全球正陆续开展新冠肺炎疫苗接种计划,冀能缓解疫情大流行。香港中文大学(中大)早前就疫苗对防止疫情反弹进行了一项流行病学研究,无论低、中或高密度人口的城市,如使用有效的疫苗,在达致群体免疫(一年内疫苗接种率约为64%)之前,社交距离措施的强度可作不同程度的放宽,仍能有效遏止疫情反弹。研究结果最近于学术期刊《自然:人类行为》(Nature Human Behaviour)上发表。

随着许多国家在2020年夏季放宽封城和社交距离等防疫措施,新冠肺炎疫情在全球再度蔓延,到冬季尤其严重。在尚未能获取有效疫苗的情况下,实施社交距离措施,例如关闭学校、商店和工作场所,是减缓疫情传播的关键,但这种防疫措施已对社会和经济造成严重影响,市民也对此感到厌倦,出现「抗疫疲劳」。

疫苗被视为对抗新冠肺炎疫情的最大希望,以减少对社交距离和其他非药物防疫措施的依赖,并最终阻止新冠肺炎的传播。不过疫苗接种计划的效用仍未明确,特别是考虑到疫苗的供应可能不足以在短期内达致群体免疫。因此,中大跨学科研究团队包括地理与资源管理学系黄波教授、微生物学系陈基湘教授、社会学系谭康荣教授及管理学系康萤仪教授,与南安普敦大学WorldPop项目合作,致力研究透过结合社交距离措施和疫苗接种以防止新冠肺炎反弹,并将其研究成果和建议推广到不同人口密度的城市。

中大跨学科研究团队成员包括(上排左起)地理与资源管理学系黄波教授、微生物学系陈基湘教授、社会学系谭康荣教授及(下排左)管理学系康萤仪教授等。

是次研究涉及多项考虑因素,包括复工、居家令、社交距离措施的强度(例如关闭非必要的设施)、疫苗接种程度和人口密度。研究团队利用内地的匿名移动数据,设计了一项与人群移动相关的社交接触指数(Social Contact Index,简称SCI),参考武汉市在2020年1月至4月封城前后的数据,以统一量化社交距离措施和疫苗接种的影响,从而可以弥补防疫措施与疾病传播之间的差距。

研究团队利用SCI模型考虑和量化多项因素对增加或减少易感染社交接触的影响,如复工后恢复的人口流动、社交距离、人口流动限制和疫苗接种程度。例如,假设疫苗的有效率为75%,这意味着已接种疫苗人群将有75%的概率可以维持日常工作,而不用担心会被感染或感染他人。这比率相当于约75%的人口遵照严格社交距离措施或居家令所带来减少易感染社交接触的效用(图一)。

图一:武汉市的SCI随人口密度和社交距离的不同而变化。 a:每个图表均显示在以下情况,即一定人口流动程度所对应的SCI(占封城前平均SCI的百分比)从0%(无人口流动)变为25%、50% 和100%(无居家令)不同的人口密度(低、中或高),及「无」、「轻度」、「中度」或「强」的社交距离措施。这些图表对应于武汉在不同时期实施的社交距离强度变化:封城前「无」、解封后较长时间「轻度」、解封后较短时间「中度」和未解封「强」。 b:2019年12月至2020年5月期间武汉市SCI的每日变化(占封城前平均SCI的百分比)

将上述得出的接触率关系代入用作预测及模拟传染病疫情的数学模型SEIR(susceptible-exposure-infectious-recovered model),研究团队评估了数种防疫措施组合,模拟在不同人口流动水平、人口密度以及社交距离措施的强度下,疫苗与社交距离措施对减少疫情再度爆发的关系。

研究团队假设达致群体免疫的一年内疫苗接种率为64%,疫苗有效率为75%,在中等人口密度的城市(约武汉市的50%),接种疫苗可缩短36%至78%实施社交距离措施的时间(图二);对于人口稠密的城市(人口密度如武汉市),接种疫苗可降低社交距离措施的强度,并缩短新一波疫情的持续时间及减少病例数目(表一)。与不接种疫苗或仅逐步接种疫苗的情况相比,有效的疫苗接种计划结合一定程度的社交距离措施,在毋须限制人口流动的情况下,仍能有效防止疫情反弹。因此,研究团队强烈建议人口密度高、疫情相对容易反弹的城市,尽快开展疫苗接种计划,同时应保持社交距离措施,直至产生群体免疫。

图二:防疫措施在不同人口密度下对预防新冠肺炎反弹的估计效果。 (A)-(D)分别显示了在四种强度的社交距离(「无」、「 轻度」、「 中度」和「强」)下,武汉在四种人口流动水平(25%、50%、75%和100%)及三种人口密度(25%、50%和100%)场景下新冠肺炎反弹的中值持续时间(简称DCR,单位:天)。每格中的数值表示与其相关的流动性、社交距离强度和人口密度有关的DCR。武汉在封城前的人口密度基准分别为30%、50%和100%。

表一:高密度城市结合疫苗接种和社交距离措施的验证结果

   
社交距离   
   
一年内感染病例(95%CI)   
   
病例减少率ᵃ   
   
社交距离持续时间   
   
城市   
   
人口密度 (人/km2)   
   
   
   
10.23% (9.21%-10.85%)ᵇ   
   
   
   
   
   
成都   
   
1123   
   
轻度   
   
2.15% (1.25%-2.92%)ᵇ   
   
78.95%   
   
350 (335-355)   
   
中度   
   
5353 (3285-8368)   
   
99.95%   
   
278 (240-310)   
   
   
   
251 (152-417)   
   
99.99%   
   
53 (39-81)   
   
   
   
10.23% (8.14%-11.11%)ᵇ   
   
   
   
   
   
北京   
   
1312   
   
轻度   
   
3.11% (1.55%-3.93%)ᵇ   
   
69.63%   
   
347 (326-354)   
   
中度   
   
4297 (2062-6437)   
   
99.96%   
   
261 (215-302)   
   
   
   
209 (116-310)   
   
99.99%   
   
40 (30-57)   
   
   
   
17.72% (16.26%-18.74%)ᵇ   
   
   
   
   
   
武汉(高密度场景)   
   
1128   
   
轻度   
   
0.40% (0.22%-0.60%)ᵇ   
   
97.72%   
   
350 (338-354)   
   
中度   
   
1800 (991-2821)   
   
99.99%   
   
234 (166-295)   
   
   
   
213 (122-347)   
   
99.99%   
   
43 (33-64)   

ᵃ 病例减少率是指与没有实施社交距离措施的情况相比,当实施相应的社交距离强度可以减少的病例百分比。无社交距离的场景该值被标记为「-」。

ᵇ 由于病例数目众多,因此以潜在暴露人群的百分比(在成都、北京和武汉分别为107.83、112.79和102.25百万,其中包括旅客)的百分比形式表示。