基于人口流动的中国社会经济差异区域流感疫苗接种策略建模研究

《Vaccines》：A Human Mobility-Based Modeling Study of Influenza Vaccination Strategies Across Socioeconomically Disparate Regions in China Lei Zhou, Yunkang Zhao, Hongjie Wei, Kang Fang, Huimin Qu, Yanshu Ke, Jia Rui, Dayan Wang, Tianmu Chen and Liming Li

　　

背景：中国流感疫苗接种率处于较低水平，且存在显著的区域社会经济差异，缺乏针对性的疫苗分配策略和可实现的覆盖率目标。本研究旨在基于区域经济梯度，为中国各省制定差异化、可行的流感疫苗接种策略提供科学证据。 方法：研究人员采用易感-接种-暴露-无症状-感染-重症-死亡-恢复/移除（Susceptible-Vaccinated-Exposed-Asymptomatic-Infectious-Critical-Fatal-Recovered/Removed，SVEAICFR）模型模拟多种疫苗接种策略，分析欠发达、发展中及发达地区疾病负担降低情况及疫苗剂量需求，进而确定最优策略与可实现的覆盖率目标。 结果：基于经济水平将31个省分为三类，各地区流行呈现显著时空差异（Kruskal–Wallis检验，所有p < 0.001）。发达地区发病最早、峰值最高（流感样病例阳性率（influenza-like illness positive，ILI+）指数≈12–13，百度流感搜索指数（Baidu Influenza Search Index，BISI）≈310000）；发展中地区滞后1–2周；欠发达地区峰值最低（ILI+ 3–4）且流行周期更长。2023–2024流感季全国预测接种率仅2.89%，区域差异显著。基线发病率、重症率、死亡率分别为每10万人口13374.93例、49.52例、8.37例。模型显示，若流行季前将<18岁和≥65岁人群流感疫苗接种覆盖率提升至理论阈值（占总人口39.73%），可使发病率、重症率、死亡率分别降低99.26%、99.42%、99.46%。 结论：中国流感流行存在显著区域异质性，需依据区域经济梯度采取差异化措施。应建立区域支持机制以促进疫苗公平分配。建议通过现实实施路径，优先为高风险人群（<18岁和≥65岁）接种疫苗，以实现40%的全国理论覆盖率目标，最大限度降低流感疾病负担。

论文解读

研究背景与意义

流感是全球性急性呼吸道传染病，每年造成约10亿例感染、29万至65万例死亡。中国人口超14亿，老龄化加剧且人口流动频繁，流感疾病负担沉重，年均流感样病例占急诊就诊约300万人次，严重急性呼吸道感染住院234万人次，2011–2019年年均经济损失达330亿至1060亿元人民币。2023年2–4月及11月起，多地出现流感反弹，凸显防控紧迫性。

疫苗接种是最有效的预防手段，当疫苗株与流行株匹配时效力可达60%，平均效力约38%，可显著降低各年龄组重症、并发症及死亡率，尤其对儿童（6月龄至7岁）和老年人（≥65岁）保护效果突出。然而中国流感疫苗接种率长期低迷，2022年全人群接种率仅2.47%，远低于世界卫生组织目标。核心制约因素包括疫苗未纳入国家免疫规划、多数省份为自费接种、区域经济与公共卫生投入差异导致覆盖率两极分化——2020–2021年免费接种人群覆盖率为38.32%，而自费人群仅1.81%，新疆、天津、上海覆盖率居前（6.69%、6.17%、5.56%），西藏、吉林、海南居后（0.77%、1.03%、1.04%）。这种低覆盖率导致群体免疫不足，难以应对流行高峰。

在此背景下，该研究于《Vaccines》发表，通过建模量化区域差异化接种策略的效果，为解决中国流感疫苗分配不均、提升防控效率提供循证依据。

主要技术方法

研究人员以2023–2024年中国流感季为研究时段，整合多源数据：中国疾病预防控制中心2014–2023年流感样疾病监测数据、国家统计局2023年分省人口与经济数据、百度迁徙指数及百度流感搜索指数。首先采用移动流行病方法（Moving Epidemic Method，MEM）界定各省流感季起止时间，以人均GDP为指标，通过k-means聚类将31省（除西藏因监测数据不足排除）划分为欠发达、发展中和发达三类区域。构建易感-接种-暴露-无症状-感染-重症-死亡-恢复/移除（SVEAICFR）模型，纳入年龄分层接触矩阵、人口流动结构与动态接种特征，以ILI+指数和BISI双重校准模型参数，确保模拟可靠性。通过Joinpoint回归模型预测2023年各省接种率，进而模拟不同接种时机（流行季前完成、季前50%+随后1个月补种、季初启动+随后2个月完成）、目标人群（单年龄组、两年龄组、全人群）和区域（单区域、两区域、全国）组合的147种策略，以疾病负担降幅和接种成本效益确定最优方案。

研究结果

3.1 流感季、接种率与区域聚类估计

MEM确定2023–2024流感季为2023年10月23日至2024年2月25日。Joinpoint模型显示，2014–2022年多数省份接种率呈上升趋势，2023年全国预测接种率2.89%，天津最高（9.60%）、海南最低（0.58%）。基于人均GDP的k-means聚类将省份分为三类：欠发达地区（Cluster 1，10省）、发展中地区（Cluster 2，10省）、发达地区（Cluster 3，11省），三类区域人均GDP差异显著。

3.2 不同聚类区域的时空差异

人口结构上，三类区域性别比无显著差异（p=0.617），但年龄分布差异显著（χ2检验，p < 0.001）：发展中地区≥65岁人口占比最高（17.0%），欠发达地区中年（40–49岁）与老年人口比例较高（16.2%、18.8%），发达地区30–39岁与老年人口占比突出（17.0%、18.4%）。接种率由高到低依次为发达地区、发展中地区、欠发达地区（Kruskal–Wallis检验，p < 0.001）。

流行病学指标显示，ILI+指数与BISI均呈先升后降趋势：发达地区峰值最早（2023年12月中旬），BISI峰值约31万、ILI+峰值12–13；发展中地区峰值滞后1–2周，指标处于中等水平；欠发达地区峰值最低（BISI约7万、ILI+ 3–4）、出现最晚（2023年12月下旬后），且流行周期更长至2024年2月，三类区域指标差异均显著（Kruskal–Wallis检验，所有p < 0.001）。

3.3 模型模拟与验证

模型拟合的传播率（β值）显示，发达地区各年龄组及跨年龄传播率均最高，尤其是18–64岁组及该组与<18岁组的传播路径。模型模拟的流行轨迹与实际病例数、ILI+、BISI趋势高度一致，三项指标在全国及省级层面均呈非正态分布（p < 0.001）。模拟精度存在区域差异：发达地区ILI+模拟平均绝对误差（Mean Absolute Error，MAE）多为0.1–0.2，BISI MAE多低于0.20、均方根误差（Root Mean Squared Error，RMSE）为0.10–0.30；发展中地区ILI+ MAE 0.2–0.4、RMSE 0.2–0.5，BISI MAE 0.15–0.25、RMSE 0.15–0.30；欠发达地区误差较高，ILI+ MAE 0.3–0.5、RMSE 0.3–0.6，BISI MAE 0.20–0.30、RMSE 0.20–0.35，全国层面模拟性能与发达地区相当，相关系数均超0.7。

基线情景下，全国发病率、重症率、死亡率分别为每10万人口13374.93例、49.52例、8.37例，发达地区疾病负担最高，欠发达地区最低；各区域内≥65岁人群负担最重，发病率最高可达35000例/10万人口。

3.4 最优流感疫苗接种策略模拟

147种策略的免疫阈值范围为接种率较基线提升50%–97%，多数策略在提升74%时达阈值，继续提升覆盖率对负担降低无显著增益。最优策略为：流行季前针对全国三类区域<18岁和≥65岁人群提升93%接种覆盖率（覆盖总人口39.73%），可实现发病率降99.26%、重症率降99.42%、死亡率降99.46%。替代方案包括季前全人群提升62%（覆盖67.92%）或<18岁+18–64岁人群提升79%（覆盖72.39%），效果与最优策略相当，但覆盖人口更多。若流行季开始后2个月内才完成全人群或欠发达地区接种，仅能实现发病率降85.70%、重症率降88.75%、死亡率降88.77%。单独针对18–64岁人群的策略效率最低，即使阈值达95%，三项负担降幅仅52.27%、59.36%、60.89%。

讨论与结论

讨论部分指出，该研究模型首次整合省级、年龄分层与人口流动特征，经ILI+和BISI双重验证，揭示了区域经济梯度下的流感传播异质性：发达地区因人口密集、流动频繁，呈现“高强度、早峰值、短周期”特征，18–64岁人群是跨年龄传播枢纽；欠发达地区虽强度低，但周期长且老年人口占比高，重症风险持续存在。模型精度区域差异源于监测体系完善度、数据完整性及免疫水平差异。

针对中国接种率低的现状，研究提出分步实施路径：依托分级财政体系，逐步将<18岁和≥65岁人群纳入免费接种范围，推动政策从东部向西部、城市向农村延伸；借鉴中国香港、中国澳门、中国台湾地区经验，构建学校-社区-基层医疗机构协同接种网络；通过数字传播与“预支”等本土化干预缓解疫苗犹豫；利用对口支援机制提升欠发达地区监测与服务能力；设定区域阶梯目标，发达地区优先对标国际水平实现高危人群接种率超50%，欠发达地区优先消除服务空白。

结论明确：中国不同经济发展区域流感流行模式、传播强度与疾病负担存在显著异质性，统一接种策略无法适配区域差异。政策制定者需基于经济梯度实施差异化干预，通过发达地区对欠发达地区的结对帮扶促进疫苗公平分配，优先为<18岁和≥65岁高危人群接种，实现全国总人口40%的覆盖率目标，以最小化流感发病率、重症率与死亡率，提升整体防控效率与公平性。