人类的活动能有效预测呼吸道病毒的传播

在 COVID-19 流行期间，来自手机的位置数据成为有关人口水平移动变化以及（非药物措施）NPI 对 SARS-CoV-2 传播的有效性的重要信息来源。然而，很少有研究探讨大流行期间人类流动性与地方性呼吸道病原体动力学之间的关系。Perofsky等人使用来自医院和社区呼吸监测的独特详细数据以及移动设备用户的集体移动，调查了 2018 年 11 月至 2022 年 6 月期间人口行为（城市内混合、访客流入、留在家中、前往各种类别的兴趣点（POI）的客流量、戴口罩和COVID-19 NPI）对华盛顿大西雅图地区呼吸道病毒（SARS-CoV-2、流感病毒（A/H3N2、A/H1N1 和 B）、呼吸道合胞病毒（RSV A 和 B）、季节性冠状病毒（hCoV 229E、OC43、HKU1 和 NL63）、人偏肺病毒 （hMPV）、人副流感病毒（hPIV 1、2、3 和 4）、人鼻病毒 （hRV）、非鼻病毒肠道病毒 （EV）、 和腺病毒 （AdV））传播动态的影响。

在暴雪和COVID-19 限制期间，人群流动性与呼吸道病毒传播性下降

图1 2018 年 11 月至 2022 年 6 月，基于聚合移动设备位置数据的大西雅图地区的移动性和行为趋势。垂直的蓝色阴影面板表示西雅图发生大暴风雪的时间（2019 年 2 月 3 日至 15 日），垂直虚线表示华盛顿州紧急状态声明的日期（2020 年 2 月 29 日），垂直橙色阴影面板表示西雅图的居家隔离期（2020 年 3 月 23 日至 6 月 5 日）。图源自参考文献

西雅图在 2019 年 2 月经历了异常多的降雪，导致学校和工作场所在 2019 年 2 月 3 日至 2 月 15 日期间大面积关闭，区域旅行减少。受暴风雪影响最大的出行类别包括小学和高中、大学和中转站的客流量、儿童日托中心的访问量以及州外游客的流入（图1）。全市范围的关闭导致几种病原体的发病率和传播率显著下降（图2）。为了衡量暴风雪对病毒传播的总体影响，比较了病原体2019 年 2 月 3 日大雪开始前后两周的Rt值（Rt表示当前感染性）。RSV、AdV 和 EV 是受天气相关干扰影响最大的病原体（下降 33-40%），其次是流感病毒和 hCoV（下降 10-20%）。

2020年2月29日进入COVID-19限制期，进入紧急状态后，人群流动减少，所有的呼吸道病毒的传播都大幅下降（图2），与暴雪期间相似。观察到了人群流动性与呼吸道病毒传播之间的密切关系。

图2西雅图地区地方性呼吸道病毒和 SARS-CoV-2 的每日发病率和传播性。图源自参考文献

2019-2020 年冬季流动性与病原体传播之间的关系（大流行前）

图3 时间序列互相关和呼吸道病毒传播性之间的最佳滞后和大西雅图地区的手机移动性(2019 年 9 月至 2020 年 5 月)。图源自参考文献

2019-2020呼吸道病毒在西雅图高度活跃，在2019年秋季期间，对儿童日托所、学校、大学和宗教组织的访问在流感病毒、RSV、hMPV、hCoV、AdV 和 hPIV 的传播最初增加之前或同时发生（图2）。大规模移动还与地方性病毒传播性的变化相关，特别是离开家（RSV、hCoV HKU1 + NL63、hPIV 3 + 4 和 A/H1N1 流感）和邻域间移动（AdV、hMPV、RSV A、hPIV 1 + 2 和乙型流感）。对于大多数病原体来说，传播和迁移之间的最强关系发生在初秋的季节开始时。

SARS-CoV-2 传播与人群行为之间的关联（大流行期间）

测量了西雅图大流行浪潮中 SARS-CoV-2 传播、流动性、掩蔽和 NPI限制之间的互相关性。在 2020 年春季和 2020 年夏季的前两次 COVID-19 爆发之后，尽管戴口罩率很高，但在 2020-2021 年冬季经历了第三波大规模的疫情。在疫情的早期Rt增长阶段，恰逢前往宗教服务和餐馆的客流量增加。但在这段时间内，离开家、来自西澳其他县和美国各州的游客涌入和 NPI 的限制等活动与Rt并没有显著相关性。

当限制放松时，活动能力可以短暂预测 SARS-CoV-2 的传播，但在随后的几波疫情中，关联性减弱。与SARS-CoV-2相比，其他地方性的呼吸道病毒的Rt与活动性的关系更强、更持久。

参考文献：Perofsky, A.C., Hansen, C.L., Burstein, R. et al. Impacts of human mobility on the citywide transmission dynamics of 18 respiratory viruses in pre- and post-COVID-19 pandemic years. Nat Commun 15, 4164 (2024). https://doi.org/10.1038/s41467-024-48528-2