摘要：我们的结果表明，如果仅在湖北省爆发NCP，就不会发生口罩短缺。但是，如果疫情蔓延到广东省乃至整个中国，则在不到一个月的时间内就会出现口罩短缺的情况。并且，如果维持当前的公共卫生干预措施并且没有其他干预措施，口罩就会严重短缺。
“若疫情蔓延，到2月中旬将有4.8亿个口罩的缺口。”
本文来自于《medRivx》2月12日发表的一篇论文。
概要：文章分析了新的冠状病毒性肺炎(NCP)爆发对中国口罩短缺的影响，并为将来制定传染病爆发的应急计划提供了预见性参考。
研究信息来自于政府网站，并使用基于国家卫生委员会(NHC)，工业和信息技术部(MIIT)和人民疾病控制与预防中心(CDC)的数据的数学模型进行中国的短缺数据分析。
这篇分析得出的结论是，如果NCP爆发仅发生在湖北省，那么在整个中国，口罩的供应对于医护人员和普通民众来说已经足够。
但是，如果在湖北省和广东省疫情爆发都发生了蔓延，如果不引入其他公共卫生干预措施，则整个中国的口罩供应只能持续34天。到2020年2月中旬，将短缺4.8亿个口罩。
这篇分析建议，有效的公共卫生干预措施还应考虑现有医疗资源的充足性和可承受性，应通过减轻受影响国家的医疗资源危机，加强全球合作。
一、介绍
于2019年12月在中国湖北省武汉市初步发现了越来越多的新型冠状病毒(2019-nCoV)肺炎病例。主要通过呼吸道飞沫传播，可以在人类之间传播，共同症状包括发烧，咳嗽，呼吸困难和肌痛或疲劳，而较少见的症状，包括痰液产生，头痛，咯血和腹泻。
在2020年2月上旬，中国报告的NCP病例超过40,000，其中湖北省超过70%，在全球范围内，泰国，日本，韩国，新加坡，马来西亚，法国，加拿大，澳大利亚，德国，英国，美国和其他12个国家均报告了感染，大多数确诊病例是来自或曾经去过武汉或其他中国人的旅行者，但目前也有不少境外传播的案例了。
世界卫生组织(WHO)发布了预防和控制NCP爆发的指南，其中建议手和呼吸道卫生，并使用适当的个人防护设备，医护人员和疑似2019-nCoV感染的患者应提供医疗口罩。在呼吸卫生措施上，戴口罩预防NCP感染的最具成本效益和最重要的措施之一，但也因此，中国口罩的紧缺引起了全社会的关注。
在过去的几年中，中国一直是世界上主要的口罩生产国，贡献了全球产量的50%。通常，中国每天可生产约2000万个口罩，而农历新年假期期间的生产率较低(每天1200万个口罩)。
但是，即使可以实现全部生产力，每天2000万个口罩似乎也无法满足中国14亿人口的需求。因此，在1月24日至1月30日之间，为了控制新冠病毒，中国政府进口了超过5600万个口罩，政府还延长了农历新年假期，以配合家庭隔离并减少对口罩和其他医疗资源的需求。
在这项研究中，我们基于中国政府爆发的疫情发展情况和公共卫生干预措施，使用数学模型模拟了NCP爆发期间面罩的可用性。我们旨在调查口罩短缺的情况，并为制定未来传染病爆发的应急计划提供参考。
二、方法
1、数据源
我们根据国家卫生委员会(NHC)，工业和信息技术部(MIIT)和疾病控制与预防中心(CDC)的官方公告和文件，总结了中国政府在NCP爆发期间引入的公共卫生干预措施。
我们使用基于数据、生产、进口和消费假设的数学模型，预测了NCP爆发期间中国面罩的可用性。我们考虑了以下三种发生NCP的情况：1)湖北省(最严重的流行地区);2)湖北省。2)湖北省和广东省(案例数量最多的两个省);3)整个中国(中国所有地区都报告了确诊病例)。我们的预测涵盖了从2019年12月31日至2020年2月15日(共47天)，因为武汉NHC于2019年12月下旬，预计该流行病的高峰期在2月中上旬。
我们模型中包含的参数是根据中国NHC，工信部和疾病预防控制中心发布的数据，《中国2019健康统计年鉴》或最近对该疾病爆发的调查估算的。具体而言，从《中国2019年健康统计年鉴》获得了中国湖北省和广东省的人口和医护人员人数，根据中华人民共和国NHC，工信部和疾病预防控制中心的数据，我们估算了在疫情爆发期间的口罩生产率，进口量和消费量。
2、面罩可用性
我们使用公式(1)模拟了预测期内面罩的每日可用性：
其中Fa(d)是第d天面罩的可用性，定义为市场上第d天和存储中的面罩总数。Fp(d)是第d天中国生产的口罩数量。Fi(d)是第d天进口到中国的口罩的数量。Fc(d)是第d天的口罩消耗量。公式(1)可以推导为公式(2)：
其中Fa(0)是我们预测期开始时的基准面罩可用性。求和函数，和分别是从第1天到第d天在中国生产，进口和在中国消费的口罩的总数。我们使用公式(3)至(4)估算了口罩的每日消费量：
其中Fc，h(d)和Fc，p(d)分别是疾病流行区域第d天医护人员和普通人群使用的口罩数量。分别是该疾病流行地区一名保健人员和一名普通人每天使用的口罩的数量。Nh和Np分别是疾病流行地区的医护人员人数和总人口。R(d)是第d天戴着口罩的疾病流行地区总人口的百分比。
3、模型假设
表1总结了我们模型中的模型输入和假设。口罩的存储量估计是医院每日消费量的7倍。我们假设整个中国70%的口罩存储将提供给医院系统;因此，估计口罩的基准可用性(即Fa(0))为246,006,500，约为日常日常口罩的12倍，在中国生产。在我们的模型中，我们假设市场和存储中的所有口罩均可供消费。换句话说，我们没有考虑可能限制供应的因素、市场上的物流等。
我们假设中国每天生产的口罩数量在预测期间(即Fp(d))为20,000,000(0 <;d≤24)，8,000,000(24<;d≤33)，12,000,000(33 <;d≤41)和20,000,000(41 <;d≤47)。我们还假设面罩的数量，在预测期内每天向中国进口的商品(即Fi(d))为6,000,000(25<; d ≤30)，并且20,000,000(d= 31)。
考虑到应该每3-4小时更换一次面罩，并且每班换一轮，通常情况下，医护人员大约需要8-10个小时，每天要使用两个口罩。我们假设普通人群中的每个人，假设医护人员更了解呼吸，则每天将使用一个口罩，与普通人群相比卫生。
我们假设穿着的人口百分比，在发布2019-nCoV国家技术协议之前，面罩(R(d))接近0%(第一个版本)由NHC提供(即0<;d≤16)。假设由NHC建议佩戴口罩(16 <;d ≤23)R(d)为20%，按2019-nCoV国家技术规程(第二版)和媒体报道要求(23<;d≤25)释放15口后的为60%，农历新年假期于2020年1月24日开始，中国政府建议对可疑病例进行家庭隔离并减少假日期间的聚集。
因此，我们假设从2020年1月24日到2020年2月9日，R(d)为20%(25<;d≤41)。对于大多数医护人员来说，他们将需要在2020年2月10日开始工作，而学生则需要在2020年2月24日之前去上学，因此，我们假设从2020年2月10日到2020年2月15日，R(d)为40%(41<;d≤47)。
三、结果
图1显示了从2019年12月31日至2020年2月9日中国政府引入的NCP确诊病例和死亡总数以及公共卫生干预措施，例如病原体鉴定，不同级别的应急响应激活，协议公布、以及针对医护人员和普通大众的指导方针，在公众场合佩戴口罩的立法以及封锁湖北省约13个城市。从市级、省级到国家级，中国政府都实施了各种策略来控制和防止病毒传播。
图1.中国新型冠状病毒性肺炎(NCP)爆发期间公共卫生干预的时间表(可从国家卫生委员会(NHC)，工业和信息技术部(MIIT)以及中华人民共和国疾病控制与预防中心(CDC)的官方网站上获得的公开数据)
图2显示了我们的NCP爆发期间面罩可用性的预测。具体而言，如果仅在湖北省发生NCP暴发(方案1)，那么在整个中国，口罩的供应就足以满足该地区的日常消费需求。
但是，如果NCP在湖北省和广东省疫情爆发(情景2)，在实施现有公共卫生干预措施的情况下，全国范围内可用的口罩可以在这34个省提供约34天的时间(从2019年12月31日至2020年2月1日)。
在2020年1月15日发布第一个NHC技术协议后，我们估计在这种情况下足够的口罩供应持续时间为18天。到2月中旬，这些省将短缺约4.8亿个口罩。
在方案3中，我们假设NCP爆发在整个中国发生，口罩的供应只能持续约16天(从2019年12月31日到2020年1月16日)。短缺只会在第一个NHC技术协议发布后一天出现。到2月中旬，在中国，大约将缺少11.5亿个口罩。
图2.中国新型冠状病毒性肺炎(NCP)爆发期间面罩的可用性
四、讨论
在这项研究中，我们总结了中国政府在NCP爆发期间引入的公共卫生干预措施，并模拟了三种情况下的面罩短缺情况。
我们的结果表明，如果仅在湖北省爆发NCP，就不会发生口罩短缺。但是，如果疫情蔓延到广东省乃至整个中国，则在不到一个月的时间内就会出现口罩短缺的情况。并且，如果维持当前的公共卫生干预措施并且没有其他干预措施，口罩就会严重短缺。
自21世纪初爆发严重急性呼吸系统综合症(SARS)和H7N9以来，中国已经建立并加强了地方和国家应急系统，但是，控制新型传染病的爆发仍然具有挑战性。传染病流行的研究主要集中在预测疾病的传播和确定原始感染源以及公共卫生干预以减少传播方面，而缺乏调查医疗资源库存的研究。
我们的研究结果表明，当在中国许多地区发生新型传染病爆发时，口罩短缺很可能发生。如果湖北省和广东省爆发疫情，口罩的日生产力无法满足大量人口的需求。如果疫情蔓延到整个中国，即使通过全球进口和提高生产力，口罩短缺也无法在短时间内缓解，中国政府已采取迅速和各种行动来控制NCP爆发，例如封闭城市，关闭交通系统，公共场所强制性口罩立法，并与世界卫生组织和国际科学界的合作。
因此，政府在规划公共卫生干预措施时应考虑口罩的生产率、进口和存储，以保持口罩在市场上的可用性和可承受性。
此外，如果流行病没有消退，对其他医疗用品的需求可能会增加，例如医疗防护纺织品和家用消毒剂。
同时，与公众进行及时有效的沟通对于减轻社交焦虑和恐慌情绪至关重要，因此有必要采取其他公共卫生干预措施，例如可能导致恐慌购买，运输停工，学校关闭和有效家庭隔离的安排。
尽管我们的分析是基于中国的NCP爆发，但其他国家也可能发生传染病爆发。可以从中国NCP爆发期间的经验中学到教训。各国政府应重新制定其应急计划，以在当地范围内控制传染病的爆发。为避免大量医疗资源短缺，应密切监控供求关系，并应根据过去的经验保持一定数量的存储。
紧急计划还应包括在关键时期增加供应(生产和进口)并减少需求的策略。为了防止全球流行病从区域流行病发展，应该建立全球合作以缓解传染病爆发期间受影响国家的医疗资源危机。有了合作国家内部共享的信息，世卫组织可以评估疫情的严重程度和医疗资源的可用性。可以采取及时的行动，例如提高全球生产力和分配全球存储，以最大程度地减少短缺风险。
五、优势与局限
据我们所知，这是第一个调查中国NCP爆发期间口罩可用性的研究。我们已经详细总结了中国政府实施的管理策略，并考虑了爆发发展的三种情况。
本研究中有一些局限性。首先，我们的估算依赖于以下假设的有效性：公共卫生干预措施受到爆发期间数据可用性的限制。我们的保守的假设是每个医护人员每天要用两个口罩。在疫情爆发初期，口罩供应充足，医护人员可以每天使用几次口罩以提供更好的保护。
第二，我们没有考虑物流能限制市场供应的成本。因此，我们的分析可能会低估医护人员和普通民众面临的口罩短缺严重程度。
第三，我们没有考虑具有不同风险的个人应使用的口罩类型的风险。考虑到中国手术口罩，KN95 /N95防毒口罩和医用防护口罩的生产之间的差距(每天总计2,200,000)与医护人员的数量(201814年约为1,200万)之间的差距，工信部建议保留多达KN95 / N95防毒面具和医用防护面具给一线医护人员。考虑到医护人员和一般人群对不同类型口罩的需求，口罩短缺的情况可能更加严重。
第四，考虑到疫情，我们预测于2月中旬会是疫情的高峰期。但是，如果可以减少该流行病的传染性，高峰将被延迟，日发病率以及对口罩和其他医疗用品的需求也将减少。然而，人群的焦虑可能会导致持续的面罩需求哪怕是疫情完全控制住的情况下。
六、结论和政策含义
鉴于在中国爆发的新型冠状病毒，医疗资源不足(例如，口罩不足)会大大损害公共卫生措施的有效性。有效的公共卫生干预措施还应考虑现有医疗资源的充足性和可承受性。世界各国政府应重新考虑其控制传染病暴发的应急计划，以避免医疗资源危机。应通过减轻受影响国家的医疗资源危机，加强全球合作，以防止全球流行病从区域流行病发展。