将社交网络分析方法应用于研究大学环境中的COVID-19接触者追踪网络

时间:2026年1月28日
来源:Public Health

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COVID-19接触网络研究揭示症状性病例二次攻击率更高且网络聚类较弱,大学混合教学模式下仍存在显著传播风险。

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Kristin R.V. Harrington | Samuel M. Jenness | Meron Siira | Elizabeth Rothschild | Tracie Graham | Sharon Rabinovitz | Samuel Shartar | Monica Crubezy | David Clark | Alexander Isakov | Allison Chamberlain | J Peter Cegielski | Jason R. Andrews | Lance A. Waller | Sara C. Auld | Neel R. Gandhi
美国乔治亚州亚特兰大埃默里大学罗林斯公共卫生学院流行病学系

摘要

研究目的

我们重建了COVID-19的接触网络,以考察在2020-2021学年美国一所大学混合教学期间影响病毒传播的个体特征和网络结构。

研究设计

本研究采用队列研究方法。

研究方法

我们利用2020年秋季通过病例调查和接触者追踪访谈收集的个体暴露史数据来构建接触者追踪网络。我们对网络进行了可视化处理,并估算了全球网络统计指标及二次感染率(SAR)。同时,我们对缺失病例对这些网络统计指标的影响进行了偏差分析。

研究结果

在2020年秋季学期,共发现了441例COVID-19病例、1121名密切接触者以及1206条人际联系。其中,病例主要为女性(62%)、校外学生(49%)和有症状者(82%)。平均每位患者有2.9名直接接触者,网络中任意两人之间的最大隔离人数为8人。整体二次感染率为9.7%(50/518)。有症状病例的接触者比无症状病例的接触者具有更高的二次感染率(11.8% [42/356] vs 4.9% [8/162];p = 0.015)。网络聚类程度较低,其中9月份的聚类现象最为明显。偏差分析表明,观察到的网络缺失情况不太可能是随机的,也不太可能与症状有关。

结论

通过对COVID-19接触网络结构和传播特征的评估,我们发现网络聚类程度较低,无症状病例比例较低,而有症状病例的接触者感染率较高。观察到的网络中,有症状病例很可能没有受到过度采样。我们的研究结果表明,即使在混合教学环境下,大学校园仍具有独特的传播特征。

引言

呼吸道病毒(包括SARS-CoV-2)的传播可通过空气或微滴途径,通过密切接触或偶然接触发生。大学在社会互动方面具有特殊性,因为学生、教职员工共同使用宿舍、教室、实验室等校园设施,从而形成了多种类型的密切接触和偶然接触。鉴于这种环境多样性,SARS-CoV-2在大学社区内的传播可能具有异质性。了解这种环境下的网络结构有助于理解影响感染传播的因素,进而确定有效的干预措施。尽管已有研究探讨了普通人群中的社会互动模式对传染病传播的影响,但很少有研究关注学术环境中的传播模式。大学常被描述为“小世界网络”,即大多数个体之间没有直接联系,但任意两人之间通常只通过少数中间人相连。这类网络中存在“枢纽”个体,他们拥有大量联系人,能够将许多其他人连接起来。在大学层面的研究中,发现高规模和低规模课程都是学生之间的重要纽带。建模研究表明,在小世界网络中(如大学),传染病具有快速传播的潜力。然而,关于学校层面接触网络与传染病传播之间关系的数据较为有限。特定环境下的网络结构(如接触类型和数量)会影响传播的速度和范围。鉴于网络结构对传染病传播的重要性,以及大学环境中个体接触数据和疾病数据的稀缺性,需要开展实证研究来更准确地评估传染病传播链。此外,现有研究很少针对大学网络结构中的数据缺失问题进行假设检验。来自个体层面的数据(如接触者追踪记录)可以提供二次感染率的估计,评估感染风险因素,并记录传播链。本研究的目的是构建一所大学内的COVID-19接触网络,以探讨个体特征和网络结构的重要性,并识别网络中数据缺失的潜在来源。

研究背景

本研究使用了埃默里大学病例调查和接触者追踪项目的数据。该项目是为应对COVID-19疫情而设立的,旨在为2020年秋季大学重新开放做准备。在此期间,大学采用了线上线下相结合的混合教学模式,并实施了戴口罩、保持社交距离等预防措施。

结果

2020年秋季学期,埃默里大学共确认了441例COVID-19病例。其中近一半(49%)为校外学生,其次是教职员工(40%)和在校学生(11%)。大多数病例为女性(62%),且大部分(82%)有症状。各年龄段的病例分布相对均匀。按首例病例诊断月份分层的接触网络及其全球网络统计指标见图1和表2。

讨论

本研究描述了2020年秋季埃默里大学校园内的COVID-19接触网络,以分析大学校园中的个体特征和网络结构。在441例病例中,我们记录了1200多条人际联系。总体而言,网络聚类程度较低,平均每个病例有2.9名接触者。这可能与混合教学环境等预防措施有关。

伦理声明

本研究已获得埃默里大学机构审查委员会的批准。

作者贡献

KRVH提出了研究思路;KRVH、SMJ和NRG设计了研究方案;MS、ER、TG、SR、SS、MC、DC、AI和AC负责数据收集;KRVH分析了数据并起草了初稿;SMJ、JPC、JRA、LAW、SCA和NRG对稿件进行了评审并批准了最终版本。

资金支持 本研究得到了美国国立卫生研究院下属的国家过敏和传染病研究所(NIAID)的资助。

利益冲突声明 作者声明不存在利益冲突。

致谢 我们感谢埃默里大学整个病例调查和接触者追踪项目团队,包括所有工作人员、学生和志愿者在这段困难时期为项目所做出的奉献和贡献。

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