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研究解释了影响传染病爆发时间的因素

佐治亚大学的一项新研究显示,疾病爆发到实际发生之间的时间延迟主要取决于向人群中引入感染的频率以及一个人引起的病例数增加的速度。 。

这项发现刚刚发表在皇家学会杂志《界面》上,为疾病预测系统奠定了理论基础,该系统可以使公共卫生官员有时间为将来的某些疫情做准备,甚至可以预防。

研究解释了影响传染病爆发时间的因素

随着最近爆发的寨卡等新兴疾病和麻疹等新发疾病的爆发,传染病严重威胁着世界各地的公共卫生。传染病预警系统不仅可以挽救生命,还可以更有效地利用公共卫生资源。开发这样一个系统是AERO项目的目标,AERO项目是由UGA Odum生态学院教授,​​传染病生态中心主任,该研究的资深作者John M. Drake领导的研究合作。该论文是该项目的首批成果之一。

AERO项目将“严重减速”理论应用于传染病。严重减速的想法是,当复杂系统接近临界点时(该阈值使系统容易崩溃),它们会显示可识别的模式,从而可以警告观察者即将发生临界点。

在传染病系统的情况下,模式出现在公共卫生案例报告中,临界点是每个感染者倾向于将感染传染给另一个人的地方。一旦发生这种情况,人口就有爆发疾病的危险。

但主持该研究的Odum学校博士后研究员克里斯托弗·J·迪布尔(Christopher J. Dibble)表示,在大多数情况下,大爆发不会在理论上尽快发生。

迪布尔说:“我们知道,理论值与第一次大爆发之间存在一定程度的延迟,而这一努力的部分目的是在那段等待时间内找到一些可能的值,并在一定程度上辨别是什么导致了这种等待时间。”

Dibble与他的同事一起开发了一个数学模型,该数学模型表示易患疾病的人群,当前受该疾病感染的人群以及从该疾病中康复并因此具有免疫力的人群。他们纳入了参数,例如宿主的出生和死亡率,疾病传播率,恢复率,人口规模和来自外部来源的感染率。

然后,研究人员根据不同的疾病系统进行了数千次模型仿真。

感染细胞内质网中MERS冠状病毒颗粒的假彩色图像。中东呼吸综合征是2012年在人类中首次发现的病毒性疾病。

他们发现,两个因素对转折点至爆发之间的时间长度影响最大。首先是病菌的基本繁殖率随着临界点的增加而增加的速度。

迪布尔说:“您越快地完成过渡,等待的时间就越少。” “这是对本文现有理论工作的主要补充之一。”

另一个关键因素是从人群外部引入感染的比率:感染越频繁,爆发前的延迟就越短。

根据Dibble的说法,这一发现很重要,原因有几个。一种是,它们将使公共卫生专家能够深入了解爆发和流行病的驱动因素。

迪布尔说:“一旦我们了解了这个等待时间,我们就可以从过去的流行病中吸取教训。” “使用我们在这里采用的一些建模方法,我们可以向后推算。例如,如果我们在三月份流行,那么确实很想当然地假设必须在二月或一月发生某些事情,从而导致该人群的数量发生变化。但是,问题在于重要的变化可能早在此之前就已经发生了。如果我们不考虑实际爆发与理论上可能发生的时间之间的延迟,我们可能在错误的地方找司机。”

同样重要的是,对于给定的疾病系统和人群,能够估计出临界点与大爆发之间的可能延迟。

博士后研究员Eamon B. O'Dea表示:“ Project Aero的目标不是要告诉我们一旦爆发就如何遏制疫情,而是要在知道该流行病即将来临之前获得更多的准备时间。” -作者。他说:“根据疾病的不同,官员们可能会花时间尝试增加治疗资源,发起一次脉冲疫苗接种运动,或者做他们认为最能降低风险的事情。”

迪布尔说,研究小组希望最终能够开发一种预警系统,该系统既可以预测何时可能爆发,也可以预测到第一次大规模爆发可能要延迟多长时间。

迪布尔说:“不幸的是,它永远不会像说'六个月就是你要等多久'那样干净。” “但是我们希望能够提供一系列可能的价值:它可能在第一天发生,或者可能在一两年后发生。我很想在实践中看到这一点。我们还有很多工作要做到达那里,但这是重要的第一步。”

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