清研智库：《柳叶刀》预测意大利将需要4000多张重症病床
新冠病毒（SARS-CoV-2）的传播已达到大流行的程度，在数周内影响了100多个国家。当务之急是采取全球对策，全世界的卫生系统做好准备。尽管中国的隔离措施使新病例减少了90％以上，但其他国家却没有这种减少，尤其是意大利。现在，人们对意大利国家卫生系统能否有效应对被感染并需要深切治疗的新冠肺炎患者的需求感到担忧。在2020年3月1日至3月11日期间，意大利每天报告的重症监护患者百分比一直处于确诊患者的9％至11％之间。自2月21日以来，意大利的感染人数呈指数级增长趋势。如果这种趋势再持续1周，将有30000名感染者。重症监护病房将达到最大容量；到2020年4月中旬，将需要4000多张病床。我们的分析可能会帮助国家领导人和卫生部门分配足够的资源，包括人员、床位和重症监护设施，以管理未来几天和几周的情况。如果意大利的暴发遵循与中国湖北省类似的趋势，那么新感染患者的数量可能会在3-4天之内开始减少，从而偏离指数趋势。但是，由于社会隔离措施和在中国快速建立专用隔离设施的能力之间的差异，目前尚无法预测。
根据《自然》杂志的报道，2019年冠状病毒病（COVID-19）的传播变得势不可挡，并已达到宣布为大流行的必要流行病学标准，已在100个国家/地区感染了100,000多人。因此，迫切需要全球采取对策，卫生系统做好准备以应对这一空前的挑战。自相矛盾的是，那些不幸地被感染这种疾病的国家已经获得了非常宝贵的经验教训。尽管在中国实施的遏制措施（至少目前而言）使新病例减少了90％以上，但在包括意大利和伊朗在内的其他国家并没有这种减少。
截至3月11日，意大利宣布已确诊病例12 462例，死亡827例。由于这次COVID-19爆发，中国的死亡人数最多。在意大利死亡的人的平均年龄为81岁，其中三分之二以上的患者患有糖尿病、心血管疾病或癌症，或者曾经吸烟。因此，这些患者确实具有潜在的健康状况，但值得注意的是，他们患有由新冠肺炎引起的急性呼吸窘迫综合征（ARDS），需要呼吸支持，否则就会死亡。在死亡的患者中，有42.2％的患者年龄在80-89岁，32.4％的患者年龄在70-79岁，8.4％的患者年龄在60-69岁，2.8％的患者年龄在50-59岁,年龄超过90岁的人占14.1％。男女比例为8:2，女性中位年龄较大（女性为83.4岁，男性为79.9岁）。
2020年3月8日，意大利政府采取了特殊措施来限制病毒传播，包括限制伦巴第地区的活动，旨在最大程度地减少未感染者与感染者接触的可能性。这个决定当然是勇敢而重要的，但这还不够。目前，国家卫生系统是否有有效应对已经感染并需要入院ARDS(主要是由新冠病毒引起的）的重症监护病房的人的能力，这是一个非常令人关切的问题。具体来说，从3月1日到3月11日，意大利每天报告的重症监护病房患者百分比一直在确认病例的9％至11％。
意大利的重症监护病房约有5200张病床。其中，截至3月11日，1028张病床已经专门用于新冠肺炎感染的患者，并且在不久的将来，这一数字将逐渐增加，以至于COVID-19的患者很快将占据数千张床位。鉴于感染新冠肺炎的重症患者的死亡率很高，并且治疗持续时间为1-2周，因此在意大利感染的人数可能会给医院的重症监护设施带来很大压力，其中一些地区没有足够的资源或人员来应对这种紧急情况。在伦巴第区，尽管付出了巨大的努力以牺牲意大利的经济为代价来限制人员的出行，但我们仍面临着更大的恐惧-到急诊室就诊的患者人数将大大超过该系统所能承受的数量。为了给最大数量的患者提供治疗的机会，重症监护床的数量将达到数千，但是确切的数量仍然是专家们讨论的问题。自2月20日以来，医护人员一直在昼夜工作，其中大约20％（n = 350）的人被感染，有的甚至死亡。伦巴第通过将需要重症监护但未感染COVID-19的患者送往别的医院来应对新冠病毒。
我们提出以下预测，以使负责人（在国家和地方各级对国家卫生系统和政府承担最大责任的人以及地方卫生局）做好准备，以应对未来几天和几周内发生的事情。他们可以采取有关人员资源和病床的措施，以应对这一困难时期的挑战。在意大利发生COVID-19病毒期间，受感染人数的官方数字表明了感染的蔓延以及对意大利医院尤其是重症监护设施的挑战。自2020年2月21日起，每天都会发布被感染的患者数量。如图1A所示，可以将可用数据拟合为指数模型的被主动感染的患者数量。指数值可以计算为r = 0·225（每天1次），并且与意大利卫生部报告的受感染患者人数一致。直到第17天，指数预测和报告数据之间的一致性才非常接近。从图1B中可以看出，如果下周感染的患者数量增加遵循这种趋势，那么到3月15日，将有超过30 000例患者被感染。基于指数曲线预测以及感染持续时间为15至20天的假设，可以计算出基本再生数为2.76至3.25。这个数字与武汉感染爆发初期报告的数字相似，略高于中国的2.2（这是李群及其同事在最近的一份报告<新型冠状病毒感染肺炎在中国武汉的初期传播动力学>中的数字）。
图1使用指数曲线预测的意大利报告的感染人数。图A显示前几天的感染数量，图B显示未来几天的预测。
在意大利，重症监护病房的患者数量也以类似的方式增长，直到3月8日呈指数趋势。意大利卫生部报告的数据的最佳拟合可以使用最适合患者人数的相同指数来获得。谁被感染，如图2A所示。截至3月8日的可用数据显示，在接下来的几天中，需要重症监护病房入院的患者人数趋势将显着增加。我们可以非常准确地预测该数字将在几天之内将国家卫生系统推向最大容量。考虑到意大利重症监护病房的可用床位数接近5200张，并且假设这些床中的一半可用于COVID-19的患者，根据此预测，该系统将在3月之前达到最大容量。这种情况很难解决，因为预计在该日期之后将需要重症监护病房入院的患者人数将进一步增加，如图2B所示。
图2使用指数曲线测量和预测在意大利重症监护病房的患者人数。图A显示了前几天在重症监护病房的患者数量，图B显示了未来几天的预测。虚线表示意大利重症监护病床的估计容量。
在这一点上，最重要的问题是，被感染患者和需要重症监护的患者人数的增加是否会持续指数增长以及持续多长时间？如果曲线斜率的变化不会很快发生，则临床和社会问题将难以控制，预计将带来灾难性的结果。我们做出这种预测的唯一方法是，将在中国湖北地区收集的COVID-19感染数据与意大利人群的数据趋势进行比较。根据2019年世界卫生组织-中国冠状病毒病联合任务的官方报告，可以从系列数据开始得出被感染患者的累积曲线。如图3所示，这些数据表明，感染爆发的初始阶段遵循预期的指数趋势，与先前计算出的被感染意大利患者人数的指数相同。从1月7日开始，累计感染患者的数量开始偏离20天后的指数趋势。如果意大利的暴发流行趋势与中国类似，我们可以建议从3月11日起3到4天内新感染患者的数量可能开始减少。类似地，我们可以预见到感染患者的累积曲线将在30天后达到顶峰，预计在此期间将为治疗这些患者提供最大的医疗设施。
图3用指数曲线拟合了湖北省被测感染患者的累积曲线。虚线表示意大利感染爆发的时间点。预计累积的感染患者数将在3-4天内开始偏离指数低点。从2020年3月11日起，将在30天内达到累积曲线的最高点
最困难的预测是意大利将达到的最大感染病人数，最重要的是，需要入住重症监护病房的最大病人数。此预测对于计划在意大利医院中的新设施以及计算需要这些设施的时间至关重要。基于中国湖北地区的人口略少于意大利的情况（湖北约为5000万人，意大利约为6000万人），我们暂定感染的最大患者数量趋势将与意大利相似。在这样做的过程中，我们不能忽视以下事实：限制流动对COVID-19疫情蔓延的影响以及武汉市内外采取的非凡社区措施不太可能在其他地方复制。此外，伦巴第地区对这些患者的当前治疗方法意味着非药物和药物干预措施，包括抗逆转录病毒药物，可能与武汉疫情有所不同，并可能使计算结果失真。我们还认识到，武汉市与湖北省其他地区之间的传播动态存在异质性，其他地区感染人数仍然较低。因此，假设意大利即将发生的事情可能会反映湖北所发生的事情可能是不切实际。当然，直接比较大武汉地区（1,900万人）与伦巴第地区（900万人）（目前是意大利受影响最严重的地区）更为合适，但尚无此类数据。目前尚无其他证据，我们可以考虑对未来几天或几周内将被感染的患者的确切人数做出更可靠的假设。根据现有数据，到2020年2月底，湖北地区的感染病人数约为38000人，而新增病例数几乎降至零。鉴于到目前为止，至少在伦巴第区，被感染的患者需要ARDS治疗的患者比例接近10％，我们可以假设在感染最严重的时期，我们在重症监护病房中将需要大约4000张病床。预计将从3月11日起约4周内发生。这对意大利来说是个挑战，因为目前总共有5200张重症监护病床。现在的目标是增加这个数字，以安全地满足未来的迫切需求。根据我们的预测，就人员、技术设备和材料而言，我们只有几个星期来实现这一目标。这些考虑因素也可能适用于其他欧洲国家，这些国家可能感染了类似数量的患者，并且在重症监护病房方面也有类似的需求。
自1978年以来，意大利一直享有建立国家卫生系统的特权，该体系于1992-1993年进行了重塑。它的原则和组织源自英国国家卫生服务局的模型，它基于三项基本原则。第一个原则是普遍性-所有公民都有平等的权利使用国家卫生系统提供的服务。第二个是团结-每个公民通过累进税收，根据自己的能力为国家卫生服务筹资。第三个是统一性-国家卫生服务机构向所有地区的所有公民提供的服务质量必须统一。所有个人都应该以纳税人的身份支付这笔钱，如果他们感到不适，每个人都会付出一点以得到很多回报。