[COVID-19]封城隔離的影響及未來策略報告書-法國國家衛生研究院(INSERM)

來源:法國衛生研究院(INSERM)
主題:封城隔離的影響及未來策略報告書 (Expected impact of lockdown in Île-de-France and possible exit strategies)
作者:Di Domenico et al.
出版:2020

直至今日,全世界約有一半的人口(90個國家以上)正進行嚴格的封城隔離。法國國家衛生研究院(INSERM)針對3月17日開始的封城隔離措施,觀察此種嚴格的社交隔離政策對COVID-19疫情的影響。且針對前兩週的隔離效果(3月16日至3月29日),做出對未來策略的報告(4月12日發表最新報告),以利後續當此政策鬆綁,人民漸漸回到一般的生活,仍可達到減緩此病毒散播的速度。

在此報告中,以年齡結構的數學模型(以大巴黎地區預測):
(1) 評估法國目前的COVID-19大流行情況。
(2) 評估2020年3月17日在全國范圍內實施的封城隔離之預期影響。
(3) 評估可能的退出(停止封城隔離)策略。(例如讓大部份的人可以去工作,但又可以保護年長者;大規模的檢測及隔離患者)。
*註:以下數據皆由3月16日至3月29日的大巴黎真實數據,模擬4月之後會發生的狀況。

(1) 評估法國目前的COVID-19大流行情況
圖一(a)顯示,在2020年4月2號,法國每個地區,每十萬人感染COVID-19並住院的人數。可以觀察到法國東部大區和大巴黎地區疫情最為嚴峻。
圖一(b)可以觀察到ICU病床在大巴黎地區日漸飽和。
圖一(c)為大巴黎地區的人口分佈圖。兒童(children,0-18歲),成人(adults,19-64歲),年長者(seniors,65歲以上)。
圖一(d)顯示封城前(左圖),c(兒童)a(成人)s(年長者)的接觸次數皆比封城(右圖)多。

圖一:大巴黎地區的現況

(2) 評估2020年3月17日在全國范圍內實施的封城隔離之預期影響
COVID-19隔離方案的傳播動力學(圖二),將個人分為:易感,暴露,感染,住院,重症監護,康復和死亡。傳染階段分為兩個步驟:潛伏期結束前的驅使階段(E和Ip階段的時間長度是潛伏期)和個體保持無症狀或出現症狀的階段。

圖二:隔離模型。 S:易感 (Susceptible),E:暴露 (Exposed),,Ip:在前驅階段感染 (Infectious in the prodromic phase,Ia:無症狀感染 Asymptomatic Infectious,Ips:單一症狀感染 Paucysymptomatic Infectious),Ims:多症狀輕度感染 (Symptomatic Infectious with mild symptoms),Iss:多症狀嚴重感染(Symptomatic Infectious with severe symptoms),ICU:重症患者入住ICU (severe case admitted to ICU),H:重症患者入院但未接受重症監護 (severe
case admitted to the hospital but not in intensive care),R:康復 (Recovered),D:死亡 (Deceased).。

以大巴黎地區醫院數據的校正模型,及每週發病率和感染人群百分比的估計:
圖三(a)觀察到3月1日到3月25日,大巴黎地區的入院人數呈指數增長。
圖三(b)模擬封城隔離措施(LD)實施(紅線)下,每週輕症和重症的患者數會被壓制且逐漸減少。
圖三(c)模擬封城隔離措施實施(紅線)下,感染人數仍增長,但並不會如未封城(灰線)時,呈指數增長。

圖三:以大巴黎地區醫院數據校正模行及每週發病率和感染人群百分比的估計

模擬ICU重症病床,因封城隔離而減少佔床率:
圖四(a):模擬ICU的入院率。封城隔離(紅線)發揮效果讓ICU入院率減少。假如沒有封城隔離,則會呈現灰線,入院人數呈指數增長。
圖四(b):封城隔離期間(紅線)模擬的ICU病床佔床數量減少(預測至5月10日)。即使封城,在四月時ICU病床會呈現過載趨勢(綠色橫實線為醫院ICU病床,約2,500床),而之後會慢慢下降。
圖四(c):模擬的ICU重症監護病床床位,在適當的干預措施下(淺綠色;表示減少73%的接觸者,例如英國實行的封城隔離方式),ICU病床仍然會慢慢超過負載。而在嚴格的風城措施下(深綠色;表示減少90%的接觸者,例如中國實行的封城隔離方式),ICU病床的負載量可以下降(預測至5月10日)。

圖四:封城隔離與現有數據的比較

(3) 評估可能的退出(停止封城隔離)策略。
國家衛生研究院根據3月17日封城隔離開始,在大巴黎地區前兩週的數據,且利用各種社會疏離組合來研究未來可能會發生的狀況。藉由不同程度的學校關閉、遠距工作、長者隔離、關閉非必要活動和個案隔離(表一),和不同時間點進行的隔離措施(圖五)。

表一:各種社會疏離的組合(中文翻譯)
表一:各種社會疏離的組合

各種社會疏離措施的組合(顏色參考表一)。
LD(Apr):封城隔離至四月底(紅色)。
LD(May):封城隔離至五月底(紅色)。
LD(June):封城隔離至六月底(紅色)。
LD(Apr)+Strick:封城隔離至四月底(紅色)+嚴格的社會疏離措施(深綠色)。
LD(Apr)+Mod:封城隔離至四月底(紅色)+適度的社會疏離措施(綠色)。
LD(Apr)+Mild:封城隔離至四月底(紅色)+溫和的社會疏離措施(淺綠色)。
LD(Apr)+SC,SI:封城隔離至四月底(紅色)+關學校和長者隔離措施(膚色)。
Exit1:適度的社會疏離措施(綠色)+50%感染個案隔離。
Exit2:嚴格的社會疏離措施(深綠色)+25%感染個案隔離。
Exit3:第一個月(五月)嚴格的社會疏離措施(深綠色)+接下來幾個月的溫和的社會疏離措施(淺綠色)+75%感染個案隔離。
Exit4:嚴格的社會疏離措施(深綠色)及溫和的社會疏離措施(淺綠色)交錯實行。第一個月(五月)75%感染個案隔離+接下來幾個月50%感染個案隔離。

圖五:各種社會疏離措施的組合(顏色參考表一)LD:代表封城隔離 LockDown,CI:代表個案隔離Case Isolation。

模擬不同持續時間的封城隔離和退出策略(社會疏離措施)的影響。
圖六(a):假設封城隔離到4月底(橘線)、5月底(紅線)、6月底(深紅線),其未來的每日臨床病例仍會有很大幅的增長。 例如封城隔離到六月底,假如沒有其他措施直接讓大眾回到一般的生活(封城前的生活),則在8月底左右,又會有大量的感染病例出現。
圖六(b):針對(a)ICU重症監護病床的相應需求。也是相對大幅需要
圖六(c):模擬假設封城隔離持續到4月底,然後進行不同程度的干預(如表一及圖五的干預手段)。如封城隔離到四月底(LD(Apr);橘線),且之後不進行任何隔離措施,則會將再有大量的感染病例出現。但如封城隔離到四月底且加上嚴格的社會疏離措施(LD(Apr)+Strict;綠線),則感染病例將大幅減少,不會出現短時間大量感染病例的出現
圖六(d):針對(c)ICU重症監護病床的相應需求。
圖六(e):模擬每種社會疏離措施,在1年後相對減少了發病率峰值和流行病規模。
圖六(f):針對(e)相對於該區域ICU能力的高峰需求(2,500張病床)。

圖六:模擬不同持續時間的封城隔離和退出策略的影響。

透過大規模檢測和個案隔離的前提下,模擬封城隔離和退出策略的影響(預測至2021年二月)。
圖七(a):逐步退出策略,實行社會疏離政策(如表一和圖五所示),模擬每天新增臨床病例數。可以看見EXIT1(表示適度的干預措施+50%的個案隔離)和EXIT2(表示嚴格的干預措施+25%的個案隔離)效果較佳。
圖七(b):針對(a),ICU重症監護病床的相應需求。可以發現,
假如在四月解除封城,且實施Exit3和Exit4方案,到年底時,ICU重症病床仍會過載(綠色橫實線為醫院ICU病床,約2,500床)。
圖七(c):如圖(a),但退出策略是在1個月後實施,即保持封城隔離直至5月底。
圖七(d):針對(c),ICU重症監護病床的相應需求。

圖七:透過大規模檢測和個案隔離的前提下,模擬封城隔離和退出策略的影響。

對於此次的COVID-19全球大流行,短時間內仍不會結束,為防止疫情快速傳播,大家仍要堅持一段時間。筆者認為,也許在降低醫療負載和經濟活動等因素考量下,法國政府可能會考慮施行:透過大規模檢測和個案隔離的前提下+Exit1方案
即為適度的社會疏離措施+個案隔離
(1) 關學校(降低50%小孩在公共運輸系統與他人接觸)
(2) 50%遠距工作
(3) 長者隔離(降低75%長者與他人接觸)
(4) 關閉50%非必須活動
(5) 隔離50%個案

Reference:
Expected impact of lockdown in Île-de-France and possible exit strategies. Di Domenico et al. (2020)
https://www.epicx-lab.com/uploads/9/6/9/4/9694133/inserm-covid-19_report_lockdown_idf-20200412.pdf