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Friday, March 13, 2020

譚新強:大流行40%至70%感染率預測 是從HIT計算出來的

文章日期:2020年3月13日

【明報專訊】本來今周值得討論的事情極多,包括沙特阿拉伯與俄羅斯油價戰、美國10年債息首次歷史性跌穿1厘、美國道指跌至11年來首次熊市,和美國大選的選情幻變。但最值得關注的仍然是COVID-19疫情的急速蔓延,世衛終於正式宣布這次為一場Global Pandemic(全球大流行病)!

大流行沒有一個非常正式的定義,理論上最重要因素為某傳染病的廣泛性和宗數,但就跟某病症的嚴重性和死亡率沒甚關係。世衛有頗大的主動決定權,雖不少世界各地的醫學專家已呼籲了好幾周,但明顯世衛一直拖泥帶水,不太願意作出正式宣布。直至近日全球COVID-19確診宗數急升超過12萬,波及超過100個國家,尤其意大利疫情實在已到失控地步,醫療系統崩潰,歐洲其他國家個案亦以幾何級數上升,美國確診個案也升至1000宗以上,世衛才無可奈何地作此大流行宣布。

世衛拖延宣布 或有兩大原因

我相信世衛拖延有兩個主要原因。第一肯定出自對全球經濟考慮,根據IMF估計,大流行的標籤可導致全球GDP增長降低1%,亦即全球衰退的機會大大上升(一般定義為低於3%)。例如很多企業和機構,或將借此提出"Force Majeure"(不可抗力條款),提前取消大量商業合約。

拖延的第二個原因是宣布大流行,亦即等如承認人類跟COVID-19的這場戰爭已「失敗」,將無法消滅此病毒。世衛總幹事譚德塞提到多國的"alarming inactions"(驚人的不行動),有些缺乏資源,有些則缺乏決心!沒點名,但請各位對號入座吧!

當一個疫症到了大流行階段,理論上全球處理方法應有所改變,從containment(圍堵)轉向所謂mitigation(紓緩)。意思是可能各種國際旅遊限制(international travel bans)已對控制疫情無效,但就對經濟有極大傷害,所以應考慮逐步解封。更重要和更有效的應對手段變為"social distancing"(社交隔離)和提升個人衛生。

但理論歸理論,這做法或者合理和具科學理據,但現實歸現實,政治上,在大流行宣布後,誰敢不加強邊境控制,反而大膽放鬆旅遊限制?美國總統特朗普在周三晚就馬上宣布針對英國以外歐洲的30日旅遊禁令!但他亦有提到隨着中國和韓國的疫情改善,將考慮放鬆旅遊限制,但尚未宣布細節。中國疫情終於算得上受控,但近日又見一些從外國輸入個案,辛苦得來的成果,怎會輕易冒險放鬆旅遊限制!

大流行的另一意思是全球人類的一個頗高比例將受到感染。在2009年的H1N1流感,受感染比例約11%至21%,1918年的西班牙流感(亦是H1N1豬流感),受感染比例更可能高達27%。2009年那次的全球總死亡人數約15萬至60萬;1918年那一次,正值第一次世界大戰,當年醫療比現代當然差很多,所以雖只是流感,但死亡率估計高達10%,總死亡人數可能高達5000萬!特朗普自稱不認識任何死於流感的人,可能忘記了他的祖父,正是死於1918年的大流感!

周三,德國總理默克爾向國民說,COVID-19或將感染到60%至70%的德國人,大家必須阻慢疫情,爭取時間為此作好免疫和醫療系統準備。她本身是一位量子化學博士,懂和相信科學,所以有勇氣成為第一個主要國家元首說出這句話!她說這個驚人預測已成為頂尖專家的共識,即包括我多次提過的世衛顧問Ira Longini、哈佛教授Marc Lipsitch和Imperial College教授Neil Ferguson等。

他們預測,全球40%至70%人口將在今年內受到感染。如這個非常驚人的預期成真,即是最高感染人數高達55億,如按現在確診死亡率(CFR)約3.7%來計算,死亡人數可超過2億人!如果感染人數那麼多,一切mitigation手段都必徒然,肯定全球醫療系統將快速崩潰,死亡率必飈升,輕易高至10%以上(意大利已經是7%),即總死亡人數更可超過5億!即使CFR跌至懷疑較低的感染死亡率(IFR),譬如約1%,總死亡人數也已將是非常嚴重的3000萬至5000萬!

倘2億人感染死亡成真 醫療系統崩潰

我明白這些專家的出發點應該是「好意」的,警告全球政府作出最積極準備。但如此驚人的預測,其實他們也必定有責任舉出證據,解釋他們的假設,和這是否他們的唯一結論,或只是一個worst case scenario(最壞情境),概率又多少呢?

失望地,他們似乎完全沒有對公眾交代過任何證據,令到全球人民和各國政府更加迷惘和惶恐。如果他們的講法是對的,一切的旅遊限制,甚至社交隔離措施,到最後都是沒有用的。那麼即使不是坐着等被感染,不如索性繼續外出旅遊,跟朋友聚會,再過正常生活(多渴望)?

既然所謂專家不解釋,唯有靠自己做些研究,在這裏跟大家分享,但我確不是專家,所以不可擔保分析的準確性,請見諒。

上周我已解釋過R0和R的概念,R0是病毒本身的基本傳染度,R是在採取各種隔離措施後的較低傳染度。我現在將介紹傳染病學上的另一概念——Herd Immunity(群體免疫),當一個population(群組)內的某一比例的人得到免疫力,身體產生了抗體,可以是經過感染,也可以是經過vaccination(注射疫苗),剩下來的人口,即使沒有個人免疫力,亦會享受到間接免疫的保護。基本上,這就是我上周提過的pox party(疫症派對)概念。道理很簡單,就是當很大比例的人已有免疫力,病毒就不能再經他們傳給更多其他人,所以疫情就將熄滅。這就是上周刊出感染曲線有自然頂峰的原因。

這個關鍵的人口比例稱為Herd Immunity Threshold(HIT,群體免疫臨界點),原來是可以用很簡單的方程式計算出來的:
HIT=1-1/R0

HIT就是這個需要受感染而達到群體免疫效果的人口比例臨界點。R0當然就是我們的老朋友:Basic Reproduction Number,病毒基本傳染度,即平均每個病人將傳染給多少個其他人。流感(influenza)的R0約為1.3至1.8,COVID-19是全新病毒,數據尚未很準確,估計R0約為1.4至3.9。
以流感為例,如用R0=1.3:
HIT=1-1/1.3=23%
以COVID-19為例,如用R0=3:
HIT=1-1/3=66%

雖然專家沒有解釋,明顯他們的COVID-19的HIT為40%至70%。全球感染率預測,是來自這個基本方程式的,但可能加上其他的一些假設。流感的計算結果,也符合HIN1和西班牙大流感的經驗。

但我仍有多個重要的疑問。首先這基本方程式用的是R0而並非R,那麼隔離措施,到底是有效還是無效呢?如果有效,如有能力把原來R0=3降至較低的R=1.3,那麼COVID-19的HIT也可降至如流感的23%,已可最少挽救數千萬條人命!還是如我上周的附圖顯示,即使能用隔離措施把感染曲線壓扁,但其實兩條曲線的"area under the curve"(曲線下面積)仍然差不多,較低的R只能把整個過程拖長,和減低頂峰發病期對醫療系統的壓力?理論上,如隔離措施百分百有效,密不透風,當然可把原來的一個群組分割為多個隔絕的群組,壓低R必定有效,這就是中國針對湖北的手段,亦見成效。但這種極端的封關措施在多少地方可以執行?意大利正在嘗試,但恐怕為時已晚。况且即使湖北也不是完全密封,也有很多案例流出,亦不可能永遠封關下去,當重開時,從外再傳入的機會也極高。

我的第二個疑問是這個高達70%感染率預測,需時多久,有沒有把夏天的可能消滅病毒效果,計算在內?假設R0為較低的1.6,另假設serial interval(平均每代傳染需時)為專家估計的4.6天,約今年6至7月初夏,或已將達到40%的HIT。

我見過不少專家如美國NIH的Anthony Fauci醫生,當被問到天氣回暖會否加速消滅COVID-19的病毒時,他的答案是按過去流感病毒的經驗,較高溫度和濕度,似乎對遏抑病毒傳播有幫助,但因為此病毒是全新的,所以不能肯定。

無藥根治 夏天回暖成唯一希望

此答案聽似合理,但其實並不科學化。如果不知道,為何不馬上做實驗,在實驗室內模擬夏天環境,包括溫度、濕度,甚至陽光時間和角度等,培植病毒,或在試管內,或把病毒打進動物身上,然後放進一個群組內,不就加速解答這個超重要的疑問嗎?因為請記住,到現時為止,我們沒有任何免疫針和已經驗證有效的藥物,所以如萬一containment真的控制不了疫情,那麼夏天的消減病毒功能,可說是我們的唯一希望!

按照我的研究,曾有人做過針對SARS的夏天模擬實驗,亦證明較高溫度和濕度,確對壓抑SARS病毒有效。但暫時仍未發現類似針對COVID-19的研究,或者最少尚未完成和對公眾宣布結果。疫情非常嚴重,時間非常寶貴,實在刻不容緩,我確對醫學界有點失望。

除此,近日很多專家都告訴我們,在12至18個月內,將可成功研發出有效疫苗,如屬實,當然是天大喜訊。當然遠水不能救近火,即使如期成功,對今年疫情亦沒有幫助;但大家都應該有準備COVID-19將成為endemic,可能每年會捲土重來的風土病(但將不停出現基因變異),所以如明年已有疫苗,進度已算神速!但這些專家也沒有告訴我們為何有此信心。從前我已指出過,感染人類的7種冠狀病毒,包括SARS,到現時為止仍沒有任何疫苗,亦沒有特別的抗病毒藥!當年SARS也是頭等大事,應不乏人和資源去研究疫苗和藥物,但到現在仍未成功。是否因為SARS在2004年後沒有再出現案例,所以沒有人再研究下去,有可能但不肯定。為何其他冠狀病毒,包括導致傷風的兩種,亦沒有疫苗,但流感就有?是否冠狀病毒有些特別結構和特徵,令到發展疫苗和藥物特別困難?如果是的話,為何又有信心在一至一年半內,即可研發出COVID-19的疫苗?此病毒較簡單?現在有迫切性、資源充分、研發技術突飛猛進,加快過程(希望是)?還是專家也沒有把握,在總統和公眾壓力下,信口開河,忽悠大家(希望不是)?我渴望他們用科學解釋一下希望的來源。

除此,我當然也失望仍未看到以隨機測試統計學來計算出來的感染率和IFR。最接近的應該是韓國的數據,他們不斷進行大量接近隨機測試,應該超過20萬人次,確診人數近8000,死亡人數67,CFR約0.8%,接近全球最低。既可能韓國醫療系統比意大利好,中間年齡較低,但明顯亦跟大量測試,擴大CFR分母有關。所以最少這給我們一點希望,神秘的IFR,理論上應可以低於0.8%,如韓國的真正宗數比確診多一倍,那麼IFR就只有0.4%。雖仍遠高於流感的0.03%至0.1%,但總比現在CFR的3.7%好得多。

我們極需要準確一點的IFR估計,因為即使不幸中招,也可安心一點。

中環資產投資行政總裁
[譚新強 中環新譚]

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