癥狀監(jiān)測在新型冠狀病毒肺炎疫情中的應用進展

羅 純 彭愛宇 宗慧瑩 寧佩珊 嚴俊霞 鄧 靜 史靜 馮湘玲 黃 云 虞仁和 李杏莉 胡國清

1中南大學湘雅公共衛(wèi)生學院流行病與衛(wèi)生統(tǒng)計學系，410078湖南 長沙；2中南大學湘雅公共衛(wèi)生學院中心實驗室，410078湖南 長沙；3中南大學湘雅公共衛(wèi)生學院勞動衛(wèi)生與環(huán)境衛(wèi)生學系，410078湖南 長沙

癥狀監(jiān)測又稱為癥候群監(jiān)測，是通過對臨床診斷前的與健康相關數(shù)據(jù)進行系統(tǒng)且持續(xù)地收集、分析和解釋，及時發(fā)現(xiàn)特定疾病在時間和空間上的異常聚集，來確定是否需要進行早期預警和快速反應的監(jiān)測方法［1］。癥狀監(jiān)測系統(tǒng)主要由4部分組成：數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)分析、結果報告、信號核實與響應（圖1）。癥狀監(jiān)測與傳統(tǒng)疾病監(jiān)測不同之處在于它并非基于實驗室確認的疾病診斷，而是基于非特異性健康指標，包括臨床癥狀和替代數(shù)據(jù)（如學生缺課、藥物銷售等），能夠在重大傳染病疫情發(fā)生早期起到識別和預警作用，對控制傳染病的傳播和發(fā)展具有重要意義［2］。新型冠狀病毒肺炎（簡稱新冠肺炎），作為一種新發(fā)的重大傳染病，目前尚不清楚癥狀監(jiān)測在其防控中的應用情況。本文對癥狀監(jiān)測在新冠肺炎疫情防控各階段中的有效做法和不足進行總結，為未來有效地開展癥狀監(jiān)測，以應對類似重大突發(fā)公共衛(wèi)生事件提供參考。

圖1 癥狀監(jiān)測系統(tǒng)實施流程

1 數(shù)據(jù)收集

1.1 目標監(jiān)測癥狀

早期在對新冠肺炎病例的監(jiān)測過程中發(fā)現(xiàn)88%的人出現(xiàn)了發(fā)燒癥狀，因此主要對體溫進行監(jiān)測［3-6］；其次為急性呼吸道感染癥狀，包括咳嗽、呼吸急促、喉嚨痛、鼻塞、流涕等［4，6-8］；有地區(qū)對味覺或嗅覺喪失等特異性癥狀進行了監(jiān)測［5，9-10］；此外，頭痛、疲勞、腹瀉、厭食等非特異性癥狀和肺炎、胃腸炎等疾病也包括在監(jiān)測范圍中［7，11］。除了對癥狀進行監(jiān)測，利用GPS定位或郵政編碼以確定疑似新冠肺炎病例的地理位置，通過對疑似新冠肺炎病例的接觸者進行追蹤可以確定高危人群［3，12-13］。當前報告的癥狀多為非特異性癥狀，具有這些癥狀的人可能只是普通感冒或是流感患者等，因此可能存在大量虛假信號。

1.2 監(jiān)測數(shù)據(jù)源

目前大多用于防控新冠肺炎的癥狀監(jiān)測方案均收集自公民自我報告的數(shù)據(jù)，包括個人信息、主要癥狀、流行病學史和地理位置等信息；其次為在社區(qū)和醫(yī)院獲得的主要癥狀和檢查結果等信息。除醫(yī)院等常用數(shù)據(jù)源外，也可結合藥店、學校、車站、互聯(lián)網(wǎng)活動數(shù)據(jù)等信息用于癥狀監(jiān)測［14-15］，這些數(shù)據(jù)源在及時性和敏感性等方面有所不同。以往研究顯示，在各個數(shù)據(jù)庫顯示的一致性變異往往提示著傳染病的暴發(fā)［16］。通過對多個不同的數(shù)據(jù)源進行綜合整理相互印證可以提高癥狀監(jiān)測的準確性，如湖北洪湖1個基于云系統(tǒng)的癥狀監(jiān)測系統(tǒng)綜合了醫(yī)院、實驗室和自我報告等數(shù)據(jù)用于防控新冠肺炎。然而對多個數(shù)據(jù)源進行綜合需要建立新的信息平臺以進行數(shù)據(jù)的處理和分析，這需要多方面的協(xié)調(diào)與合作和大量資金。如上述湖北的癥狀監(jiān)測系統(tǒng)的實施需要40多名專家的合作，并且1個月成本約為300萬人民幣，因此建立新系統(tǒng)需要進行成本效益分析［3］。

1.3 信息采集方式

1.3.1 基于網(wǎng)絡的自我報告

隨著信息化時代的到來，網(wǎng)絡已經(jīng)成為獲得海量數(shù)據(jù)的主要來源。目前已有許多國家和地區(qū)采用基于網(wǎng)絡的方式（包括微信、網(wǎng)頁、應用程序等）進行關于新冠肺炎癥狀的自我報告。如湖北武漢在微信小程序收集癥狀和個人接觸史等信息［3，13］；湖北襄陽和日本東京則使用了掃描 “二維碼”的方式收集數(shù)據(jù)息［17-18］；波多黎各開發(fā)了Survey123 for ArcGIS平臺；美國和英國開發(fā)了基于智能手機的新冠肺炎癥狀監(jiān)測程序來收集參與者過去24 h的新冠肺炎相關癥狀、醫(yī)療就診結果和地理位置等信息［9-10，19］。然而這些需要網(wǎng)絡和（或）智能手機參與的癥狀監(jiān)測方案依賴于用戶的參與意愿和網(wǎng)絡條件，另外還存在許多的隱私和安全問題。

1.3.2 基于電話的人群調(diào)查

基于電話的人群調(diào)查對通過網(wǎng)絡進行癥狀信息的收集起了一定的補充作用。如英國國民保健111服務的電話熱線通過每周審查各癥狀的呼叫數(shù)量來監(jiān)測包括新冠肺炎在內(nèi)的多種傳染?。?］；孟加拉國通過配備交互式語音應答系統(tǒng)的熱線號碼來收集信息，并根據(jù)來電號碼進行地理定位［12］；加拿大的民意調(diào)查論壇通過電話或短信方式調(diào)查居民們相關新冠肺炎的癥狀以及檢測結果［11］。

1.3.3 基于現(xiàn)有的信息系統(tǒng)

現(xiàn)有的信息系統(tǒng)由于多年的實踐經(jīng)驗有一系列完整的分析、處理機制，對開展新冠肺炎癥狀監(jiān)測能夠提供一定的基礎。如湖北洪湖創(chuàng)建的1個癥狀監(jiān)測系統(tǒng)利用了當?shù)?家醫(yī)院的電子病歷系統(tǒng)數(shù)據(jù)［3］；澳大利亞利用衛(wèi)生服務中已經(jīng)建立的社區(qū)哨點定期、隨機地調(diào)查社區(qū)人員的急性呼吸道癥狀，并且對一些有較高風險的人員（如服務人員、送貨工人等）進行重點觀察［6］；美國CDC的BioSence平臺實時接收來自急診的數(shù)據(jù)［20］；英國癥狀監(jiān)測系統(tǒng)則接收來自全科醫(yī)生日?；顒?、急診科和國際救護車調(diào)度等數(shù)據(jù)系統(tǒng)的信息［8］。

2 數(shù)據(jù)處理與分析

2.1 數(shù)據(jù)處理

隨著電子信息化的快速發(fā)展，許多機構可在移動端統(tǒng)一規(guī)范化地保存數(shù)據(jù)。然而，原始數(shù)據(jù)常出現(xiàn)缺失、錯誤或重復等情況，因此需要對數(shù)據(jù)進行預處理，提高其規(guī)范性以進行進一步分析。如湖北洪湖所建立的1個綜合性的癥狀監(jiān)測系統(tǒng)根據(jù)ICD-10 CM分類方法對報告的新冠肺炎相關癥狀進行分類［3］，新加坡醫(yī)院的基于電子病例系統(tǒng)的癥狀監(jiān)測方案對相關癥狀采用了SNOMED進行編碼分類［7］，另外還可根據(jù)新冠肺炎防控和診療方案對報告者進行分類［17］。由于性別、年齡等基線數(shù)據(jù)可能會對數(shù)據(jù)分析的結果造成影響，數(shù)據(jù)分析時需對其進行調(diào)整，如東京的COOPERA癥狀監(jiān)測系統(tǒng)使用年齡-性別標準化發(fā)病率（EBSIR）對數(shù)據(jù)進行了預處理［18］。

2.2 數(shù)據(jù)分析

癥狀監(jiān)測系統(tǒng)中常采用的數(shù)據(jù)分析預警模型包括時間預警模型、空間預警模型和時空預警模型3大類。由于時間預警模型和空間預警模型的局限性，大多用于發(fā)現(xiàn)新冠肺炎相關癥狀異常聚集群的監(jiān)測方案均采用時空預警模型，如美國約翰霍普金斯大學開發(fā)的COVID control軟件和東京的COOPERA系統(tǒng)［10，21］。美國的癥狀監(jiān)測項目在BioSence平臺上使用了差分自回歸移動平均模型（ARIMA）、指數(shù)加權移動平均法（EWMA）、累積和（CUSUM）法和時空掃描統(tǒng)計等方法來分析處理數(shù)據(jù)［22］；而英國開發(fā)的1個新冠肺炎癥狀研究軟件使用的是自制的模型［9］。

3 結果報告

通過各模型所計算的結果需要根據(jù)提前設定的閾值以確定該結果是否進行報告，如新加坡在醫(yī)院建立的防控新冠肺炎的癥狀監(jiān)測系統(tǒng)根據(jù)前2周的基線數(shù)據(jù)對異常聚類進行了明確定義，即大于基線數(shù)據(jù)的50%或2周的上升趨勢大于1個標準差［4］。異常信號應當及時有效地反映給相關部門以及時采取行動。分析結果的報告常以文本或圖表等方式發(fā)送給相關人員，如美國的Bioscience平臺以圖形或圖表進行展示某特定時間段和區(qū)域內(nèi)的某癥候群的變化趨勢［20］；另外還可應用地理信息系統(tǒng)軟件技術來表述空間信息，采用熱圖的形式呈現(xiàn)各地的異常水平，如美國的COV-ID-control軟件收集的數(shù)據(jù)按縣進行匯總后在軟件內(nèi)使用癥狀分布圖和時間序列圖呈現(xiàn)給用戶，若某特定區(qū)域內(nèi)或者是較近的時間內(nèi)出現(xiàn)癥狀數(shù)量大于預設值時及時反映到州和地方政府［10］；中國、孟加拉國和日本收集的數(shù)據(jù)匯總分析得到的異常結果常反映到公共衛(wèi)生部門或國家衛(wèi)生總局［12，17-18］。

4 信號核實與響應

通過數(shù)據(jù)分析得到的異常信號僅僅是基于統(tǒng)計學意義，并且癥狀監(jiān)測會受到許多因素的干擾（如季節(jié)效應、錯誤報告、漏報等）。因此，相關人員在接收到預警信號后，應當立即采取流行病學調(diào)查和實驗室檢查等措施進行核實驗證；同時結合其他監(jiān)測系統(tǒng)來綜合判斷此異常是由于正常波動、其他原因（季節(jié)變化）或是真正的傳染病暴發(fā)。

5 主要用途

癥狀監(jiān)測方案可以克服農(nóng)村和偏遠地區(qū)的檢測能力有限和報告延誤問題，通過及時調(diào)整疫情防控措施，有效控制疫情的傳播。例如孟加拉國通過電話和網(wǎng)頁進行癥狀的報告，及時了解疾病的早期階段，通過探索建立新冠肺炎預測模型，有效地監(jiān)測疫情的動態(tài)和流行趨勢［12，19］。識別引起新冠肺炎的潛在危險因素可以減少潛在感染和病例數(shù)量，另外，通過結合地理位置可以確定新冠肺炎檢測的優(yōu)先區(qū)域以指導衛(wèi)生規(guī)劃和資源分配決策，補充初級保健系統(tǒng)［7，10，13］。通過利用現(xiàn)有的電子病歷系統(tǒng)等可有效減少疫情監(jiān)測和病例診斷之間的時間差，反過來還可指導醫(yī)院對新冠肺炎患者的臨床決策［7］；通過發(fā)揮發(fā)熱門診作為醫(yī)療機構傳染病防控第一道防線的作用，能夠有效降低病例的交叉感染，結合掃描二維碼進行癥狀的自我報告方式能夠為政府下一步利用線上工具開展疫情的防控工作提供重要依據(jù)［17］。

隨著時代的發(fā)展，全球面臨著不斷出現(xiàn)的新的傳染病暴發(fā)和舊的傳染病復發(fā)威脅，癥狀監(jiān)測能夠比傳統(tǒng)監(jiān)測系統(tǒng)提前1～2星期發(fā)現(xiàn)病例提供預警信號［12，23］，使在疫情早期能夠發(fā)現(xiàn)并迅速應對疫情，因此未來應該大力發(fā)展癥狀監(jiān)測。目前已經(jīng)有多個國家采用癥狀監(jiān)測的方式來防控新冠肺炎疫情的傳播，取得了良好的效果，然而目前仍然存在非特異性癥狀敏感度較低、數(shù)據(jù)源單一、成本效益過低等問題。

基于上述分析，可從以下幾個方面強化新冠肺炎癥狀監(jiān)測：（1）由國家專業(yè)技術機構制定統(tǒng)一監(jiān)測方案，規(guī)范開展癥狀監(jiān)測；（2）充分利用現(xiàn)有信息技術，開發(fā)適宜癥狀信息采集平臺，支持在緊急情況下針對類似新冠肺炎等重大傳染性疾病開展高質量的癥狀監(jiān)測工作；（3）將癥狀監(jiān)測信息與其他來源信息有機融合，提升及時發(fā)現(xiàn)疫情的能力。