2021-2-11

新冠等传染疾病最优隔离期（王启华）

该研究针对新冠等传染病提出了一种个性化隔离规则，对不同特征的个体确定不同的隔离期。该规则提出是基于求解概率模型优化问题的思想方法，在能确保疫情防控的条件下，使得平均隔离时间达到最短，我们获得了这一意义下隔离期的最优解并给出了它的估计方法。所提出的最优准则可以在保证控制疫情的前提下，降低经济和社会成本，并对减少疫情对经济发展的影响起到的重要作用。

隔离措施在新冠肺炎等传染疾病的防控中起到了非常重要的作用，特别是在传染病缺乏有效治疗方法的情况下显得尤为重要。而制定隔离政策时的一个关键问题就是隔离期的确定。隔离期太短，一些感染者会因没有在隔离期内表现症状而被释放到社会，从而导致疫情扩散无法控制。如果隔离期太长，虽有利于防控疫情，但会导致不必要的开支和社会资源的浪费，甚至严重影响人们正常的工作、学习与生活，影响经济发展。

已有的确定隔离期的方法都是为所有需要隔离的潜在感染者使用相同的隔离期，这种做法忽视了不同个体间被感染概率与潜伏期长度的差异，只是单方面从防控的角度考虑。显然，这一措施对很多没有感染病毒者来说是不必要的。一个更合理的方式应该是为感染病毒概率小的及潜伏期较短的个体制定更短的隔离期。尽管现实中人们并不知道每个人的感染概率及其潜伏期，然而一些个体特征可以对感染概率和潜伏期提供重要的信息，比如年龄、性别、是否有基础病、是否密切接触者、来自的国家和地区的感染率、及最近14天的活动轨迹等。这促使我们研究并提出了一种最优隔离规则，这个规则是基于个体特征的一种个性化隔离规则，对不同的个体根据其特征施以不同的隔离期。该规则在保证感染者被过早释放的概率不超过根据防控要求确定的一个很小的阈值下，使得被隔离者平均隔离时间达到最短。我们获得了这一最优解的理论表达式，并给出了相应的估计方法。这一最优规则可以在保证疫情防控的前提下，最大限度降低每个被隔离者的隔离时间，从而最大程度减少因为疫情防控对生产生活及对经济发展的影响。

对COVID-19的一个实际数据例子分析显示，在保证感染者被过早释放的概率不超过0.05的要求下，采用传统的不考虑个体特征的隔离方法确定的隔离期对所有潜在感染者需要一律隔离15天。而利用我们所提出的最优隔离规则，可以在达到同样防控效果的前提下让平均隔离期缩短到10.94天，更重要的是每个被隔离者的隔离期可能是不同的，一些来自高风险地区年长者隔离需要超过15天，一些来自低风险地区的年轻人比这个平均值11天要短得多。 但需要说明的是，这个平均隔离期数值是基于我们的一个实例中所获得的个体特征信息所计算出来的。如果所能使用的个体特征不同，结果也会不同，这依赖特征的选择及能获得观察值的特征。所考虑或能获得的重要特征越充分，获得的个体隔离期的值就越准确，最终的平均隔离时间也可能越短。 此外，该研究还对概率阈值的选取以及隔离规则的估计进行了一系列的讨论。

本项研究所提出的最优准则可以在保证控制疫情的前提下，对降低经济和社会成本，并对减少疫情对经济发展的影响能起到重要作用，因而可为新冠肺炎隔离政策的制定提供重要参考依据。

Ruoyu Wang and Qihau Wang, Determination and estimation of optimal quarantine duration for infectious diseases with application to data analysis of COVID-19, accepted by Biometrics.