科普知识 | 传染病的基本再生数（R0）究竟是个啥？

一、什么是基本再生数（R0）？

基本再生数（basic reproductive number，R0）：是指一个感染者在具有传染性的这一段时间内平均可以传染多少个人。R0主要用来衡量某种病原体的传染能力、传播效率。R0越高，说明病原体的传染性越强。

•  若R0>1, 提示病例数会呈指数增长, 疾病将暴发或流行；

• 若R0=1, 提示该种疾病将在人群中持续存在并保持稳定；

• 若R0<1, 提示传染病将会逐渐消失。

二、基本再生数R0的估计方法及常用模型

结合现有资料及刘民教授团队此前发表综述《新型冠状病毒基本再生数研究进展》，我们发现在新冠肺炎相关研究中，可通过在传播动力学模型中构建并求解微分方程，或采用最大似然法估计、随机模拟等方法估计R0。常见模型如下：

• 指数增长模型：在疫情初始阶段, 累计病例数往往呈指数增长，因此可以对累积病例数拟合指数增长模型以估计指数增长率, 并根据一定公式使用指数增长率计算基本再生数。

• SEIR模型及其衍生模型：用一系列微分方程表示S（易感者）、E（潜伏期患者）、I（感染者）和R（康复者/移出者）这4个仓室之间的关系, 通过最小二乘法拟合累计病例数来估计基本再生数。考虑SARS-CoV-2的特殊性, 也有研究者在经典SEIR模型基础上改良, 并通过马尔可夫链蒙特卡洛模拟等方法进行随机采样以获得参数估计。

• 其他模型：也有学者构建其他模型进行R0的估计，如病例衰减与指数调整（incidence decay and exponential adjustment, IDEA）模型、蝙蝠-宿主-储存宿主-人（bats-hosts-reservoir-people, BHRP）模型的简化RP模型等。此外, 还可采用最大似然法以及随机模型等方法进行估计。

三、不同病原体的基本再生数（R0）

新冠肺炎流行初期，R0估值为2.2。针对目前主要流行的新冠变异株，有团队截取了南非从2021年10月18日至11月28日的每日新增的确诊数据，发现德尔塔变异株的R0值为4.3，而奥密克戎的R0值达到了5.5，足足增加了37.5%。而另一项研究认为德尔塔变异株的R0 值为6，奥密克戎变异株的R0可能在4~8之间。由于目前数据有限，世界卫生组织认为对奥密克戎传染性的解读还需时间。

此外，我们也对其他常见传染病病原体的R0值进行了总结，如下图：

图 不同传染病病原体的基本再生数（R0）

四、基本再生数（R0）总结

R0作为流行病学指标，对疾病的传播和防控策略具有重要影响。由于各国的环境条件千差万别，需要因地制宜，采取不同的新冠疫情防控措施，不生搬硬套，才能取得最佳效果。