健康与医学

COVID-19时代的统计:用加倍的时间来衡量封锁

了解SARS-CoV-2 (COVID-19)传播的关键是了解病毒传播的指数级增长。问题是,指数增长的概念对许多人来说是难以理解和解释的,包括需要做出迅速和明智决定的决策者。挪威Alv B的执行主任/首席科学官Biljana Stangeland博士一直在使用加倍时间(COVID-19病例翻倍所需的时间)来提供更容易解释的统计数据。通过调查挪威和欧洲在第一波COVID-19浪潮期间加倍的时间,斯坦兰博士旨在帮助更好地了解封锁在减少SARS-CoV-2传播方面的有效性。

统计数据是企业、政府和许多其他现代化社会机构决策的驱动力。从雇佣整个部门的统计分析师的体育俱乐部,以及以统计分析师为依据的崇拜粉丝,到雇佣高管根据统计数据委托拍摄新电影的电影制片厂,其目标客户现在沉迷于烂番茄等网站上的电影评论分数,在我们社会的各个角落都存在着集体统计饱和现象。

没有任何一种情况比新冠病毒-19更明显地体现了统计数据的有形重要性和普遍性。每一个新闻频道都突然被要求解释流行病学数据。现在,每一项政府公告都可能涉及科学顾问提供有关新冠病毒-19病例数量的图表。各国政府本身正处于前所未有的大流行局面,这需要根据流行病学数据迅速作出公共卫生决定。

病毒在感染任何特定人群时所经历的指数增长和人们出现症状所需的时间的有力结合,加剧了SARS-CoV-2(COVID-19)可能造成的潜在损害。在整个大流行期间,各国政府必须了解这些事实和本国的统计预测,以制定有效的公共卫生政策。了解实行封锁、关闭学校和服务、确保人们在家工作的最佳时机,是拯救生命的关键。实际上,这要求决策者查看最新的流行病学数据,包括死亡率和新冠病毒-19病例数量。这意味着数字、统计和图表。这些图表令人难以置信地难以理解。

不了解受感染人数呈指数增长可能是导致人们忽视公共卫生措施而自满的一个关键因素。

指数增长
要了解病例数量并预测未来的病例和死亡人数,需要了解指数增长。指数增长指的是某物数量的增加也会增加其增长率。如果不加以控制,像COVID-19这样的疾病病例将呈指数级增长,因为更多的SARS-CoV-2病毒携带者将感染更多的人,这些人将继续感染更多的人。正如科学家、记者和其他官员所指出的,不了解指数增长可能是导致人们忽视公共卫生措施而自满的一个关键因素。

但指责公众太无知而不了解这些措施,或者太不体谅他人而不采取这些措施是不公平的。科学家和科学顾问自然而然地依靠他们的数据——和图表——向公众和政界人士展示需要新法律或措施遏制新冠病毒传播的循证论据。然而,这些图表确实很难解释。

挪威Alv B的执行董事/首席科学官Stangeland博士花了多年时间设计微生物培养物的实验,这些微生物培养物通常以与SARS-CoV-2相同的指数级生长。她意识到,即使是在他们的领域中,被雇来解释传输数据的医生有时也难以用他们通常使用的图表来解释指数数据。那么,普通公众和很少有科学背景的政治家对理解这些数据有什么希望呢?

加倍的辛劳和烦恼
有一个概念可以缓解COVID-19流行病学中与数据有关的一些困难:加倍时间。翻倍时间是对病例数翻倍所需时间的计算,COVID-19病例翻倍时间通常以天为时间框架计算。斯坦格兰博士指出,所需的是将时间加倍和对数尺度结合起来。

通过在对数刻度上绘制倍增时间,数据立即变得更加直观。数千人的数据集变成了短日,以线性方式显示增长率产生的数据和图形更易于人们解释。Stangeland博士希望展示加倍时间如何描述新冠病毒-19传播的趋势,并可用于分析政府政策的有效性。

在斯坦格兰博士最近发表的论文中,她计算了COVID-19在2020年2月至3月首次传播期间翻倍的时间。该分析着眼于北欧国家,将COVID-19的发展情况与东亚和其他欧洲国家进行了比较。人们对与西欧国家进行比较特别感兴趣,这不仅是因为地理位置接近,而且同时经历了大流行。

图2。根据人群规模校正的与新冠病毒-19相关的累计死亡人数(以百分比表示,数字准确到2020年12月31日)。

北欧流行病学
尽管北欧国家的生活水平较高、人口密度较低、公共卫生投资水平较高,但这些国家的COVID-19感染率最初是世界上最高的。

当COVID-19到达斯堪的纳维亚海岸时,最初的预测描绘了一幅灾难性的画面。3月初,挪威和冰岛记录的每名居民确诊病例数在欧洲最高;到3月的第三周,他们的感染率是世界上最高的。他们与意大利和西班牙分享这一不光彩的奖项,这两个国家很快被称为第一波COVID-19疫情的悲剧性震中。不出所料,这将归因于滑雪游客从意大利和奥地利飞回来。

…病毒翻倍的时间越长,病例数就越少。

为此,除瑞典外,北欧各国政府于2020年3月中旬开始实施封锁措施。挪威禁止所有非必要的旅行,关闭学校,禁止公众集会,并对出现症状的个人实施14天的自我隔离政策。丹麦和冰岛也关闭了非必要业务。

封锁的成功
正是对感染率的比较分析,使加倍时间值成为描述新冠病毒-19病例数据的有用工具;否则,线性标度的陡峭指数曲线(用于案例增长)会导致分析和解释数据的困难。但直接加倍时间值很容易理解——病毒加倍所需的时间越长,病例数越低。

在全球范围内,封锁措施导致时间成倍增加。

斯坦格兰博士的数据显示,自2020年3月12日首次实施封锁措施以来,所有北欧国家的时间都增加了一倍。丹麦的进步最大,翻倍的时间从2天增加到10天。由于COVID-19病例检测的不可靠性,特别是在大流行初期,斯坦格兰博士还检测了COVID-19死亡率翻倍的时间。这一死亡率可作为对照,以检验病例数倍增时间的可靠性。由于死亡率翻倍的时间与病例数相似,可以认为它们是可靠的。

这些结果表明,封锁措施之间存在很强的相关性,大多数北欧国家将时间缩短了一倍,这与政府实施的封锁大致相符。这种相关性在国际上也存在,韩国翻倍的时间明显好于大多数北欧国家。韩国有更好的COVID-19检测基础设施,同时采取了更严格的措施,比如在公共场合戴口罩,这在欧洲第一波疫情期间并不普遍。与东亚国家的比较最终表明,翻倍时间越长,病例就越少。

当然,也有例外——与意大利和英国等其他欧洲国家相比,德国的死亡率较低,尽管翻倍时间较短。尽管如此,这项于去年(2020年)3月底发表的分析为严格的封锁措施提供了一个令人信服的理由。考虑到美国和巴西等国随后遇到的问题,这种事后诸葛亮的想法很容易达成一致。

个人反应

随后的2020/2021年剩余时间翻倍的时间数据告诉我们,不同政府应对COVID-19的公共卫生措施有哪些?

只要每天报告感染数据,2020年仍然可以使用基于倍增时间的预测。然而,在2020年12月14日,欧洲疾病预防控制中心从每日报告改为每周报告。因此,随后的倍增时间只能计算较长的时间段,因此平均趋势为20-30天。对于更详细的预测,必须下载并使用国家每日传输数据。

这种时间加倍的方法在多大程度上可以用于其他流行病?

这种方法确实可以用于任何其他流行病。然而,在传输数据的可用性方面存在某些限制。并不是所有的疾病都像新冠病毒-19那样被广泛检测。只要测试程序保持一定的不变,该方法对于系统性的病例少报是非常稳健的。

这篇专题文章是在研究小组的批准下创作的。这是一个协作制作,由那些提供免费全球分发帮助的人支持。

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