大流行在2021年及以后可能会如何发展

2021年6月。一年半以来，世界一直处于大流行模式。病毒继续以缓慢的速度传播；间歇性的封锁是新的常态。一种批准的疫苗提供了6个月的保护，但国际交易减缓了它的分发。据估计，全球已有2.5亿人感染，175万人死亡。

在世界各地，流行病学家正在构建短期和长期的预测，以此来为导致新冠肺炎的SARS-CoV-2病毒的传播和影响做好准备，并有可能减轻其影响。在世界各地，流行病学家正在构建短期和长期预测，以此来为导致新冠肺炎的SARS-CoV-2病毒的传播和影响做准备，并有可能减轻其影响。尽管他们的预测和时间表各不相同，但建模人员在两件事上达成了共识：新冠肺炎会留在这里，未来取决于许多未知因素，包括人们是否对病毒产生持久的免疫力，季节性是否会影响其传播，以及-或许最重要的是，政府和个人做出的选择。伦敦卫生与热带医学院(LSHTM)的传染病模型师罗莎琳德·埃戈(Rosalind Eggo)说：“很多地方正在解锁，很多地方还没有解锁。我们还不知道会发生什么。”

香港大学(University Of Hong Kong)疾病建模专家约瑟夫·吴(Joseph Wu)表示：“未来将在很大程度上取决于社会融合的恢复程度，以及我们采取何种预防措施。”最近的模型和来自成功封锁的证据表明，如果大多数人(但不一定是所有人)都遵守的话，行为改变可以减少新冠肺炎的传播。

上周，全球确诊的新冠肺炎感染人数超过1,500万人，死亡人数约为650,000人。马萨诸塞州波士顿哈佛大学公共卫生学院(Harvard T.H.Chan School of Public Health)流行病学家约纳坦·格拉德(Yonatan Grad)说，许多国家的封锁正在缓解，导致一些人认为大流行正在结束。“但事实并非如此。我们会有很长的一段路要走。“。

例如，如果对该病毒的免疫力持续不到一年，就像流通中的其他人类冠状病毒一样，新冠肺炎感染人数可能会在2025年及以后每年激增。在这里，“自然”探索了科学对未来几个月和几年的预测。

这场大流行并不是以同样的方式从一个地方发展到另一个地方。中国、新西兰和卢旺达等国在经历了不同时间的封锁后，病例数量已经达到了较低水平，并正在放松限制，同时密切关注突发事件。在其他地方，如美国和巴西，在政府迅速解除封锁或从未在全国范围内激活封锁后，病例正在迅速上升。

后一组让建模师非常担心。在南非，目前新冠肺炎病例总数位居世界第五，一个模型师联盟估计，该国预计将在8月或9月达到高峰，活跃病例约为100万例，到11月初，有症状的病例累计将多达1300万例。就医院资源而言，“我们在某些领域已经超出了能力，所以我认为我们最好的情况不是一个好的情况”，Stellenbosch大学南非流行病学建模和分析中心主任Juliet Pulliam说。

但随着封锁的缓解，也有充满希望的消息。早期证据表明，个人行为的改变，如洗手和戴口罩，正在持续到严格的封锁之外，有助于遏制感染的浪潮。在6月3日的一份报告中，伦敦帝国理工学院MRC全球传染病分析中心的一个团队发现，在开始开放的53个国家中，感染人数并没有根据早先的数据预测的那么大。“人们在口罩、洗手和社交距离方面的行为发生了多大的变化，这一点被低估了。伦敦帝国理工学院的传染病流行病学家、这项研究的合著者萨米尔·巴特(Samir Bhatt)说。

病毒热点地区的研究人员一直在研究这些行为到底有多大帮助。在巴西圣保罗的阿亨比·莫伦比大学(Anhembi Morumbi University)，计算生物学家奥斯马尔·平托·内托(Osmar Pinto Neto)和他的同事们运行了超过25万个社交疏远策略的数学模型，这些策略被描述为恒定、间歇性或“下台”--限制逐步减少--以及戴口罩和洗手等行为干预。

研究小组的结论是，如果50%-65%的人在公共场合保持谨慎，那么每80天取消一次社交疏远措施可能有助于防止未来两年出现进一步的感染高峰4。“我们需要改变我们与他人互动的文化，”内图说。他补充说，总体而言，好消息是，即使没有检测或疫苗，行为也可以对疾病传播产生重大影响。

尤里基利亚墨西哥国立自治大学的传染病模型师豪尔赫·贝拉斯科-埃尔南德斯和他的同事们也研究了封锁和个人保护之间的权衡。他们发现，如果墨西哥70%的人口在3月下旬开始的自愿封锁之后承诺采取洗手和戴口罩等个人措施，那么该国的疫情在5月底或6月5日初达到顶峰后将会下降。然而，政府在6月1日解除了封锁措施，每周新冠肺炎死亡人数非但没有下降，反而趋于平稳。贝拉斯科-埃尔南德斯的研究小组认为，两个公共假期就像是超级传播的事件，在政府取消限制之前导致了高感染率。

在新冠肺炎似乎在下降的地区，研究人员说，最好的方法是通过检测和隔离新病例并追踪他们的接触者来仔细监测。举例来说，香港的情况便是如此。“我们正在进行实验，进行观察，慢慢调整，”吴说。他预计，这一战略将防止感染的大规模死灰复燃-除非空中交通的增加带来大量的输入性病例。

但到底需要多少接触者追踪和隔离才能有效地遏制疫情？路易斯安那州立大学传染病数学模型中心新冠肺炎工作组的一项分析7模拟了不同传染性的新疫情，从5例、20例或40例引入病例开始。该小组得出结论，接触者追踪必须迅速而广泛--在几天内追踪80%的接触者--才能控制暴发。该组织目前正在评估数字接触者追踪的有效性，以及将接触者隔离多长时间是可行的，合著者Eggo说。“在人们可以容忍的实际策略和遏制疫情的策略之间找到平衡，这真的很重要。”

在每周仍在努力应对数以千计的新感染病例的地区，追踪80%的接触者几乎是不可能的-更糟糕的是，即使是最高的病例数量也可能被低估。位于剑桥的麻省理工学院(MIT)团队分析了来自84个国家的新冠肺炎测试数据，结果显示全球感染人数是官方报告的12倍，死亡人数是官方报告的50%(参见“预测病例和死亡人数”)。“外面的病例比数据显示的要多得多。因此，感染的风险比人们想象的要高，“该研究的合著者、麻省理工学院系统动力学小组主任约翰·斯特曼说。

Bhatt说，就目前而言，缓解努力，如社会疏远，需要尽可能长时间地持续，以避免第二次大爆发。“也就是说，直到冬季的几个月，那里的情况再次变得更加危险。”

现在很明显，夏季并不能统一阻止病毒，但温暖的天气可能会使其更容易在温带地区得到控制。专家认为，在2020年下半年将变冷的地区，传播可能会增加。

许多人类呼吸道病毒-流感、其他人类冠状病毒和呼吸道合胞病毒(RSV)-遵循导致冬季爆发的季节性振荡，因此SARS-CoV-2很可能也会效仿。康涅狄格州纽黑文耶鲁医学院的免疫生物学家岩崎明子说：“我预计冬季SARS-CoV-2的感染率和潜在的疾病后果会更糟。”她补充说，有证据表明，冬季干燥的空气改善了呼吸道病毒的稳定性和传播，吸入干燥空气可能会削弱呼吸道免疫防御。

此外，瑞士巴塞尔大学的计算生物学家理查德·内尔(Richard Neher)表示，在天气较冷的情况下，人们更有可能呆在室内，那里通过飞沫传播病毒的风险更大。Neher研究小组的模拟显示，季节性变化可能会影响病毒的传播，并可能使今年冬天北半球的遏制变得更加困难。

未来，SARS-CoV-2疫情可能会在每年冬天陆续爆发。Neher说，已经感染新冠肺炎的成年人的风险可以降低，就像流感一样，但这将取决于对这种冠状病毒的免疫力有多快消退。更重要的是，新冠肺炎、流感和呼吸道合胞病毒在秋冬季的组合可能具有挑战性，贝拉斯科-埃尔南德斯说，他正在建立这些病毒如何相互作用的模型。

目前尚不清楚感染其他人类冠状病毒是否能对SARS-CoV-2提供任何保护。在一项涉及SARS-CoV-2和密切相关的SARS-CoV的细胞培养实验中，一种冠状病毒的抗体可以与另一种冠状病毒结合，但不会使其失效或中和10。

为了结束这场大流行，必须要么在全球范围内消除病毒-大多数科学家都认为，由于它已经变得如此广泛，这几乎是不可能的-要么人们必须通过感染或疫苗建立足够的免疫力。据估计，必须有55-80%的人口免疫才能做到这一点，这取决于不同的国家11。

不幸的是，早期的调查显示还有很长的路要走。抗体测试(揭示某人是否接触过病毒并产生抗体)的估计表明，只有一小部分人被感染，疾病模型支持这一点。一项针对11个欧洲国家的研究根据感染与死亡比率以及死亡人数的数据，计算出截至12月5月4日的感染率为3-4%。在新冠肺炎死亡人数已超过150,000人的美国，由美国疾病控制和预防中心协调，对数以千计的血清样本进行的调查发现，根据地点的不同，抗体流行率从1%到6.9%不等。

明年大流行的进程将在很大程度上取决于疫苗的到来，以及免疫系统在接种疫苗或从感染中恢复后保持保护多长时间。许多疫苗提供了数十年的保护--例如预防麻疹或脊髓灰质炎的疫苗--而其他疫苗，包括百日咳和流感，随着时间的推移会逐渐消失。同样，一些病毒感染会激发持久免疫力，而另一些病毒感染则会产生更短暂的反应。格拉德、哈佛大学流行病学家马克·利普西奇(Marc Lipsitch)和他的同事在5月14日发表的一篇探讨可能的情况的论文中写道：“到2025年，SARS-CoV-2的总发病率将在很大程度上取决于这段免疫时间。”(参见“接下来会发生什么？”)。

到目前为止，研究人员对SARS-CoV-2免疫能持续多久知之甚少。一项对康复患者的研究15发现，中和抗体在感染开始后持续40天；其他几项研究表明，抗体水平在几周或几个月后会下降。如果新冠肺炎遵循与非典相似的模式，抗体可能会在高水平持续5个月，2-3年缓慢下降16。尽管如此，抗体产生并不是唯一的免疫保护形式；记忆B和T细胞也可以防御未来与病毒的接触，到目前为止，人们对它们在非典-CoV-2感染中的作用知之甚少。明尼苏达大学明尼阿波利斯分校传染病研究和政策中心(CIDRAP)主任迈克尔·奥斯特霍尔姆(Michael Osterholm)说，为了给出一个明确的答案，研究人员需要在很长一段时间内跟踪调查大量的人。“我们只能等待了。”

Grad说，如果感染在没有疫苗或持久免疫的情况下继续快速上升，“我们将看到病毒定期广泛传播”。Pulliam说，在这种情况下，病毒将成为地方性疾病。“那真的会很痛苦。”这并不是不可想象的：疟疾，一种可预防和可治疗的疾病，每年导致40多万人死亡。Bhatt说：“这些最坏的情况正发生在许多疾病可预防的国家，已经造成了巨大的生命损失。”

哈佛大学研究小组建议，如果病毒诱导短期免疫-类似于另外两种人类冠状病毒OC43和HKU1，免疫期约为40周-那么人们可能会再次感染，并可能每年爆发疫情。根据8种全球流感大流行的趋势，CIDRAP的补充报告17指出，新冠肺炎的活动至少在未来18-24个月内将显著增加，要么是一系列逐渐减少的高峰和低谷，要么是持续传播的“缓慢燃烧”，没有明确的波动模式。然而，奥斯特霍尔姆说，这些情景仍然只是猜测，因为到目前为止，这场大流行并没有遵循大流行流感的模式。“我们正处于一场没有先例的冠状病毒大流行中。”

另一种可能性是对SARS-CoV-2的免疫力是永久性的。在这种情况下，即使没有疫苗，在一场席卷全球的疫情之后，病毒也有可能在2021年之前自我烧毁并消失。然而，哈佛研究小组发现，如果免疫力适中，持续约两年，那么看起来病毒似乎已经消失，但它最晚可能会在2024年卷土重来。

然而，这一预测没有考虑到有效疫苗的开发。贝拉斯科-埃尔南德斯说，考虑到涌入该领域的巨大努力和资金，以及一些候选疫苗已经在人体上进行测试，永远不太可能出现疫苗。世界卫生组织列出了26种新冠肺炎疫苗目前正在进行人体试验，其中12种处于第二阶段试验，6种处于第三阶段试验。吴说，即使是提供不完全保护的疫苗也会通过减轻疾病的严重性和防止住院来起到帮助作用。尽管如此，制造和分发一种成功的疫苗仍然需要几个月的时间。

世界不会同样受到新冠肺炎的影响。Eggo说，人口老龄化的地区在疫情的后期可能会看到不成比例的更多病例；她的团队在6月18日发表的一个数学模型基于来自六个国家的数据，表明儿童和20岁以下人群感染的易感性大约是老年人的一半。

每个受大流行影响的国家、城市和社区都有一个共同点。“关于这种病毒我们还有很多不知道的地方，”Pulliam说。“在我们获得更好的数据之前，我们只会有很大的不确定性。”