Effectiveness of Non-Pharmaceutical Interventions during COVID-19 pandemic on Influenza using Time-Series Forecasting

Abstract

Coronavirus disease-19(COVID-19) was first identified in Korea during the 2019-20 seasonal influenza epidemic. Social distancing measures, an effective non-pharmaceutical intervention, adopted to mitigate the spread of COVID-19 may have significant impact on influenza activity. This study aims to identify the changes in influenza activity during COVID-19 outbreak and assess the impact level of NPI intensity on influenza transmission.

By comparing 2020-21 and 2021-22 seasonal influenza activity with 2013-19 seasons, it was found that COVID-19 outbreaks and associated NPIs such as use of face mask, school closure or travel restriction may have reduced the influenza incidence by 91%.The SARIMA(Seasonal Autoregressive Integrated Moving Average Model) were used to quantify the effectiveness of NPIs for the transmission of influenza virus. Without NPIs against COVID-19 during influenza epidemic season, ILI rate and positive rate of influenza virus would likely have remained high during the flu epidemic season, similar to those of previous seasons. This study identified the impact of NPI intensity on transmission of influenza, as the reduction rate increased when the social distancing level was strengthened (Step-by-step daily recovery: 58.10%, Special quarantine measures: 95.12%).

These results suggest evidence for the role of NPIs and personal hygiene behavior in controlling influenza transmission in preparation for future outbreaks, and NPIs intervened against COVID-19 may be useful strategies for prevention and control of influenza epidemic.

2019-2020 절기 인플루엔자 유행기간인 2020년 1월 20일 국내 코로나19 첫 확진자가 발생하였다. 지역사회 내 전파를 최소화하고자 사회적 거리두기, 개인위생 강화 등 여러 비약물적 중재가 시행되었으며 코로나19 외 인플루엔자를 포함한 여러 호흡기 감염병의 발생 양상에 큰 영향을 미친 것으로 알려졌다. 이에 본 연구에서는 코로나19 발생 이후 인플루엔자 발생 양상을 도출하고 인플루엔자 전파에서의 비약물적 중재의 효과를 확인하였다.

코로나19가 발생하기 이전인 2013-2019 절기와 2020-2022 절기의 인플루엔자 의사환자분율 및 인플루엔자 병원체 검출률을 비교한 결과 마스크 착용, 등교 중지, 출입국 제한 등 비약물적 중재가 시행된 시기에 인플루엔자 의사환자가 91% 감소한 것으로 나타났다. 사회적 거리두기의 단계가 인플루엔자 전파에 미치는 영향을 확인하기 위해 SARIMA 모델을 이용한 예측 모형을 구축하였다. 그 결과 코로나19의 비약물적 중재가 시행되지 않았을 경우 2020-2022 인플루엔자 유행은 전 절기와 비슷한 수준을 유지할 것으로 확인되었다. 또한, 사회적 거리두기 단계가 강화될 때 의사환자 감소율이 증가하는 것으로 나타났다 (단계적 일상회복 단계: 58.10%, 2021년 연말 특별 방역대책: 95.12%).

본 연구에서는 코로나19 시기에 강화된 개인위생과 비약물적 중재가 인플루엔자 발생 감소에 미치는 영향을 확인하였으며 이로써 본 연구 결과는 향후 인플루엔자 유행에 대비한 예방 및 관리 정책의 근거를 제시한다.