数学+流行病学 让疾控措施与病毒赛跑

来源:科技日报

“按现有趋势,EpiSIX预测结果显示,其最后规模在262―357例之间,停时在2022.1.25―2022.1.31之间。这个结果低于疫情暴发第三天时预测出来的规模,说明天津市采取的全民大筛以及封控区、管控区、防范区的划定是有效的,疾控措施跑在了病毒传播前面。”

1月15日,南开大学统计与数据科学学院教授黄森忠和他的团队,紧张地在电脑屏幕前盯着山峦起伏般的一组组曲线。他们刚刚更新了天津暴发奥密克戎疫情7天以来的各项数据,依据数学模型开发的EpiSIX传染病传播预测系统“跑”出了以上结论。

根据系统分析总结的《关于天津市新发新冠肺炎疫情的研判简报》,很快被送到了有关部门,为下一步抗疫工作提供重要参考。

面对疫情,老百姓最关心的是疫情何时结束?会感染多少人?源头是什么?决策者最想知道的是,该采用哪些疾控策略?目前措施是否有效?在“数学流行病学”研究领域,这些问题都可以从一个个数据模型中找到答案。研究者会建立起不同的模型来模拟病毒传播的趋势。

2021年11月,奥密克戎在南非“一露头”,就被黄森忠团队死死盯住。

来自世界各地的奥密克戎传播参数被陆续输入系统,通过不断的优化调整,一个针对奥密克戎高传播力、隐匿性强等特性的传播预测系统逐渐成熟。

“新冠肺炎的确诊患者是坐标系中的黑点,同一天出现的黑点堆积成高低不一的柱状线段,即单日确诊病例数;柱状线段顶端相连,便形成了一条蜿蜒曲折的波线。”黄森忠指着电脑上的一幅统计图表对记者解释,“看似不相关的数据都有数学化的表达,通过模型分析,就能找到其关联,并且做出一些判断。”

1月10日,黄森忠团队第一次把天津本土病例数据输入系统后,跑出来的结果不容乐观。EpiSIX预测结果显示,其最后规模在300―600例之间,若出现偏轨,则规模可能最多达到1500例左右。通过模型分析,也再次印证了奥密克戎传播力强、隐匿性强的特性。

“至今数据显示疫情趋势向好,说明我们与病毒‘硬刚’中占据了上风。”黄森忠解释,而且前三轮大筛的结果也显示,目前新增病例仍主要集中在津南区,新发现的感染者感染来源清晰,这说明天津市采取的疾控措施是及时而且有效的,没有跟在病毒后面疲于奔命的“救火”,而是赶在病毒传播前面,阻断它们的道路。

疫情到来时,设置封控、管控、防范区域是最有效的阻断病毒传播的策略,然而“解封早了可能出现反弹,解封晚了,又影响社会经济发展和老百姓的日常生活”。早在2020年疫情刚刚平息,黄森忠就开始思考从社会总成本的角度出发,寻找最优的疾控策略。

团队选取了确诊患者的平均治疗费用和减少一个潜在患者的平均预防费用两个数字。“当前者远小于后者时,就可以采用一种‘开关式’的控制的疾控策略,即放松对普通民众的预防措施,而对确诊患者依旧实行严格的隔离措施。”黄森忠介绍。

系统根据以往其他区域疫情的分析,2022年1月15日至1月21日这7天是天津疫情发展的关键期,需严密监视其发展,防止出现反弹;若出现反弹或比较长的拖尾,则规模可能扩大到360―767例左右,停时推后1星期到2022年2月上旬。

黄森忠表示,团队正在每天密切关注疫情走向,希望通过科学的分析,为国家新冠疫情防控作出贡献。

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