特殊的建模挑戰賽 預測蚊子攜帶病毒傳播

  2015年至今,據泛美衛生組織(Pan American Health Organization)統計美洲和加勒比海區域內就有約565,000人感染基孔肯雅熱(chikungunya),而這種病毒性疾病基本都是透過蚊子傳播的。這次統計源自2013年12月該病在西半球首次爆發時給人們造成了巨大的恐慌,為此科學家在接下來的時間看是研究這種新病毒。

  而來自美洲的公共衛生組織官員都在努力節制該疾病的大規模爆發。為此,如果能夠精準的對基孔肯雅熱的爆發時間和地點進行預測將有助於這些衛生組織的工作。但是目前這些衛生組織缺乏相應的預測工具。來自DARPA專案管理經理Matthew Hepburn在接受採訪時說道。

 


 

  如果我們諮詢決策人員,該病毒是否已經進入美國;或者詢問其他國家的衛生部,甚至泛美衛生組織,他們可能都一籌莫展。更不用問他們正在使用什麼模型或者方法對基孔肯雅熱進行預測了。

  於是DARPA在去年發起了一次建模挑戰賽,讓選手透過計算機建模的方式對病毒傳播進行建模,並將模型用於2014年9月-2015年3月之間的病毒傳播情況進行驗證。

  不過比賽結果並不樂觀,沒有一隻隊伍的模型能夠預測該病毒蔓延到一個新國家之後的情況,也沒人預測出這種病毒的指數增長規律。

  chikungunya來自非洲的某個語言,意為”彎腰的時候會疼“,不過這恰好指出了這一疾病的特徵之一。另外,基孔肯雅熱還會導致高燒,劇烈的關節疼痛,雖然該疾病並不致命,但是一旦患病,這種磨人的疼痛可能持續數月,甚至數年。而目前也沒有相關的疫苗和治療方案出臺。

 


 

  早在18世紀50年代,這種病毒就在非洲和亞洲零星的傳播開來,不過大規模爆發是在近10年左右才開始。研究人員估計這種病毒在2005年左右發生過一次變異,從此該病毒能夠感染蚊子中的白紋伊蚊(Aedes albopictus)。這種蚊子一般被稱為亞洲虎蚊,大概就是我們土話說的麻蚊子,這種入侵力很強的物種目前已經稱霸世界,是最有可能導致基孔肯雅熱在美洲傳播的物種。

  Hepburn 還說,他真在分析DARPA比賽中拿到的結果。其中還是有一部分資訊是比較有用的,他說:一旦該疾病在某個國家中爆發,開始會呈指數增長,其中的一些模型對這種增長曲線的預測還是很有價值的,並且他們還預測了疾病爆發的峰值。

  不過模型都沒有考慮當該疾病突然突破國界,傳播到一個新的國家之後的傳播情況。那哥倫比亞來說,在DARPA挑戰賽的6個月的資料中,模型中的疾病都沒有影響這個國家(腦補瘟疫公司)。

  而從今年伊始,哥倫比亞目前的感染人數大約超過325000人,是受該疾病影響最大的國家。而如果衛生組織官員們能夠預知這一疾病的爆發情況,他們又會做出怎樣的反應呢。在目前尚未研製出相關的疫苗和治療方案的時候,疾病預測是否還有作用?Hepburn 認為,如果能夠進行預測,即便沒有治療方案和疫苗,衛生組織也能夠透過排程滅蚊藥品對疾病傳播加以限制。不過他們需要儘早的做出決策,不然當疫情接連爆發你可能就手足無措了。

 


 

  比賽中的模型各有千秋,他們不僅考慮地理、氣候、國家質檢的聯通情況,還考慮了亞洲虎蚊的活動。目前DARPA還在提煉相關的分析結果,來確定其中對疾病傳播最關鍵的因素,不過目前他們能夠確定的是,並非所有資料都有用!

  過多的資料來源和資訊以及細節將使模型變得更加複雜,這樣能夠使模型更精準,不過這一假設未必成立,因為有很多資料可能僅僅是”噪聲“。

  他們的目標還是很崇高的:對疾病預測帶來革命性的改進,就像天氣預報的發展一樣,由早期的監測,一步一步改進,變成現在的預測!

版權宣告:本文源自 網路, 於,由 楠木軒 整理釋出,共 1641 字。

轉載請註明: 特殊的建模挑戰賽 預測蚊子攜帶病毒傳播 - 楠木軒