升。在这个例子中,10人晚宴中有一人或多人感染的几率为4.9%,50人餐厅中有一人或多人感染的几率为22%,250人夜总会中有一人或多人感染的几率为71%,而1000人音乐会或体育赛事中有一人或多人感染的几率超过99%。

换句话说:当集体看待时,个人的小风险会迅速变成大风险。

我们的估计包含相当大的不确定性,因为我们不确切知道目前有多少人具有传染性。“无症状传播者”是传染性传播的重要组成部分的原因,但他们可能永远不会被诊断或报告为病例。额外的报告滞后和有限的检测能力可能意味着很大一部分病例仍然未被发现。

仪表板通过将估计的循环病例数乘以5、10或20的系数来考虑确定性偏差,这与最近血清学调查得出的确定性偏差估计值范围一致。这些血清学调查提供了一种方法来估计谁曾经生病,而不是谁正在生病,从而独立检查我们在多大程度上遗漏了病例。这些参数可以在仪表板中进行调整,认识到这些类型的估计中涉及的重大不确定性和异质性。

我们希望更了解自己的风险可以帮助个人采取预防措施。正如天气预报告诉您是否要下雨,从而让您降低淋湿的风险一样,也有一些方法可以降低自己被感染或在不知不觉中感染他人的风险。佩戴口罩、保持社交距离、在户外远距离互动较短时间(而不是在室内近距离互动较长时间)、洗手以及监测症状(包括异常症状,如丧失嗅觉/味觉)可能会降低传播风险。

至关重要的是要记住,现在在美国大多数地区,接近新冠肺炎患者的风险几乎肯定高于两个月前。COVID-19风险评估计划器包括州一级风险的每日更新,并提醒我们需要更大规模的检测,既要保持知情,也要帮助在传播链开始之前阻止它们。我们绝大多数人仍然容易感染,并且在没有安全有效的疫苗的情况下,我们仍然面临风险。

在决定是否以及如何外出时,至关重要的是要记住,虽然我们可能担心人群中的其他人会使我们面临风险,但人群中的那个人可能就是我们自己。我们的同理心(以及对风险数学的些许理解)很可能会拯救生命。

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