我们是数据科学家——也就是说,我们的工作是理解如何分析和解释数据。当我们分析围绕covid-19的数据时,我们非常担忧。社会中最脆弱的部分,老年人和穷人,面临最大的风险,但控制疾病的传播和影响需要我们所有人改变行为。彻底、定期洗手,避免聚会和人群,取消活动,不要触摸脸部。在这篇文章中,我们解释了为什么我们如此担忧,以及为什么你也应该如此。对于你需要了解的关键信息的极好总结,请阅读 Ethan Alley(一个开发技术以减少大流行风险的非营利组织主席)的 新冠病毒简述。
译文
欢迎任何人翻译本文,以帮助当地社区理解这些问题。请链接回此处并注明出处。请在Twitter上告知我们,以便我们将您的译文添加到此列表中。
我们需要一个运转正常的医疗系统
就在两年多前,我们中的一人(Rachel)感染了一种脑部疾病,这种疾病会杀死约四分之一的感染者,并导致三分之一的人留下永久性认知障碍。许多其他人最终会留下永久性的视力和听力损伤。当Rachel爬过医院停车场时,她已经神志不清了。幸运的是,她及时得到了护理、诊断和治疗。在此事发生前不久,Rachel的身体状况非常好。及时进入急诊室几乎肯定挽救了她的生命。
现在,让我们谈谈covid-19,以及在未来几周和几个月内,像Rachel这样的人可能会发生什么。感染covid-19的人数每3到6天翻一番。如果按三天翻一番的速度计算,这意味着在三周内,感染者人数可以增加100倍(实际情况并非如此简单,但我们不要被技术细节分心)。每10名感染者中有一人需要住院数周,其中大多数需要吸氧。尽管这种病毒尚处于早期阶段,但已经有一些地区的医院完全不堪重负,人们无法再获得所需的治疗(不仅是针对covid-19,也包括其他疾病,比如Rachel所需的救命护理)。例如,在意大利,就在一周前,官员们还说一切正常,现在已经有1600万人被封锁(更新:发布本文6小时后,意大利对全国实施了封锁),并正在搭建像这样的帐篷来帮助应对涌入的患者。
意大利受灾严重地区的区域危机应对小组负责人Antonio Pesenti医生表示:“我们现在被迫在走廊、手术室、恢复室中建立重症监护治疗……伦巴第是世界上最好的医疗系统之一,正濒临崩溃。”
这不像流感
流感的死亡率约为感染者的0.1%。哈佛大学传染病动态中心主任Marc Lipsitch估计covid-19的死亡率为1-2%。最新的流行病学建模发现中国2月份的死亡率为1.6%,是流感的16倍1(但这可能是一个相当保守的数字,因为当医疗系统无法应对时,死亡率会大幅上升)。目前最好的估计是,今年covid-19导致的死亡人数将是流感的10倍(而Airbnb前数据科学总监Elena Grewal的建模显示,在最坏的情况下,可能高出100倍)。这还没有考虑到对医疗系统的巨大影响,例如上面描述的情况。可以理解的是,有些人试图说服自己这没什么新奇的,只是一种类似流感的疾病,因为接受现实——它一点也不熟悉——让人非常不舒服。
试图凭直觉理解感染人数的指数级增长,这不是我们大脑能够处理的事情。因此,我们必须像科学家一样分析这一点,而不是依赖直觉。
平均而言,每个感染流感的人会感染1.3个其他人。这被称为流感的“R0”。如果R0小于1.0,感染就会停止传播并消失。如果大于1.0,就会传播。目前,中国以外地区的covid-19的R0为2-3。差异听起来可能很小,但经过20代感染者传播感染后,R0为1.3将导致146人感染,而R0为2.5将导致3600万人感染!(当然,这只是粗略估计,忽略了许多现实世界的影响,但它能合理说明在其他条件相同的情况下,covid-19和流感之间的相对差异)。
注意,R0不是疾病的某种基本属性。它很大程度上取决于应对措施,并且会随时间变化2。最值得注意的是,在中国,covid-19的R0已大幅下降,目前正接近1.0!你可能会问,这是怎么做到的?通过实施在美国这样的国家难以想象的大规模措施——例如,完全封锁许多大型城市,并开发每周检测超过一百万人的检测流程。
社交媒体上经常出现的一件事(包括来自Elon Musk等高关注度账户)是对逻辑增长和指数增长之间区别的误解。“逻辑”增长指的是实际疫情传播中“S形”的增长模式。显然,指数增长不可能永远持续下去,否则感染人数将超过世界总人口!因此,最终感染率必须下降,从而随时间呈现出S形(称为sigmoid)的增长曲线。然而,增长率的下降是有原因的——这并非魔法。主要原因在于:
- 大规模且有效的社区应对措施,或
- 感染者占人口的比例非常高,以至于未感染者越来越少,病毒传播的余地变小。
因此,依靠逻辑增长模式来“控制”大流行病是站不住脚的。
另一件让人难以直观理解covid-19对当地社区影响的事情是,从感染到住院之间有非常明显的延迟——通常约为11天。这看起来可能不算长,但如果你将它与在此期间感染的人数进行比较,这意味着当你注意到医院病床已满时,社区感染水平已经达到需要应对的病患人数是现有病患的5-10倍。
请注意,有一些早期迹象表明,您当地疫情的影响可能至少在一定程度上取决于气候。论文气温和纬度分析预测 COVID-19 的潜在传播和季节性指出,这种疾病迄今为止一直在温和气候下传播(不幸的是,我们居住的旧金山的温度范围恰好在此范围内;这也包括欧洲主要人口中心,如伦敦)。
“不要惊慌。保持冷静。”没有帮助
我们在社交媒体上看到人们对那些指出令人担忧原因的人的一种常见回应是“不要惊慌”或“保持冷静”。至少可以说,这毫无帮助。没有人认为恐慌是恰当的反应。然而,不知何故,“保持冷静”在某些圈子里非常流行(但在流行病学家中并非如此,他们的工作就是追踪这些事情)。也许“保持冷静”能让一些人对自己的不作为感觉好一些,或者让他们觉得自己某种程度上比他们想象中像无头苍蝇一样乱跑的人更优越。
但是,“保持冷静”很容易导致准备和应对失败。在中国,当感染数据达到美国目前的水平时,数千万人已被封锁,并建造了两所新医院。意大利等待了太久,就在今天(3月8日星期日),尽管封锁了1600万人,他们仍报告了1492例新增病例和133例新增死亡。根据我们目前能确定的最佳信息,仅仅在两三周前,意大利在感染数据方面与美国和英国今天的情况相同。
请注意,现阶段关于covid-19的一切几乎都悬而未决。我们对其感染速度或死亡率并不真正了解,我们不知道它在物体表面能保持活性多久,我们不知道它是否能在温暖的环境中存活和传播。我们所拥有的都只是人们基于现有最佳信息所做的当前最佳猜测。记住,绝大部分信息来自中国,并且是中文的。目前,了解中国迄今经验的最佳方式是阅读出色的世界卫生组织-中国联合考察组关于2019冠状病毒病报告,该报告基于来自中国、德国、日本、韩国、尼日利亚、俄罗斯、新加坡、美国和世界卫生组织(WHO)的25位国家和国际专家的联合考察。
当存在一些不确定性,比如这可能不会成为全球大流行,或许一切只是可能过去而不会导致医院系统崩溃时,这并不意味着正确的应对方法是无所作为。那将是极大的投机,并且在任何威胁建模情境下都不是最佳应对。同样,意大利和中国这样的国家似乎极不可能毫无理由地有效关闭其大部分经济活动。这与我们在感染区域实际看到的、医疗系统无法应对的影响也不符(例如,意大利正在使用462个帐篷进行“预分诊”,并且仍然不得不将重症监护患者从感染区域转移)。
相反,周到、合理的应对措施是遵循专家建议的步骤来避免感染传播:
- 避免大型团体和人群
- 取消活动
- 如果可能,居家工作
- 进出家门时洗手,外出时勤洗手
- 避免触摸脸部,尤其是在家外(不容易!)
- 消毒表面和包裹(病毒可能在物体表面保持活性9天,尽管这一点尚不完全确定)。
这不仅仅是关于你
如果您年龄在50岁以下,且没有免疫系统受损、心血管疾病、既往吸烟史或其他慢性病等风险因素,那么您可以稍感安心,因为covid-19不太可能致命。但您的反应仍然非常重要。您仍然有同样的机会被感染,如果感染了,也有同样的机会感染他人。平均而言,每个感染者会感染两个人以上,而且他们在出现症状之前就已经具有传染性。如果您有您关心的父母或祖父母,并计划与他们共度时光,后来发现您是导致他们感染covid-19的原因,那将是一个沉重的生活负担。
即使您不与50岁以上的人接触,您很可能拥有比您意识到的更多患有慢性病的同事和熟人。研究表明,很少有人在工作场所公开他们的健康状况(如果他们可以避免的话),因为害怕歧视。我们两人都属于高风险类别,但许多与我们经常互动的人可能并不知道这一点。
当然,这不仅仅关乎你身边的人。这是一个非常重要的伦理问题。每个尽力为控制病毒传播做贡献的人都在帮助他们的整个社区减缓感染速度。正如Zeynep Tufekci在《科学美国人》上写道:“为几乎不可避免的病毒全球传播做准备……是你所能做的最具社会性、最利他的一件事”。她继续说道:
我们应该准备,不是因为我们可能感到个人有风险,而是为了帮助减轻每个人的风险。我们应该准备,不是因为我们面临着无法控制的末日场景,而是因为我们可以改变我们社会所面临的风险的每一个方面。没错,你应该准备,因为你的邻居需要你准备——特别是你的老年邻居、在医院工作的邻居、患有慢性病的邻居,以及那些由于缺乏资源或时间而没有条件或时间准备的邻居。
这对我个人产生了影响。我们在fast.ai创建的规模最大、最重要的课程,凝聚了我们多年的心血,原定于一周后在旧金山大学开课。上周三(3月4日),我们决定将整个课程移至线上。我们是最早将大型课程移至线上的机构之一。我们为什么这样做?因为我们上周初意识到,如果我们继续开课,我们就是变相鼓励数百人在数周内多次聚集在密闭空间里。在密闭空间聚集人群是最糟糕的事情。我们觉得在伦理上有义务确保至少在这种情况下,这不会发生。这是一个令人心碎的决定。每年,与学生们直接工作是我们最大的乐趣和最富有成效的时期之一。而且我们有计划从世界各地飞来的学生,我们真的不想让他们失望3。
但我们知道这是正确的做法,因为否则我们很可能会增加社区中疾病的传播4。
我们需要压平曲线
这极其重要,因为如果我们能够减缓社区中的感染速度,那么我们就能给该社区的医院时间来应对受感染的患者,以及他们需要处理的常规患者负荷。这被称为“压平曲线”,并在这张说明性图表中清晰显示:
前国家卫生信息技术协调员 Farzad Mostashari 解释说:“每天都在发现没有旅行史或与已知病例无关的新病例,而且我们知道这仅仅是冰山一角,因为检测存在延迟。这意味着在接下来的两周内,确诊病例数将爆炸式增长……当出现指数级社区传播时,试图进行围堵就像在房子着火时只顾扑灭火星。发生这种情况时,我们需要将策略转向缓解——采取保护措施减缓传播并减轻对医疗保健系统的峰值影响。” 如果我们能将疾病传播控制在医院能够应对的较低水平,那么人们就能获得治疗。但如果病例来得太快,那么需要住院治疗的人就无法得到治疗。
根据Liz Specht的说法,数学计算可能如下:
美国每1000人约有2.8张病床。人口3.3亿,约有100万张病床。在任何特定时间,其中65%的病床已被占用。这意味着全国约有33万张可用病床(每年这个时候可能会少一些,因为有普通流感季等因素)。让我们相信意大利的数据,假设约有10%的病例严重到需要住院治疗。(请记住,许多患者需要住院数周——换句话说,随着病床被COVID19患者占用,周转率将非常慢)。根据这个估计,到大约5月8日,美国所有可用的医院病床将被占满。(当然,这还没有考虑到这些病床是否适合隔离高传染性病毒患者)。如果我们在重症病例比例上估计错误了两倍,那只会将病床饱和的时间线向任一方向改变6天。如果20%的病例需要住院,我们大约在5月2日就会用尽病床。如果只有5%的病例需要住院,我们可以撑到大约5月14日。2.5%的比例可以撑到5月20日。当然,这假设了对其他(非COVID19)原因导致的病床需求没有增加,这似乎是个可疑的假设。随着医疗保健系统负担日益加重,处方药短缺等问题出现,通常得到良好管理的慢性病患者可能会发现自己陷入需要重症监护和住院治疗的严重医疗困境。
社区的反应至关重要
正如我们所讨论的,这些计算并非确定——中国已经表明,通过采取极端措施可以减少传播。另一个成功应对的绝佳例子是越南,该国除其他措施外,还通过一场全国性的宣传活动(包括一首朗朗上口的歌曲!)迅速动员了社区反应,并确保人们恰当地调整了行为。
这不仅仅是一个假设情况——它在1918年流感大流行中得到了清晰体现。在美国,有两个城市对这场大流行的反应截然不同:费城举行了一场20万人的盛大游行,以帮助为战争筹集资金。而圣路易斯则实施了精心设计的流程,最大限度地减少社交接触,从而减少病毒传播,同时取消了所有大型活动。以下是这两个城市各自的死亡人数情况,正如美国国家科学院院刊所示:
费城的情况变得极其严峻,甚至到了没有足够的棺材或太平间来处理大量流感死亡者。
理查德·贝塞尔(Richard Besser)在2009年H1N1流感大流行期间曾担任美国疾病控制与预防中心代理主任,他表示,在美国,“暴露的风险以及保护自己和家人能力的强弱取决于收入、医疗保健的可及性、移民身份等因素”。他指出:
当日常生活和支持系统中断时,老年人和残疾人面临特殊风险。那些不易获得医疗保健的人,包括农村和原住民社区,在需要时可能面临遥远的距离。居住在拥挤场所的人——无论是在公共住房、养老院、监狱、收容所,甚至是街头无家可归者——可能会遭受波浪式打击,正如我们在华盛顿州已经看到的那样。而低工资零工经济的脆弱性,包括非固定工资工人和不稳定工作时间,将在这次危机中暴露无遗。问问占美国劳动力60%的按小时计酬工人,在需要时请假是多么容易。
美国劳工统计局的数据显示,在收入最低的群体中,只有不到三分之一的人可以使用带薪病假。
我们在美国没有好的信息
美国面临的一大问题是,检测量非常少,而且检测结果没有得到恰当的分享,这意味着我们不知道实际情况如何。美国食品药品监督管理局(FDA)前局长Scott Gottlieb解释说,西雅图的检测做得更好,在那里我们看到了感染情况:“我们之所以早知道西雅图爆发covid-19,是因为独立科学家进行了哨点监测工作。这种监测在其他城市从未全面展开。因此,美国的其他热点地区可能尚未完全被发现。” 根据《大西洋月刊》报道,副总统迈克·彭斯承诺本周将提供“约150万份检测”,但截至目前,全美范围内接受检测的人数不到2000人。借鉴COVID追踪项目的数据,《大西洋月刊》的Robinson Meyer和Alexis Madrigal表示:
我们收集的数据表明,美国对covid-19及其引起的疾病COVID-19的反应惊人地迟缓,尤其与其他发达国家相比。美国疾控中心八天前证实,该病毒已在美国发生社区传播——即感染了既未出国旅行也未与已知病例接触过的美国人。在韩国,在首例社区传播病例出现后一周内,就有超过66,650人接受了检测,并很快具备了每天检测10,000人的能力。
部分问题在于,这已成为一个政治问题。特别是,唐纳德·特朗普总统明确表示,他希望“数字”(即美国感染人数)保持在较低水平。这是一个优化指标干扰实际获得良好结果的例子。(关于此问题的更多信息,请参阅数据科学伦理论文指标问题是人工智能的基本问题)。Google人工智能负责人Jeff Dean在推特上表达了他对政治化虚假信息问题的担忧:
当我在世卫组织工作时,我是全球艾滋病规划署(现为联合国艾滋病规划署)的一员,该规划署旨在帮助世界应对艾滋病毒/艾滋病大流行。那里的工作人员都是敬业的医生和科学家,他们全心致力于解决那场危机。在危机时刻,清晰准确的信息对于帮助所有人做出恰当明智的应对决策至关重要(国家、州和地方政府、公司、非政府组织、学校、家庭和个人)。如果拥有正确的信息并制定听取最佳医学和科学专家意见的政策,我们所有人都能度过艾滋病毒/艾滋病或COVID-19带来的挑战。而如果虚假信息是由政治利益驱动的,那么面对日益严重的大流行病时,不迅速果断地采取行动,并积极鼓励实际会更快传播疾病的行为,将会使情况变得非常非常糟糕,这存在真正的风险。看到这一切发生令人难以置信地痛苦。
看来在透明度方面,没有扭转局面的政治意愿。据《连线》报道,卫生与公众服务部长Alex Azar“开始谈论医护人员用来确定某人是否感染新型冠状病毒的检测。这些试剂盒的缺乏意味着美国在疾病传播和严重程度方面的流行病学信息危险地不足,政府方面的含糊不清进一步加剧了这一问题。Azar试图表示,更多检测正在路上,有待质量控制。” 但他们继续说:
然后特朗普打断了Azar。“但我认为,重要的是,任何人,无论现在还是昨天,需要检测的都能得到检测。它们就在那里,他们有检测,检测很棒。任何需要检测的人都能得到检测,”特朗普说。这是不真实的。副总统彭斯周四告诉记者,美国没有足够的检测试剂盒来满足需求。
其他国家比美国的反应要快得多、力度大得多。许多东南亚国家显示出很好的成果,包括台湾,那里的R0现在已降至0.3,以及新加坡,它被提议作为COVID-19应对的典范。这不仅仅局限于亚洲;例如在法国,禁止任何1000人以上的聚集,并且三个地区已关闭学校。
结论
Covid-19是一个重大的社会问题,我们都可以,也应该,共同努力减少疾病的传播。这意味着:
- 避免大型团体和人群
- 取消活动
- 如果可能,居家工作
- 进出家门时洗手,外出时勤洗手
- 避免触摸脸部,尤其是在家外。
注:由于发布此信息的紧急性,我们未能像通常那样仔细引用和注明我们所依赖的工作来源。如果您发现任何遗漏,请告知我们。
感谢 Sylvain Gugger 和 Alexis Gallagher 提供反馈和意见。
脚注
流行病学家是研究疾病传播的人。事实证明,估算死亡率和R0等指标实际上相当具有挑战性,因此有一个专门的领域擅长此道。警惕那些使用简单的比例和统计数据告诉你covid-19行为的人。相反,请关注流行病学家所做的建模。↩︎
嗯,严格来说并不完全正确。“R0”严格地指在没有应对措施下的感染率。但既然我们通常并不真正关心这一点,我们在这里就允许自己的定义稍微宽松一些。↩︎
自从做出那个决定以来,我们一直在努力寻找一种方式来开设一门虚拟课程,我们希望它能比面对面授课版本更好。我们已经能够向世界上的任何人开放这门课程,并且每天都会进行虚拟学习和项目小组活动。3
我们也对我们的生活方式做了许多其他较小的改变,包括在家锻炼而不是去健身房,将我们所有的会议改为视频会议,以及取消我们一直期待的夜间活动。4