【摘 要】
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COVID-19疫情暴发至今已给人类社会造成了巨大损失.数学模型在分析此次疫情传播风险、评估各类非药物干预（NPIs）的有效性和及时性、疫情预测预警和公卫资源的再分配等关键问题上发挥了重要作用.现阶段,疫苗的成功研制为社会重新开放或放松非药物干预提供了可能.但过早或过晚的解除干预都可能给社会带来不利影响,比如疫情的二次爆发、经济衰退等.因此,分析设计非药物干预的逐步退出策略与疫苗接种方案,研究疫苗
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COVID-19疫情暴发至今已给人类社会造成了巨大损失.数学模型在分析此次疫情传播风险、评估各类非药物干预（NPIs）的有效性和及时性、疫情预测预警和公卫资源的再分配等关键问题上发挥了重要作用.现阶段,疫苗的成功研制为社会重新开放或放松非药物干预提供了可能.但过早或过晚的解除干预都可能给社会带来不利影响,比如疫情的二次爆发、经济衰退等.因此,分析设计非药物干预的逐步退出策略与疫苗接种方案,研究疫苗接种如何弥补非药物干预的退出或放松带来的二次暴发的风险,是极具研究价值的.文章首先基于经典的SEIAR模型和COVID-19疫情数据,第2章考虑接触率、检测率等干预措施的动态变化,建立了基于NPIs非自治的新冠传播模型,通过数据对比分析了意大利与中国广东省爆发初期的严重程度和非药物干预效果的差异性,通过敏感性分析定量地评估了接触限制、检测和诊断以及媒体报道引起的个体行为改变对COVID-19疫情的影响.由参数估计结果得到意大利在封国前的基本再生数为4.32.第2章的主要结论是:意大利早期疫情严重,干预措施不够及时有效;非药物干预,包括限制接触和加快检测率等,在控制COVID-19流行方面发挥了重要作用.为了模拟现阶段逐步放松干预与疫苗接种相结合的常态化防控机制,避免疫情的二次或多次暴发,第3章设计了多种非药物干预退出与疫苗接种结合的动态平衡防控策略（称为EVS机制）.通过参数估计、敏感性分析与阈值分析方法,研究了中国、美国等六个典型国家在疫情防控过程中非药物干预的强弱、疫苗覆盖率与非药物干预放松强度的平衡关系、以及EVS机制启动时间和疫苗接种率大小对疫情走势的影响.中国平衡NPIs退出所需要疫苗覆盖率最高,充分揭示了早期中国强NPIs的重要性.不同的疫苗接种时间和接种率对EVS策略的影响非常巨大,比如在给定的干预退出策略1（ES1）下:阶段1增加1%疫苗接种率减少的新增病例数是阶段3的232倍;在ES2下当疫苗覆盖率改变为原来的0.2倍时出现了峰值为17 520的二次疫情,该峰值远大于未改变前的二次疫情峰值（2613）.印尼、俄罗斯和英国平衡两种NPIs退出策略所需的疫苗覆盖率的差值小于0.1,英国、美国平衡第二波疫情所需的累计疫苗覆盖率远低于第一波疫情.现阶段处于疫情下降期的国家若一直保持干预不退出,则不会出现二次疫情.巴西和美国在ES1情形下避免出现新疫情所需的最低疫苗覆盖率分别是0.92和0.18,中国在此情形下不出现新疫情.中国、巴西和美国在更放松的ES2情形下避免二次爆发所需的最小疫苗覆盖率分别是0.41、0.95和0.95.第3章的结果表明常态化防控的EVS机制能很好地替代完全的非药物干预.特别地,一个国家若不能在短期内将早期的第一波疫情成功控制,那么再次暴发一个峰值更大的新疫情的可能性更大.在早期疫情的上升期接种大量疫苗或执行严格的非药物干预能显著缓解疫情,但如果在疫情全面爆发时才实施干预,得到的控制效果将十分有限.并且在疫苗有限时,维持非药物干预十分必要.对现阶段处于疫情上升期的国家,接种疫苗能降低新增确诊病例峰值并使其提前到来;对现阶段处于疫情下降期的国家,存在一个有效累计疫苗覆盖率阈值,当疫苗供应大于该阈值时不会爆发新的疫情,否则会出现疫情的二次爆发.
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