虽然有文献记载COVID-19的临床严重性随着年龄的增长而增加，但是关于传播风险如何随人口学因素、临床表现和接触者类型而变化的信息是有限的。基于个体的干预措施，如病例隔离、接触者追踪和隔离，已被证明可以加快病例检测和阻断传播链。然而，这些干预措施通常是与人群层面的物理隔离措施一起实施的，它们对接触模式和传播风险的影响仍然难以分开。更好地了解驱动SARS-CoV-2传播的因素是实现疫情控制的关键，同时最大限度地降低社会成本，特别是在各国放宽物理隔离措施的情况下。

在中国，作为与湖北省相邻的一个省份，湖南省在2020年1月下旬和2月上旬经历了SARS-CoV-2的持续传播，随后到2020年3月疫情被迅速抑制。与中国其他许多省份一样，通过针对SARS-CoV-2病例及其接触者的分层干预和人群层面的物理隔离措施实现了疫情控制。

在一项新的研究中，来自中国复旦大学、湖南省疾病预防控制中心、美国国家卫生研究院和印第安纳大学公共卫生学院等研究机构的研究人员基于通过广泛的监测和接触者追踪工作收集的细化流行病学信息，重建了截至2020年4月3日湖南省所有已确认的SARS-CoV-2感染者之间的传播链。相关研究结果于2020年11月24日在线发表在Science期刊上，论文标题为“Transmission heterogeneities, kinetics, and controllability of SARS-CoV-2”。论文通讯作者为复旦大学公共卫生学院的余宏杰（Hongjie Yu）教授和美国国家卫生研究院的Kaiyuan Sun博士。

湖南省的SARS-CoV-2传播链，图片来自Science, 2020, doi:10.1126/science.abe2424。

这些作者确定了驱动传播异质性的人口、临床和行为因素，并评估了干预措施如何调节传播网络的拓扑结构。此外，他们重建了SARS-CoV-2在典型感染过程中的感染谱（infectiousness profile），并估计了通过基于个体和人群的干预措施控制疫情的可行性。

这些作者分析了湖南省疾病预防控制中心整理的1178名SARS-CoV-2感染者及其15648名密切接触者（代表19227个独立的暴露事件）的详细流行病学记录。病例发现于2020年1月16日至4月3日期间；通过被动监测、接触者追踪或旅行筛查等方式获取原发病例，并经RT-PCR实验室确诊。在最后一次接触感染者后，对原发病例的密切接触者进行至少2周的追踪。在2020年2月7日之前，如果接触者在隔离期间出现症状，则对其进行检测。2020年2月7日以后，所有接触者均需进行RT-PCR测试，在隔离期间，无论是否出现症状，每个接触者至少采集一次样本。RT-PCR检测结果呈阳性后，无论临床严重程度如何，感染者均被隔离在专门的医院，而其接触者则被隔离在医学观察机构。

这个数据集包括210个流行病学集群（epidemiological cluster），代表831个病例，另外347个零星病例（29%）与任何集群无关。对于每个集群，这些作者随机重建传播链，并估计与每个患者的暴露史最匹配的感染时间。这些作者分析了100个重建的传播链的集合，以考虑暴露史中的不确定性。

根据中国湖南患者和接触者的详细追踪数据，这些作者发现80%的继发感染可追溯到15%的SARS-CoV-2原发感染，这表明存在大量的传播异质性。传播风险与接触时间和社会互动的密切程度呈正相关，并受到人口统计学和临床因素的调节。封锁增加了家庭和家庭中的传播风险，而隔离减少了所有类型接触者的风险。针对典型SARS-CoV-2患者重建的感染谱在症状出现前达到峰值。建模结果表明，由于这种病毒的特定传播动力学，控制SARS-CoV-2疫情需要病例隔离、接触者隔离和人群水平干预措施的协同作用。

总的来说，这些作者发现病例隔离成功地阻断了湖南地区密切接触者的传播，估计有4.3%的传播发生在SARS-CoV-2患者被隔离后。在这种情况下，所有SARS-CoV-2感染者无论临床严重程度如何都在专门的医院进行医学隔离管理，而接触者则在指定的医学观察中心进行隔离。然而，在家中进行自我隔离可能并不那么有效，预计继续传播的比例应该更高。

有几个注意事项值得注意。这些作者无法评估在学校、工作场所、会议、监狱或工厂中的传播风险，这是因为在湖南省的数据集中没有报告这些环境中的接触者。考虑到这些数据中无症状感染者的比例相对较小（总体为13.5%，通过追踪接触者捕获的感染者比例为22.1%），这项新的研究很可能没有足够的力量来评估无症状者的传播潜力。尽管这些作者观察到平均传播风险随疾病严重程度呈正向但不显著的梯度，但没有统计学数据支持无症状个体的传播减少。来自病毒脱落研究的证据是相互矛盾的；在一些研究中，病毒载量似乎与临床严重程度无关，而其他研究则表明无症状个体的病毒清除速度更快。

另一个局限性与对原发病例接触者检测实践的变化有关。最初的检测仅限于表现出症状的接触者，2月7日之后这一条件被放宽。早期的检测计划可能导致低估儿童的易感性，这是因为年龄较小的个体不太可能出现SARS-CoV-2症状。然而，令人欣慰的是，灵敏度分析表明，即使在对检测方案的变化进行分层后，易感性的年龄梯度也得到了保留。此外，这些作者发现12岁以下儿童的感染易感性相对于成年人较低，在全面检测期间仍然保持稳定。总的来说，无症状感染对传播的贡献仍有争议，但对通过基于个体的干预措施进行控制的可行性有深远的影响。需要在家庭和其他受控环境中结合病毒学检测进行仔细的血清学研究，以充分解决无症状感染和病毒脱落在传播中的作用。

总之，详细的接触者追踪数据揭示了SARS-CoV-2传播中重要的异质性，这些异质性由生物学和行为驱动，并可通过干预措施的影响加以调节。至关重要的是，与SARS-CoV相比，SARS-CoV-2在宿主的症状前阶段传播的能力使得实现流行病控制特别困难。这些作者的风险因素估计可以提供有用的证据来指导设计更有针对性和可持续的缓解策略，而他们重建的传播动力学将有助于校准进一步的建模工作。

参考资料：

Kaiyuan Sun et al. Transmission heterogeneities, kinetics, and controllability of SARS-CoV-2. Science, 2020, doi:10.1126/science.abe2424.