奥密克戎传播模型,新冠病毒传播模型

投稿用户 • 2022年12月10日 pm9:00 • 行业资讯 • 阅读 349

奥密克戎传播模型,新冠病毒传播模型

新冠病毒新变种奥密克戎正在全世界迅速传播，随之而来的便是一系列新的旅行禁令和大众日益增加的焦虑情绪。在南非发现的这种新冠病毒变体由于拥有多达50个左右的突变，因此引起大众广泛关注。根据国家卫健委消息，截止12月20日全球已经有超过89个国家报告了这一病毒。目前各地的确诊病例已经清楚地表明奥密克戎的危险性，它不仅可以重新感染已经感染过新冠病毒的人群，从而可能导致“群体免疫”失效；还可以感染接种过新冠病毒疫苗的人，从而可能导致“疫苗免疫”失效。那么奥密克戎到底有多可怕呢，这个或许不久就会有答案了，《科学美国人》最新文章披露，科学家们正通过数学建模来模拟奥密克戎未来发展趋势，从而给出更精确预测，国纳科技酱对这篇文章进行了解读与补充。

奥密克戎威胁的量化模型

世界顶尖的科学家们正试图通过数学建模来模拟奥密克戎的全球轨迹，这取决于两个因素：一个因素是它天生的传染性，或者说传播性；第二个因素是它逃避人类免疫系统的能力。波士顿哈佛商学院公共卫生学院的流行病学家马克·利普西奇（Marc Lipsitch）认为：“弄清传染性和免疫逃避这两个因素对奥密克戎病毒传播的影响程度将使我们能够预测奥密克戎可能感染多少人以及感染的速度。”

一方面，传染性反映了病毒在人体细胞内复制并在人与人之间传播的能力，这取决于各种生物过程，例如，它是否更容易与人肺中的受体结合？感染个体是否能更有效地将其排出从而感染更多的人？另一方面，免疫系统逃避是病毒逃逸抗体的能力，否则抗体就会识别它并将其摧毁，同时也是躲避各种免疫系统细胞的能力。下面，我们对这两个方面展开论述。

奥密克戎的传染性

衡量病毒传播的一个关键步骤是从一个受感染者开始，估计有多少人会从这个人身上感染病毒。科学家正试图用一个称为有效增殖数（Rt）的值来定义这个估计值，其中变量t代表二次感染的数量，并取决于其他人的免疫力、季节性天气模式、公共卫生干预措施以及病毒传播的其他限制，Rt可以根据现实世界的情况随时变化。通过Rt可以确定疫情增长或缩小的速度，例如，R2的值意味着一个人将感染另外两个人，而R5的值意味着这个人将把病毒传播给五个人。目前全世界科学家们正在预测奥密克戎的Rt值：

12月9日，南非国家传染病研究所（NICD）报告说，到11月初，该国的Rt值已稳定在1以下，这意味着在德尔塔是主要变异的时期，病例实际上在下降，并且在人群中出现了广泛的免疫力。但在11月中旬，Rt突然上升了，目前全国大部分地区Rt超过2人，人口稠密的豪登省以及夸祖鲁-纳塔尔省和姆普马兰加省的Rt更是超过2.5人。NICD的科学家们利用实验室确认的病例和住院数据计算了这个值，不过需要注意的是本例中的Rt除了奥密克戎外，还包括其他变种，但突然上升表明新变种正在出现，并导致了许多新感染。

英国卫生安全局的科学家们则给出了奥密克戎本身的Rt值，为3.7。在12月10日发布的一个技术简报中给出了令人不安的Rt值，这源于英国奥密克戎感染每三天翻一番。对此，西雅图弗雷德·哈钦森癌症中心传染病建模师特雷弗·贝德福德（Trevor Bedford）认为：“按照这样的速度，就病例数量而言，奥密克戎所带来的威胁要比德尔塔大得多。”特雷弗·贝德福德强调，目前尚不清楚的是，奥密克戎的迅速崛起在多大程度上是由于其固有的传染性，而不是其逃避免疫防御的能力。他推测，如果某一特定人群对其他变种普遍免疫，那么即使奥密克戎本身没有优越的传播能力，它也会迅速传播，因为人们的免疫系统会忙于抑制其它变种。

奥密克戎逃避免疫的能力

目前，从不同来源得到的证据说明了奥密克戎能逃避人类的免疫反应：

迹象之一是它会重新感染已经感染病毒的人：南非开普敦斯泰伦博什大学流行病建模和分析研究所的流行病学家Juliet Pulliam团队12月2日报道，在过去三个月内该国280万新冠病毒检测呈阳性的人中，有35000多人再次感染新冠病毒。

迹象之二是接种疫苗的人群中和抗体大幅下降：南非德班非洲卫生研究所病毒学家Alex Sigal团队研究发现，从接种了辉瑞疫苗的人的血液样本中提取的中和抗体对奥密克戎的效力大约仅为对其他变种效力的四十分之一，几乎失去作用。不过，我们也需要注意到，Alex Sigal实验室实验是否预示了在现实情况中疫苗的保护作用会下降还很难说，毕竟免疫逃逸不仅仅是中和抗体，疫苗还能激活破坏受感染细胞的特殊免疫细胞，因此奥密克戎也必须避开它们。

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