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新冠肺炎潜伏期和再生时间估计

潜伏期(incubation period)和再生时间(generation time)是传染性疾病研究中的关键指标,对描述传染病特征和政策制定起着至关重要的作用。为了克服学术界之前的研究问题,周晓华团队借助于更新过程的理论,考察被某删失事件(离开武汉)截断的潜伏期。把潜伏期(从感染到产生症状)看作发生间隔时间(inter-arrival),离开武汉的感染者居民潜伏期被离开武汉这一事件所截断,再考虑到部分居民可能在离开武汉时(机场、火车站等场所)发生交叉感染,因而可以把离开武汉到产生症状的时间看作是区间删失的前进时间(截断事件到产生症状,forward time)与发生间隔时间(感染到产生症状)这二者的混合,同时考虑了由报告时间引起的区间删失问题。


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图:潜伏期、后退时间、前进时间。黑色线条表示纳入研究队列的人群,灰色线条表示未纳入研究队列的人群;

实线表示观测到的,虚线表示未观测到的时间段。红色圆:感染时间;红色叉:产生症状时间;蓝色柱:离开武汉时间。


假设潜伏期服从伽马分布、威布尔分布或对数正态分布,观测队列为离开武汉后发病的人群,队列中在离开武汉当天感染的概率(混合概率)为π。在适当的条件下,作者证明了潜伏期分布参数、混合概率的可识别性的数学性质,并证明了这些参数估计量的大样本性质(服从渐进正态分布或截断正态分布)。对于混合概率π的假设检验问题,可以利用似然比检验给出。

和传统的流行病学调查相比,研究团队提出的方法可以减少回忆偏倚,增大可用样本量,有效利用删失信息,为新传染病流行的潜伏期估计提供了一种分析框架,其优势在传染病并爆发初期尤为明显。另外,基于潜伏期和观测到的序列间隔,在适当的假设下,通过反卷积运算,对潜伏期有传染性的疾病提出了再生时间的一个非参数的相合估计。


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图:潜伏期分布的估计。红线表示前进时间的拟合,蓝线表示潜伏期分布的拟合

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图:再生时间分布的估计。柱状图是序列间隔数据,黑线是序列间隔的非参数拟合,红线是再生时间分布的估计