可靠的COVID-19短期预测

德克萨斯农工大学的研究人员发表在《科学》杂志上的一项新研究《公共科学图书馆•综合》详细介绍了对每日新冠肺炎病例进行短期预测的新模型，该模型准确、可靠，易于公共卫生官员和其他组织使用。

在德克萨斯农工大学公共卫生学院生物统计学教授赵红伟的带领下，研究人员使用基于SEIR(易感、暴露、感染和康复状态)框架的方法，仅根据观察到的发病率预测未来两到三周的COVID-19发病率。这模型假设导致COVID-19的病毒在短时间内传播率保持不变或微小变化。

该模型使用了来自约翰·霍普金斯大学系统科学与工程中心COVID-19数据仓库的公开数据，这些数据来自德克萨斯州新报告的COVID-19病例。德州农工大学的研究人员利用德克萨斯州和包括德州农工大学校园在内的一些县的疾病发病率数据来估算COVID-19的传播率。

赵说:“研究结果表明，该模型仅使用当前的发病率数字，就可以合理地提前两到三周预测COVID-19病例。”“这种模式的简单性是其最大的优点之一，因为它可以很容易地被资源较少的组织实施。这个模型的预测可以帮助卫生保健组织为激增做好准备并提供帮助公共卫生官员确定是否需要强制要求佩戴口罩或制定其他政策。”

他们预测了三种可能情况下的未来感染情况:持续不变的传播速度;一种是传播率比目前水平高5%，反映了预防传播的做法减少或促进传播的条件增加;还有一个传播率低5%。

估计目前的有效传播率可能很棘手，因为感染和报告的日常变化可能会极大地影响这一估计。因此，研究人员使用三天加权平均平滑每日报告的变化，并执行额外的平滑，以解释数据的异常，如县一次报告几个月的病例。

研究人员将他们的预测与德克萨斯州2020年4月15日、6月15日、8月15日和10月15日四个时期的发病率报告进行了比较。4月中旬，每天新报告的COVID-19病例数量相对较低，当时许多企业被关闭，但在德克萨斯州开始分阶段重新开业后，5月初开始增加。阵亡将士纪念日(Memorial Day)后，佩戴口罩的人数急剧上升，但在今年夏天全州范围内颁布了佩戴口罩的规定后，这一数字又开始下降。劳工节之后，感染率再次上升，但随后似乎趋于稳定，直到10月中旬，观察到传播率再次大幅上升。

该模型在全州范围内的应用表明，其表现相当不错，只有第二阶段的预测偏离了实际记录的发病率，这可能是由于在阵亡将士纪念日假期前后发生COVID-19大流行时的数字发生了急剧变化。该模型在县一级同样表现良好，尽管人口较少和人口变化，如学生在学年期间进出该地区，影响了新病例的报告。

然而，该模型受到其所使用数据的限制。当地的测试和报告政策和资源可能会影响数据的准确性，而基于当前发病率对传播率的假设在未来更不可能准确。随着越来越多的人感染COVID-19并康复或接种疫苗，易感人群将发生变化，可能会产生影响传输。

尽管有这些限制，研究人员说，该模型对卫生保健机构和公共卫生官员来说是一个有价值的工具，特别是当与其他信息来源结合时。COVID-19大流行尚未结束，因此拥有一种可以确定何时何地可能出现另一波疫情的工具非常重要。同样，研究人员希望利用这些可供使用的新工具来满足未来传染病的需要。

此外，该模型还用于创建一个仪表盘，提供有关COVID-19在全国范围内传播的实时数据。当地的大学管理人员和公共卫生官员一直在使用它。

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