Abstract

En ny typ av coronavirus upptäcktes först i Wuhan, huvudstaden i Hubeiprovinsen i Kina, i början av december 2019, bland en grupp patienter med allvarlig lunginflammation , det spreds därefter till andra städer. Världshälsoorganisationen gav det nya viruset namnet severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2), och sjukdomen som orsakas av detta nya virus fick namnet coronavirus disease 2019 (COVID-19) . Emigrationen av invånarna i Wuhan ledde till ytterligare bekräftade fall och var förknippad med en ökad dödlighet i hela Hubeiprovinsen . Överföring från människa till människa av SARS-CoV-2 bland nära kontakter bekräftades i mitten av december 2019 . Under den perioden stod Kina inför den årliga resetoppen under Lunar New Year, vilket ledde till att epidemin spreds utanför Wuhan . Bland de första fallen som diagnostiserades bland personer som inte var bosatta i Wuhan hade 72,3 % haft kontakt med invånare i Wuhan, varav 31,3 % hade besökt staden . Överföringen av SARS-CoV-2 från resenärer fortsätter att utgöra ett allvarligt hot mot folkhälsan. Därför är det viktigt att kontrollera överföringen av SARS-CoV-2 till människor i områden som för närvarande inte är drabbade.

Innan Wuhan-regeringen spärrade av staden den 23 januari 2020 hade många människor redan lämnat staden för att åka hem till sina hemstäder för att fira den traditionella kinesiska nyårshelgen 2020. Uppgifter från Baidu Map Insight, en app som utvecklats av den kinesiska sökmotorn Baidu, visade att mer än 70 % av dem som lämnade Wuhan mellan den 10 januari och den 24 januari 2020 reste till andra städer i Hubei, särskilt till Xiaogan (13,8 %) och Huanggang (13,0 %) . Den möjliga överföringen från dessa resor orsakade ett allvarligt hot mot folkhälsan, särskilt mot landsbygdsbefolkningen, eftersom den medicinska behandlingen i allmänhet är sämre på landsbygden, och landsbygdsbefolkningens reaktion på COVID-19-hotet släpade efter invånarna i Wuhan. Den 8 februari 2020 varnade därför Wang Xiaodong, guvernör i Hubeiprovinsen, för att epidemin i Hubei höll på att sprida sig till landsbygden. I den här studien analyserade vi överföringen av COVID-19 från Wuhan till landsbygden i Hubei. Avsikten med denna analys var att sammanställa information som kan användas för att förhindra spridningen av COVID-19 på landsbygden och att tillhandahålla värdefulla data för regeringar som genomför förebyggande åtgärder över hela världen.

METODER

Datakällor

Data samlades in från följande källor. (1) Data hämtades från Baidu Map Insight (Baidu.com, Inc.) . Baidu Map Insight bygger på den datamängd som samlats in av Baidu Map LBS (Location Based Services) och Baidu Tianyan och har utformats för att spåra egenskaperna hos flödet av människor i Kina och använder ett innovativt sätt för visuell presentation. Vi skrev in informationen för ”Tid”, ”Stad” och ”Destinationer för flyttning” på webbplatsen och fick sedan fram resedata. Vi hittade till exempel resmålen för utflyttning från Wuhan under perioden 1 januari 2020-24 januari 2020 genom att ange ”01-10-01-24”, Wuhan (武汉) och resmål för utflyttning (迁出目的地) (figur 1). Webbplatsen har meddelat att den har slutat uppdateras sedan den 8 maj 2020. (2) Uppgifterna hämtades från Hubeiprovinsens officiella webbplats . Vi samlade in COVID-19-pneumoni-anmälningar i Hubei från den 22 januari till den 21 februari 2020. Antalet bekräftade fall i städer, inklusive Wuhan, städer på prefekturnivå och städer på länsnivå som lyder direkt under regeringen i Hubei, rapporterades dagligen. Yang Yunyan, vice guvernör i Hubei-provinsen, rapporterade att 89 685 prover hade testats i Hubei och 19 665 fall hade bekräftats fram till midnatt den 5 februari 2020, varav 12 277 prover hade testats och 2987 hade bekräftats samma dag. Det fanns 97 testinstitutioner som utförde nukleinsyretester i Hubei, med en genomsnittlig daglig testkapacitet på 10 000 prover och faktiska genomsnittliga dagliga tester på 4 000-5 000 prover . (3) Uppgifter hämtades från Huanggangs officiella webbplats . Vi samlade in snabba epidemiska uppdateringar av Huanggang från den 25 januari till den 23 februari 2020, där antalet bekräftade fall i stadens huvudstad och län dagligen rapporterades. Huanggangs kommunstyrelse tog emot den första omgången av detektionsutrustningar för nukleinsyror för nya coronavirus 2019 (2019-nCoV) den 23 januari 2020 . Liu Xuerong, sekreterare i Huanggangs partikommitté, rapporterade att 13 000 febriga patienter hittades, 16 533 nära kontakter spårades och 2332 fall bekräftades i Huanggang fram till midnatt den 10 februari 2020. 279 patienter återhämtade sig och 52 patienter dog. Den kommunala regeringen auktoriserade 10 institutioner att göra nukleinsyretester, med en daglig testkapacitet på mer än 900 prover och totalt 13 755 prover hade testats fram till den 11 februari . (4) Uppgifter hämtades från de officiella webbplatserna för de andra städerna på prefekturnivå i Hubei . Vi identifierade länen med bekräftade fall och antalet bekräftade fall per län samt städerna med bekräftade fall i Yichang, en stad på prefekturnivå . (5) Uppgifter hämtades från den officiella webbplatsen för The Epidemic Prevention Headquarters for Novel Coronavirus Pneumonia of Qichun County . Vi samlade in de tillgängliga snabba epidemiska uppdateringarna av Qichun County från den 1 februari till den 18 februari 2020, som rapporterade antalet bekräftade fall per stad och var varje fall var bosatt i Qichun, samt förflyttningsbanor per fall. Ingen snabb epidemisk uppdatering fanns tillgänglig för perioden 19 februari-1 mars 2020 eftersom inga nya bekräftade fall rapporterades i Qichun County under denna period. Qichun People’s Hospital rapporterade om förmågan till nukleinsyratestning den 29 januari 2020, och det första fallet i Liuhe Town, Qichun County upptäcktes genom blodprov och datortomografi .

Dataanalys

För att beskriva fluktuationstrenden i antalet nya bekräftade fall och överföringsegenskaperna för COVID-19 från Wuhan till landsbygden i Hubei, användes flera metoder för att analysera data. Frekvens- och procentanalyser utfördes med hjälp av SPSS 19.0 (IBM Corp., Armonk, NY). Excel 2003 (Microsoft, Redmond, WA) användes för att skapa figurerna (figurerna 3-5) och ritverktygen i Office 2003 (Microsoft, Redmond, WA) användes för att skapa figurerna 1 och 6. ArcGIS 10.2 (Esri, Redlands, CA) användes för att ta fram fördelningskartan över bekräftade fall som rapporterats i regionerna på länsnivå i Hubei. Adressen till en familj i en kinesisk by på landsbygden, som bör vara nr 467 (familj), Xihuli (by), Guanyao (stad), Qichun (län), Huanggang (stad på prefekturnivå), Hubei (provins).

Vid 18.00 den 20 januari 2020 fanns det 224 smittade patienter i Kina, varav 217 var bekräftade (198 i Wuhan, 5 i Peking, 14 i Guangdong), och 7 var misstänkta . På grund av virusets nya karaktär omfattade uppgifterna sannolikt inte alla smittade patienter, men de visade ändå att COVID-19-epidemin ännu inte hade spridit sig fullständigt i Kina. Den 20 januari 2020 gav president Xi Jinping och premiärminister Li Keqiang vid en telekonferens som hölls av statsrådets gemensamma mekanism för förebyggande och kontroll, viktiga instruktioner och en omfattande plan för förebyggande och kontroll av COVID-19 . Dessutom anlände vice premiärminister Sun Chunlan och den centrala vägledningsgruppen till Wuhan den 27 januari 2020 och stannade i Hubei fram till epidemins slut. Teamets fokus var gemensam förebyggande och kontrollmekanism i Hubei . Eftersom patienter som smittats av SARS-CoV-2 inte dör omedelbart och myndigheterna hade tillräcklig testkapacitet den 5 februari 2020 , är teamet tillgängligt för att spåra COVID-19:s spridningsegenskaper från Wuhan till landsbygdsområdena i Hubei med hjälp av dataanalysen.

RESULTAT

Coronavirus sjukdom 2019 sprids till landsbygdsområden i Hubei från dess epicentrum, Wuhan

Det tidigaste datumet för insjuknande identifierades som 1 december 2019 . Utbrottet inträffade under den mest trafikerade resesäsongen i Kina, då kinesiska medborgare återvände till sina hemstäder för att fira nyårshelgen Lunar New Year. Detta ökade resande ledde till att sjukdomen spreds från Wuhan till de andra städerna . Minst ett fall identifierades i alla städer i Hubei, enligt uppgifter fram till den 27 januari 2020 som rapporterats av Hubei-provinsens folkregering .

Wuhan anses vara epicentrum för COVID-19-epidemin som spred sig till landsbygdsområden i Hubei-provinsen. Eftersom Wuhan spärrades av den 23 januari 2020 kan de fall som identifierats i de andra städerna ha samband med resenärer från Wuhan. Enligt de rörelsedata som erhållits från Baidu Map Insight mellan den 10 januari och den 24 januari 2020 och uppgifter om bekräftade fall i andra städer i Hubei mellan den 22 januari och den 21 februari 2020 liknade fördelningen av resenärer från Wuhan fördelningen av de bekräftade fallen i Hubei-provinsen (figur 2).

Många personer med bekräftade fall av SARS-CoV-2 rapporterade att de hade återvänt från Wuhan eller kontaktat en person från Wuhan. I den här studien analyserade vi fall som rapporterats från Qichun County som ett exempel. Av alla individer med bekräftad SARS-CoV-2 rapporterade 204 (84,3 %) aktiviteter som möjligen var relaterade till deras smittkälla. Särskilt 75 (31,0 %) personer med bekräftad SARS-CoV-2 hade varit i Wuhan, 14 (5,8 %) rapporterade kontakt med en person som återvände från Wuhan, och endast 6 fall inträffade hos personer som hade återvänt från Huanggang, Huangshi eller E’zhou.

Urbanisering begränsade spridningen av coronavirus-sjukdomen 2019 till byar på landsbygden

Enligt de uppgifter som rapporterades av varje stadsregering den 1 mars 2020 spred sig COVID-19-epidemin till alla 101 län i Hubei. I genomsnitt hade varje län 168,0 bekräftade fall (median: 99). E’cheng-distriktet rapporterade det högsta antalet bekräftade fall, medan ShiYan Economic Development Zone rapporterade det lägsta antalet (1021 fall respektive 2 fall). Epidemin var mer omfattande i de regioner på länsnivå som ligger närmare Wuhan, medan de avlägsna regionerna på länsnivå i västra Hubei var mindre drabbade. Utbredningen av epidemin ökade i öst-västlig riktning (figur 5).

Coronavirus sjukdom 2019 hade inte spridits till alla städer i Hubei vid slutdatumet för datainsamling (1 mars 2020). I Yichang till exempel rapporterade 79 av 107 städer (73,8 %) minst ett bekräftat fall . Sjukdomen rapporterades i alla städer i Qichun County, som är ett av de mest drabbade länen i Huanggang-prefekturen sedan den 11 februari 2020; Liuhe Town var den mest drabbade med 56 bekräftade fall i 23 byar (44,2 % av 52 byar). Däremot fanns det bara en by med bara ett fall i de 17 byarna i staden Guanyao (5,9 % av 17 byar). Sju städer rapporterade inte fler än 3 fall, och endast 2 städer hade bekräftade fall i >20 % av byarna i Qichun County (figur 6).

Coronavirus sjukdom 2019 spreds inte linjärt till landsbygdsbyar i Hubei

Ovanstående analys tyder på att COVID-19 spreds från Wuhan till städer på prefekturnivå i Hubei. Vi genomförde därför en analys för att kontrollera om överföringen av COVID-19 till landsbygdsbyarna skedde i en linjär process. Genom att analysera resvägar för bekräftade fall från Wuhan till Qichun County fann vi att COVID-19 inte spreds till landsbygdsbyarna på ett linjärt sätt (figur 7). De flesta fall återvände direkt till regionerna på stadsnivå och landsbygdsbyarna från Wuhan, medan endast 2 patienter kan ha smittats i staden Huanggang på prefekturnivå.

Inkubationstiden för Coronavirus 2 av allvarligt akut respiratoriskt syndrom är cirka 20 dagar

Enligt de publicerade rapporterna är den genomsnittliga inkubationstiden för SARS-CoV-2 3-7,2 dagar . Flera författare och media har rapporterat att inkubationstiden kan vara högst 24 dagar . Enligt forskarna var vissa personer med bekräftad infektion asymptomatiska . De som var asymtomatiska kan dock ha befunnit sig i inkubationsperioden och utvecklat symtom senare. Variationer i individuella egenskaper leder till varierande känslighet för SARS-CoV-2. Detta skulle kunna förklara varför vissa personer med bekräftad infektion inte uppvisade några symtom. De kan ha bättre motståndskraft mot infektionen, eller så kan de fortfarande ha befunnit sig i inkubationsperioden.

Vi bedömde medianinkubationsperioden bland individer med SARS-CoV-2-infektion i Hubei-provinsen. Eftersom Wuhan och de andra städerna spärrades av den 23 januari 2020 är det troligt att de flesta individer har fått infektionen senast den 23 januari 2020. Beslutet om isolering i hemmet efter detta datum kan ha bidragit till att förhindra ytterligare överföring av sjukdomen. Fluktuationen i antalet bekräftade fall från den 27 januari till den 14 februari 2020 i Hubei (figur 3) visar därför att den 14 februari 2020 kan vara det sista datum då de bekräftade fall som lämnade Wuhan den 23 januari 2020 inledde insjuknandet i COVID-19. Detta innebär att inkubationstiden för SARS-CoV-2 är cirka 20 dagar, och att alla patienter som smittades med SARS-CoV-2 på nedläggningsdagen skulle ha utvecklat COVID-19 inom cirka 20 dagar. Detta innebär att de patienter som smittades den 23 januari 2020 skulle bli sjuka en efter en, och den sista är ungefär 20 dagar senare.

DISKUSSION

När Wuhan spärrades av den 23 januari 2020 kunde inga resenärer ta sig in i de andra städerna i Hubei från Wuhan, så COVID-19-epidemin i dessa städer på prefekturnivå började utvecklas med de smittade personer som hade återvänt från Wuhan. När de flyttade ut ur Wuhan och spred sig slumpmässigt till dessa städer hade de en liknande inverkan på spridningen av COVID-19. Fluktuationen i antalet nya bekräftade fall var relativt jämn, och skillnaden i intensitet kan ha berott på variationen i antalet importerade fall från Wuhan.

Spridningen av COVID-19 från Wuhan till landsbygdsområdena i Hubeiprovinsen påverkade alla län och de flesta städer. De bekräftade fallen upptäcktes dock endast i en liten del av landsbygdsbyarna, vilket tyder på att epidemin hade en begränsad inverkan på landsbygdsregionerna. I de flesta av de avlägsna byarna rapporterades inga fall av COVID-19 under studieperioden, och de flesta bekräftade fallen bodde i länets huvudstad (45,04 %) och i städer med högre urbaniseringsgrad (39,67 %). Urbaniseringen leder till att fler kinesiska jordbrukare lämnar sina hemorter i landsbygdsbyar för städer, länshuvudstäder och tätorter. Eftersom många bekräftade fall inte återvände till landsbygdsbyarna minskade deras överföring av SARS-CoV-2. Dessutom har det centraliserade levnadssättet i de mer urbaniserade områdena gynnat de lokala myndigheterna genom att effektivt förbjuda invånarna att lämna sina hus. Därför har den kinesiska landsbygden ännu inte upplevt de fulla effekterna av COVID-19-epidemin.

För COVID-19 är landsbygden säkrare än städerna i Hubei. Att vistas i staden har en högre infektionsfrekvens än att bo i en by på landsbygden. Det betyder dock inte att resor till eller vistelse i landsbygdsbyar är en effektiv förebyggande åtgärd mot epidemin, bara för att det finns få infekterade patienter. Därför bör lokala myndigheter begränsa resandet, för att undvika att förvärra epidemin på landsbygden.

Enligt den dagliga fluktuationen i antalet nya bekräftade fall i städerna är inkubationstiden cirka 20 dagar. Detta resultat kan förklara varför det finns vissa fall med inkubationsperioder på mer än 14 dagar, och det finns många asymtomatiska patienter. Vi föreslår därför att regeringen på lämpligt sätt förlänger den isolerade observationen för resenärer till 20 dagar, vilket kan leda till att fler smittade fall upptäcks. Utbrottet av smittsamma sjukdomar i byar på landsbygden kommer att skapa skadliga konsekvenser. Det fanns till exempel 25 bekräftade fall som inte kände till källan till sin infektion i staden Liuhe, den mest infekterade staden i Qichun County, och de utgjorde 44,64 % av de totala bekräftade fallen.

KONKLUSIONER

Dessa resultat gav fler bevis som bekräftade att Wuhan är epicentrum för COVID-19 till de andra städerna och landsbygdsområdena i Hubei. COVID-19 spred sig dock inte djupt in i landsbygdsområdena, även om det fanns bekräftade fall som upptäcktes i alla län och de flesta städer i Hubei. Endast en liten del av byarna på landsbygden hade bekräftade fall. Detta kan ha berott på att myndigheterna i städerna hindrade de smittade patienterna från att återvända till sina byar på landsbygden, eftersom de flesta fallen bodde i städerna, länshuvudstäderna och stadscentrumen. Vi rekommenderar att man begränsar rörligheten, särskilt på landsbygden, för att undvika att epidemin förvärras i dessa regioner. För närvarande bör myndigheterna ägna större uppmärksamhet åt förebyggande och kontroll av COVID-19 i städerna; i framtiden bör regeringen begränsa medborgarnas resor till landsbygdsområden och hålla landsbygdsområdena säkrare. Slutligen bör lokala myndigheter förlänga den isolerade observationsperioden till 20 dagar så långt det är möjligt för att upptäcka alla infekterade patienter med långvarig inkubation.

Acknowledgments

Vi erkänner arbetet och bidraget från alla författare från China University of Geosciences (Wuhan).

Potentiella intressekonflikter. Alla författare: inga rapporterade intressekonflikter. Alla författare har lämnat in ICMJE-formuläret för offentliggörande av potentiella intressekonflikter.