评估儿童在比利时 COVID-19 大流行中的作用：基于扰动分析的新发现

为探究不同年龄组在 SARS-CoV-2 传播中的作用，研究人员分析比利时数据，明确儿童及各年龄组影响，助力疫情防控。

　　

新冠疫情下的谜团：不同年龄组在病毒传播中的角色

2020 年初，新冠疫情（COVID-19）如一场突如其来的风暴，迅速席卷全球，给人类健康和社会发展带来了前所未有的挑战。在这场抗疫战斗中，了解病毒的传播机制至关重要，而不同年龄组在病毒传播中所扮演的角色，更是其中的关键一环。早期研究发现，社会接触模式、免疫反应和传染性在不同年龄组中存在明显差异，这些差异对疾病的传播、发病率、住院率和死亡率等关键流行病学结果有着至关重要的影响。

以比利时为例，在疫情期间，如何制定有效的公共卫生干预措施成为当务之急。这需要深入分析不同年龄组的传播模式，但此前的研究在这方面仍存在诸多不足。例如，早期研究认为儿童在病毒传播中的作用较小，但由于儿童无症状或轻症病例较多，且在学校关闭期间接触较少，这一结论可能存在低估。后来的研究虽然强调了儿童在某些场景下的传播作用，但对于不同年龄组在病毒传播中随时间的动态变化，以及各种因素（如非药物干预措施、疫苗接种和病毒变异等）如何影响这种变化，仍缺乏全面而深入的了解。

为了填补这些知识空白，来自哈塞尔特大学（Hasselt University）、里斯本大学（University of Lisbon）、那慕尔大学（University of Namur）等多个机构的研究人员展开了一项重要研究。他们的研究成果发表在《Nature Communications》上，为我们深入理解 COVID-19 的传播机制提供了新的视角。

研究方法：多管齐下，剖析传播奥秘

研究人员采用了多种关键技术方法来开展此项研究。首先，他们使用了 CoMix 社会接触调查数据，该调查是一项纵向、多国调查，涵盖了比利时人群从 2020 年 11 月至 2022 年 2 月连续 34 波的社会互动信息，包括年龄、性别、居住地区等广泛的人口统计学变量。通过这些数据，研究人员构建了年龄特异性的社会接触矩阵。

其次，研究基于年龄结构的易感、暴露、感染和康复（SEIR）模型，推导出下一代矩阵（NGM 或 K）。NGM 能够描述特定年龄组的感染个体在疾病传播的连续世代中对相同或不同年龄组新感染的贡献，其谱半径对应基本再生数（R0?），在考虑人群易感性变化后可反映有效再生数（Rt?）。

此外，研究人员通过纵向评估和解释敏感性指数，进行了扰动分析。这些敏感性指数是从Rt?作为 NGM 条目的函数的敏感性分析中得出的，用于量化不同年龄组在病毒传播中的作用。

研究结果：年龄组在病毒传播中的动态变化

1. 2020 年 11 月 - 12 月：此阶段，比利时实施了第二次封锁，非药物干预措施（NPIs）的严格程度有所下降。尽管限制措施有所放松，但Rt?始终保持在 1 以下，病毒传播得到控制。研究发现，18 - 60 岁的成年人是 SARS-CoV-2 传播的主要驱动者，这一年龄组的Sj,t?指数达到峰值 3，其累积弹性（e~j,t?）、累积敏感性（s~j,t?）和感染值（vj,t?）均高于平均水平。
2. 2021 年 1 月 - 3 月：这期间，NPIs 保持适度严格，学校恢复面授教育，同时 Alpha 变异株开始传播。Rt?从 2020 年 12 月的 0.88 跃升至 2021 年 1 月的 1.02，每日接触人数增加。0 - 12 岁的儿童在病毒传播中的作用显著提升，在 1 月和 3 月，[0, 6) 和 [6, 12) 年龄组的儿童被归类为主要传播贡献者，其累积弹性在特定时间点达到峰值，如e~[0,6),14?=0.32和e~[6,12),17?=0.38 。
3. 2021 年 3 月 - 4 月：由于病例和住院人数激增，比利时实施了更严格的 NPIs，即 “复活节暂停” 措施。在此期间，18 - 30 岁的成年人成为主要传播贡献者，如在 3 月 18 日，该年龄组的S[18,30),18?=3 ，反映出其对Rt?的高比例贡献。随着限制措施的放松，0 - 12 岁的儿童再次成为主要传播贡献者，其累积敏感性和弹性显著上升。
4. 2021 年 5 月 - 8 月：比利时继续逐步放松 NPIs，但 Delta 变异株逐渐取代 Alpha 变异株成为主要流行毒株。Delta 变异株具有更高的传染性和免疫逃逸潜力。在此期间，18 - 40 岁的成年人成为主要传播贡献者，而 12 - 18 岁的年龄组在 5 - 6 月对传播的贡献增加，但随后又恢复到边缘角色。
5. 2021 年 9 月 - 10 月：9 月学校重新开学，NPIs 进一步放松。此阶段，12 岁以下的儿童和 18 - 50 岁的成年人是主要传播贡献者。9 月 17 日，[0, 6) 年龄组的儿童累积弹性达到e~[0,6),31?=0.43 ，成为主要传播贡献者。10 月，随着 NPIs 的进一步放松，18 - 50 岁的成年人，尤其是 [30, 40) 年龄组，对Rt?的影响最大。
6. 2021 年 11 月 - 2022 年 3 月：由于冬季医疗系统压力增加，NPIs 的严格程度略有上升。儿童对传播的贡献变得微不足道，而成年人，尤其是 30 - 40 岁的人群，持续发挥主导作用。2022 年 1 月，Omicron 变异株成为主要毒株，30 - 40 岁的成年人依然是主要传播贡献者，其弹性值在特定时间点达到峰值。

研究结论与意义：为疫情防控提供关键依据

这项研究通过对 NGM 的纵向扰动分析，深入探讨了年龄特异性易感性、疫苗接种覆盖率、社会行为和 NPIs 等因素如何塑造比利时 SARS-CoV-2 的传播动态。研究发现，儿童在特定时期，如 2021 年初和 9 - 10 月，是病毒传播的主要贡献者，这与学校开学、高接触率和儿童疫苗接种延迟有关。而成年人在整个研究期间也在病毒传播中发挥了重要作用，不同年龄段的成年人在不同时期成为主要传播贡献者。

研究结果强调了准确评估不同年龄组对病毒传播影响的重要性，这为制定有针对性的疫情防控政策提供了关键依据。例如，在儿童成为主要传播贡献者的时期，可以考虑加强学校的防控措施，如增加检测频率、实施社交距离等。同时，研究也指出了早期为儿童接种疫苗可能对降低Rt?起到关键作用，这为疫苗接种策略的制定提供了参考。

然而，研究也存在一定的局限性，如数据分辨率有限、数据不确定性等。未来的研究可以进一步改进这些方面，以更准确地了解病毒传播机制，为全球抗疫提供更有力的支持。总之，这项研究为我们理解 COVID-19 的传播提供了重要的见解，有望推动更有效的疫情防控策略的制定和实施。