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海豚病爆发显示了在追踪流行病时如何解释未知事件

2019-02-13 14:52:09 • 来源：

阻止疾病的爆发取决于大量数据，例如什么使得合适的宿主以及病原体如何传播。但是，收集这些数据对于世界偏远地区的疾病或涉及野生动物的流行病来说可能很困难。普林斯顿大学研究人员领导的一项新研究发表在“ 皇家学会界面杂志”上，探讨了一种研究流行病的方法，其中很难获得细节。研究人员分析了2013年爆发的海豚麻疹病毒 - 一种与人类麻疹病毒属于同一家族的潜在致命病原体 - 导致超过1,600只宽吻海豚在2015年前沿美国大西洋沿岸滞留。因为科学家能够只有在海豚被冲上岸后观察海豚，对这种疾病如何传播并在野外持续存在知之甚少。

海豚病爆发显示了在追踪流行病时如何解释未知事件

研究人员使用泊松过程 - 一种用于模拟疾病传播随机性的统计工具 - 从稀疏数据中确定海豚麻疹病毒如何传播。他们发现，个体宽吻海豚可能在一个月内具有传染性，并可将疾病传播数百英里，特别是在季节性迁徙期间。2013年，疾病传播的高度发生在夏季结束时，弗吉尼亚州弗吉尼亚海滩附近的一个地区，多个迁徙的海豚群被认为是跨越路径。

在下面的访谈中，第一作者，生态学和进化生物学研究生Sinead Morris解释了研究人员对海豚麻疹病毒爆发的了解，以及泊松过程如何帮助科学家了解人类流行病。莫里斯是合着者Bryan Grenfell，Princeton的Kathryn Briger和Sarah Fenton生态与进化生物学和公共事务教授的研究小组。

问：泊松过程如何间接跟踪观察到的流行病以及它克服了哪些具体挑战?

答：间接观察流行病建模的主要挑战之一是缺乏数据。在我们的案例中，我们获得了所有被发现搁浅在岸上的受感染海豚的信息，但没有关于被感染但没有被束缚的个体数量的数据。泊松过程的优势在于其简单的框架意味着它可用于提取关于疾病如何在空间和时间上传播的重要信息，尽管有这样的不完整数据。从本质上讲，这个过程的工作方式是跟踪个体海豚被困的地点和时间，然后在流行病的每个新点，它使用之前发生的事情的历史来预测将来会发生什么。例如，受感染的个体更有可能将疾病传播给距离很近的其他个体，而不是远处的个体。因此，通过跟踪所有这些感染，该模型可以确定新感染的最大风险将在何时何地。

问：为什么选择2013-15爆发的海豚麻疹病毒进行研究，这项工作提供了哪些关键见解?

答：最近爆发的海豚麻疹病毒沿着大西洋西北海岸从纽约迅速蔓延到佛罗里达州，导致沿海宽吻海豚种群大量死亡。尽管这种疾病可能产生明显的不利影响，但人们仍然知之甚少。因此，我们对流行病建模的目的是获得有关病毒如何传播的急需信息。我们发现，海豚可能在24天内具有传染性，并且可以在这段时间内行走相当长的距离(最多220公里，或137英里)。这很重要，因为这种长距离运动 - 例如，在季节性迁徙期间 - 可能会从感染者到未感染者创造许多传播机会，并因此可能促进病毒在大西洋沿岸的快速传播。

问：这种模式可以用于人类流行病吗?

答：泊松过程框架最初是为了模拟地震的发生而开发的，并且已经被用于各种其他环境中，这些环境也容易受到噪声，间接观察到的数据的影响，例如城市犯罪分布。为了模拟海豚麻疹病毒，我们调整了框架以纳入更多的生物学信息，类似的技术也被用于模拟人类的脑膜炎球菌病，这可能导致脑膜炎和败血症。通常，表征人类流行病的数据比我们对该项目的数据更详细，因此，可以更广泛地使用可以包含更大复杂性的模型。但是，我们希望我们的方法能够刺激在流行病学系统中更多地使用泊松过程模型，这些系统也会受到间接观察到的数据的影响。

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