冰島追蹤武漢肺炎:重症比例極低,大量無症狀才是疫情全貌?

冰島人口只有 36 萬多人,在世界性的 COVID-19(俗名:武漢肺炎、新冠肺炎)大流行中也難以倖免,所幸疫情到 4 月底時已經被徹底壓制。靠著發達的科技與執行力,冰島對疫情的掌握在世界上名列前矛,4 月 19 日發表的論文報告冰島疫情前半段的狀況,深具學術與應用價值。1, 2

冰島感染與康復的逐日累積人數,藍色是仍在感染,橘色是已經康復。圖/取自 ref 2

由於人口很少加上科技發達,冰島檢測數占總人口的比例相對很高,又有大量病毒樣本的遺傳定序。一些疫情至今仍曖昧難解的問題,像是社區感染多普遍、無症狀者有多少、不同年齡的感染差異、病毒如何傳播等等問題,都可以在冰島找到參考的線索。

導致疫情的病原體為冠狀病毒 SARS-CoV-2,本文之後稱之為「SARS二世」。

廣泛抽查追蹤社區感染的狀況

冰島在 2 月 28 日首度發現確診病例,接著疫情不斷攀升,發展為社區感染,隨後冰島政府實施一系列防疫措施。到 4 月結束時,冰島一共檢測過 48,413 人,有 1,797 人確診,10 人死亡。這個論文只紀錄到 4 月 4 日,當時檢測到 22,000 人左右,1,321 人確診。

冰島每天確診的人數,藍色是由官方機構檢驗,橘色是由 deCODE Genetics 生技公司檢驗。圖/取自 ref 2

冰島的檢測對象分為兩大類,一類是高風險人士的針對性檢測,主要是可能有過接觸史,例如歸國入境的人;從 1 月 31 日起到 4 月 4 日總共檢驗 9,199 人,1,221 人確診,感染機率為 13.3%

另一類算是對全體族群的抽樣調查,目的是了解來路不明的社區感染有多嚴重,又分成邀請和自願兩群。邀請是隨機抽出民眾,共有 2,283 人接受邀請,其中 13 人確診,感染率 0.6%;另外還有 10,797 人自願接受檢測,87 人確診,感染率 0.8%。

抽樣調查合計,沒有明確接觸史的一般人,確診率約為 0.8%。在冰島展開防疫以後,每天抽查的確診率大多在 0.8% 上下,連續 20 多天都很穩定,社區感染的規模沒有擴大,表示防疫措施收到效果。

冰島居民只有 36 萬,生物科技也相當發達,族群抽查大部分是交給生物科技公司 deCODE Genetics 進行,最後檢驗的比例相當驚人,4 月 4 日時超過總人口的 6%,4 月底已經累積到 13%(作為對照:台灣的 13% 約 300 萬人;冰島一天檢驗  1000 多人,相當於台灣的 7 萬人)。

冰島每天檢驗的人數,藍色是由官方機構檢驗,橘色是由 deCODE Genetics 生技公司檢驗。圖/取自 ref 2

冰島靠著大量檢驗與隔離,順利阻擋病毒擴散。值得注意的是,儘管冰島大量檢測後的人數占總人口比例很高,和某些台灣人妄想的「普查」程度還是差非常多。而明擺著的事實是,冰島靠著廣泛抽查,確實達到成功防疫的效果。

無症狀感染者有多少?

大家最關心的問題之一是:SARS二世的無症狀感染者到底有多少?絕大部分地區的檢驗能力都有限,沒有症狀的人接受檢驗的機率較低,有取樣偏差的問題。冰島趨近無差別大量檢驗之下,應該能提供比較可參考的答案。

結果是:在檢驗當下沒有症狀的確診者為 43%;不過當中有些人隨後出現症狀,因此無症狀的實際比例比 43% 更低一些。這部分還要等待後續報告。

至於有呼吸道症狀的檢測對象中,很多人其實是由於其他傳染病所致,而沒有感染 SARS二世病毒。可見冰島存在大量社區感染源之下,仍然有許多有症狀者和 SARS二世無關。

可以這麼說:有症狀不一定是 SARS二世造成,沒有症狀也不見得就沒有感染,相當多人感染 SARS二世後,外觀一直沒有明顯的症狀。

順帶一提,沒有症狀的感染者傳播能力不容小看,也是危險的傳染源,不可不防。

另一件論文沒提卻很有趣的事情是,冰島感染者中住院的比例非常低,需要加護病房的重症患者人數更是非常少。

冰島這般輕微到無症狀的比例極高,重症比例極低的情形,是否才是 SARS二世感染的全貌,是未來非常值得釐清的問題。

未成年人確診比例較低

早已知道的事實是,不同年齡的人感染 SARS二世病毒後,症狀差異非常大,大致是年紀愈大愈危險。但是不同年齡被感染的機率是否有別,則不太清楚。

一些研究報告年輕人感染的比例較低,可是年輕人症狀多半比較輕微,取樣時也容易被忽略。也有研究指出不同年紀,被傳染的機率其實差不多。3

冰島確診者的年齡分佈,藍色是正在感染,橘色是已經康復,黑色是不幸死亡。圖/取自 ref 2

冰島的感染者一直到論文取樣結束的 4 月 4 日,都是 40 多歲年齡層的感染人數最多,不過後續確診者更為年輕,使得 18 到 29 歲這個年齡層躍升第一。但是未成年者確診的比例一直不高,針對性檢測中,未成年人確診率比成年人低;族群抽查的未成年者更是幾乎無人確診。

冰島比其他地區的取樣更加全面,應該能排除輕微到無症狀者被低估的狀況,因此未成年人感染病毒的比例應該是真的比較低。但是相關不意謂因果,究竟是病毒真的不容易傳染給小朋友,或是未成年人接觸病毒的機會比較少,才使得確診率低,目前資訊仍不足以論斷。

遺傳分析顯示:冰島的病毒來自全世界!

冰島除了檢驗比例很高,抓到不少無症狀感染者以外,也定序 643 個病毒的基因組,追蹤疾病傳播的歷史。SARS二世是 RNA 病毒,基因組長度約 3 萬個核苷酸,假如只要有一處差異就算不同的話,冰島一共有 409 款不同的病毒。

GISAID 資料庫蒐集了世界各地 SARS二世病毒的遺傳資訊,與其對照,冰島有 291 款沒有在其他地方見過。由於冰島的遺傳取樣密度,勝過絕大部分地區,所以見到許多「獨特」的遺傳變異並不意外。

世界各地 SARS二世病毒的演化關係樹,冰島的病毒看似什麼來歷都有。圖/取自 ref 1

和世界其他地區比對,冰島的 SARS二世病毒進口來源非常多元,入境後又陸續出現新的突變。不同型號的病毒進入冰島後,各自比例不斷消長變動,可謂蓬勃發展的小生態系。

不過目前沒有任何可靠證據支持,不同型號的病毒或是觀察到的新突變,會影響傳染力或致病力。甚至單純是突變率的估計,都要考慮取樣的密度與代表性,不同尺度的取樣切莫不可胡亂比較,否則很容易超展開錯誤推論。

不同型號的病毒有不同來歷,各自比例隨著時間不斷變動。圖/取自 ref 1

追蹤病毒的傳播,接觸史非常重要,但是確診一早一晚的兩位感染者有過接觸,肯定是早的傳染給晚的感染者嗎?藉由比對雙方病毒的遺傳差異,可以回答此一有趣的問題。

有過接觸史的 A、B 兩人的病毒基因組一樣,也不能 100% 肯定就是由 A 傳染給 B,不過機率顯然比較高。

SARS二世病毒會突變,但是程度有限,倘若兩人的病毒遺傳差異太多,那麼顯然彼此無關。論文設定標準是差異超過 3 個位置,便判斷彼此無關,因為只有一次人傳人而已,超過 3 處未免差太多了

冰島一共紀錄 369 對有過接觸史的感染者,只有 295 對符合標準。由此可以推論,有過接觸記錄的兩位感染者,由一人傳染給另一人的實際比例頂多只有 80%。當然這是冰島的情況,不能直接套用在其他地方。

冰島有過接觸史的每一群感染者,不同顏色代表不同的遺傳特徵。圖/取自 ref 1

同時感染兩款病毒!?追溯病毒的傳播

2 個病毒基因組只要 1 處有異,就能視為遺傳上有差異的病毒。冰島出現世界上第一位已知同時感染 2 款病毒的人,恰好可以作為案例解釋:如何用遺傳差異追蹤病毒的傳播

如下圖所示,同時偵測到 2 款病毒的感染者代號是 T25,他有義大利的接觸史。感染他的一款病毒在義大利存在,被稱作 A2a1+27046,就是 A2a1 這款病毒基因組上的 27046 號位置再多一個特定變異。另一款病毒則是 A2a1+27046 的衍生型,在其基礎上又於 25958 號位置多一個變異,至今只在冰島見到過。

對一般人來說應該很難閱讀,這邊使用代號解釋,後者是前者的衍生型:

冰島南波萬:A2a1+27046

冰島南波兔:A2a1+27046+25958

冰島南波睡:A2a1+27046+25958+24054

T25 這位同時感染南波萬、南波兔 2 款病毒。他和另一位 T44 有直接接觸,這位只有感染南波兔。

總共 21 位感染者的病毒的關係(還有 3 位的病毒沒有定序)。圖/取自 ref 1

另一位 T48 與這兩位都有接觸,T48 體內的病毒是南波睡,後來再跟他接觸,被傳染的後續感染者全部都是南波睡。所以之前才有新聞報導,T25 下游的感染者和南波萬無關,全部都是南波兔的衍生型。

根據已知資訊,無法分辨 T25 和 T44 誰才是南波兔的源頭,也無從判斷和他們接觸後,從 T48 開始的下游一整串南波睡感染者,到底是被哪一位傳染的。因此,這兒新突變增加傳播能力的說法缺乏根據。

不過根據遺傳特徵,倒是可以排除 T48 被其他確診者傳染的機會;因為他至少還接觸過 5 位感染者,但是病毒型號都跟他們不一樣。那 5 位的病毒可能源自奧地利與丹麥,也都是 A2a1 衍生型,姑且稱之為:

冰島南波彎:A2a1+1059

南波萬、南波兔、南波睡這一串感染者總共有 14 位,外加 5 位有接觸史,南波彎的感染者。但是另外還有 2 位南波睡感染者,和上述 14 人沒有已知的接觸記錄,他們怎麼感染的是個謎。

用遺傳變異判斷病毒的家族奮鬥史,就是這麼樸實無華且枯燥。

由這些資訊能推論出,冰島南波睡的傳染力比較強嗎?當然是不行。傳染受到很多因素影響,藉由病毒的遺傳特徵差異,可以追蹤傳染的先後次序,但是沒有更多證據下,無法判斷傳播能力的優劣,以及殺傷力的強弱

有些人認為 SARS二世病毒會朝著殺傷力下降、傳染力上升的方向演化,但是再合理的假說也需要實際證據支持。至今連疫情的整體面貌都還不夠了解,根本不清楚病毒真實的殺傷力與傳播力,更不用說判斷它們是否正在變化。

在義大利上演大屠殺的病毒款式,傳到冰島後卻沒什麼傷殺力,應該足以說明很多問題。不同感染者的症狀不同,主要是因人與環境背景而異,而非病毒有異。

劃重點:

  • 冰島靠著廣泛檢測與隔離、減少社會交流,約 6 週成功壓制疫情。
  • 36 萬居民,到 4 月底一共檢測 48,413 人,1,797 人確診,10 人死亡。
  • 未成年人確診率較低。
  • 無症狀感染者未滿 43%,重症比例非常低。
  • 病毒來自世界各地,其他地方的死神,在冰島幾乎沒有造成災情。
  • 遺傳上不一樣的 SARS二世病毒,或是新的突變,目前沒有證據支持會影響傳染力或致病力。

延伸閱讀

參考資料

  1. Spread of SARS-CoV-2 in the Icelandic Population
  2. COVID-19 in Iceland – Statistics
  3. Epidemiology and transmission of COVID-19 in 391 cases and 1286 of their close contacts in Shenzhen, China: a retrospective cohort study

本文亦刊載於作者部落格《盲眼的尼安德塔石匠》暨其 facebook 同名專頁

關於作者

寒波

生命科學碩士、文學與電影愛好者、戳樂黨員,主要興趣為演化,希望把好東西介紹給大家。部落格《盲眼的尼安德塔石器匠》、同名粉絲團《盲眼的尼安德塔石器匠》。

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