如何像天氣預(yù)報(bào)一樣預(yù)測(cè)流行病?

本文作者:Tadpole | 公眾號(hào):biokiwi
本文關(guān)鍵詞?預(yù)測(cè)流行病 前哨人群 動(dòng)物死亡 大數(shù)據(jù)
我們常說,以史為鑒,而在一次次的流行病后人們總會(huì)想各種方法,避免世界性流行病再次發(fā)生。
在2003年非典事件之后,我國就先后修訂了《中華人民共和國傳染病防治法》,并制定了《突發(fā)公共衛(wèi)生事件與傳染病疫情監(jiān)測(cè)信息報(bào)告管理辦法》等適用于傳染病疫情的報(bào)告制度,讓衛(wèi)生醫(yī)療機(jī)構(gòu)能夠根據(jù)疾病的嚴(yán)重程度分級(jí)上報(bào)。

《突發(fā)公共衛(wèi)生事件與傳染病疫情監(jiān)測(cè)信息報(bào)告管理辦法》(截圖自國家衛(wèi)健委官網(wǎng))
這些法規(guī)和辦法都是流行病監(jiān)控方面的重大進(jìn)步,也讓中國在隨后面對(duì)禽流感、豬流感時(shí)有了出色的表現(xiàn)。
但仔細(xì)想想,如果是等到傳染病出現(xiàn)后再做應(yīng)對(duì),是不是有點(diǎn)慢了呢?如果能在病毒或其他病原體在人類中流行之前就像天氣預(yù)報(bào)、地震監(jiān)測(cè)一樣提前預(yù)知發(fā)現(xiàn)它,并且及時(shí)制止它,也許流行病就不會(huì)那么嚴(yán)重呢?
在這里不得不提到一個(gè)新興的學(xué)科——流行病預(yù)防學(xué),它主要有三個(gè)目的:
1.早點(diǎn)識(shí)別地方性流行??;
2.. 評(píng)估地方性流行病演變成全球性流行病的概率;
3. 在致命的地方性流行病演變成全球性流行病之前遏制它們。
回到標(biāo)題中的疑問:流行病預(yù)防學(xué),是怎么像天氣預(yù)報(bào)一樣預(yù)測(cè)流行病的?
盯著“哨兵人群”
新型病毒或其他病原體往往是從動(dòng)物跳躍到人身上,然后在人類中大肆傳播。
比如最近的新型冠狀病毒、以前爆發(fā)的SARS病毒、埃博拉病毒,或者是時(shí)有發(fā)生的狂犬病毒等等,都是來源于動(dòng)物。

而在這個(gè)跳躍的過程中,有一小部分人可能比其他人更容易被感染,這樣的人就被稱作——哨兵人群。
哨兵人群有哪些?
例如那些仍以狩獵為生的獵人,他們和森林里的野生動(dòng)物密切接觸,甚至?xí)龅絼?dòng)物的血液等。
如果有病毒想要從這些野生動(dòng)物跳到人類中去的話,他們很可能是第一個(gè)被感染的群體。
除了獵人,護(hù)林員、森林公園管理人員、屠宰場(chǎng)人員等等,都屬于“哨兵人群”。
通過定期監(jiān)測(cè)狩獵區(qū)獵人的血液等樣本,傳染病學(xué)家可以掌握病毒等病原體從這些森林向人類遷移的軌跡。
如果用同樣的模式,在全球范圍內(nèi)建立一個(gè)布控系統(tǒng),監(jiān)測(cè)所有“前哨人群”的生理狀況,攔截那些想要在人類群體中胡作非為的病毒和微生物,就可以避免流行病的流行。

來自哨兵人群的樣本僅僅是監(jiān)測(cè)工具箱中的一種。還有很多其他工具,能夠用來掌握病原體的情報(bào),以及傳染病的趨勢(shì)。
警惕野生動(dòng)物的異常死亡
除了那些哨兵人群,野生動(dòng)物本身也值得被關(guān)注。
野生動(dòng)物學(xué)家可以通過觀察森林里動(dòng)物的狀況是否正常,它們有沒有出現(xiàn)奇怪的大面積死亡,如果出現(xiàn),原因是什么。
很多時(shí)候,野生動(dòng)物的大范圍死亡事件很可能是人類疫情的預(yù)告片。如果看懂了預(yù)告片,我們就能夠從容應(yīng)對(duì)接下來的劇情。

例如幾十年來,在非洲引起了數(shù)次發(fā)熱和嚴(yán)重內(nèi)出血的爆發(fā)流行病毒——埃博拉病毒。
此前因?yàn)槿狈μ匦幬锖鸵呙? 絕大多數(shù)的感染者難逃死亡的厄運(yùn)。

為此,科學(xué)家們與加蓬共和國的Francevile 國際醫(yī)學(xué)研究中心合作,記錄了從2001年到2003 年, 在橫跨加蓬和剛果共和國20000多平方公里的森林中,包括大猩猩、黑猩猩、各種猴子和羚羊類在內(nèi),各種野生動(dòng)物的尸檢信息。
其中發(fā)現(xiàn),有98 只動(dòng)物的死亡大多發(fā)生在埃博拉病毒流行的兩個(gè)高峰期。
隨后,身著防護(hù)衣的研究人員找到了21只感染埃博拉病毒的動(dòng)物尸體殘骸, 收集并檢測(cè)了還未被分解的動(dòng)物骨頭、肌肉和皮膚組織,發(fā)現(xiàn)其中10只大猩猩,3只黑猩猩和1只羚羊的檢驗(yàn)結(jié)果仍呈陽性。

在2002年12月和2003年11月這兩次埃博拉病毒爆發(fā)之前,研究人員通過對(duì)野生動(dòng)物的監(jiān)測(cè),提前數(shù)周甚至好幾個(gè)月警告了當(dāng)?shù)氐墓残l(wèi)生機(jī)構(gòu),提醒其快速啟動(dòng)預(yù)防措施。
但由于科學(xué)家和公共衛(wèi)生機(jī)構(gòu)與當(dāng)?shù)厝酥g缺乏高效、可靠的的溝通渠道,即便監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)發(fā)出警告, 病毒還是可能感染人類,并大范圍傳播。
網(wǎng)絡(luò)就是一個(gè)十分便捷的溝通渠道,不僅如此,來自互聯(lián)網(wǎng)的信息本身也可以幫助預(yù)測(cè)流行病。
善用AI和大數(shù)據(jù)
人們每天花費(fèi)大量的時(shí)間“網(wǎng)上沖浪”,在各種社交媒體發(fā)布動(dòng)態(tài)、在搜索引擎查詢資料。
而這些來自人們上網(wǎng)的信息數(shù)據(jù),也可以用來預(yù)測(cè)流行病的風(fēng)險(xiǎn)。
因?yàn)?,一旦出現(xiàn)了流行病,大家都會(huì)在網(wǎng)上搜索如何應(yīng)對(duì)身體出現(xiàn)的各種癥狀,或者病毒等病原體相關(guān)的資料。
這些搜索引擎中出現(xiàn)的高頻關(guān)鍵詞和數(shù)據(jù),對(duì)于預(yù)測(cè)一些流行病的確定、發(fā)生、發(fā)展等過程都很有幫助。
例如2008年谷歌推出的流感流行趨勢(shì)預(yù)測(cè)系統(tǒng)——Google Flu Trends,該系統(tǒng)在次年美國H1N1爆發(fā)前兩周,就根據(jù)數(shù)十億條檢索數(shù)據(jù)記錄,構(gòu)建了4.5億個(gè)不同的數(shù)字模型,得出相關(guān)的流感預(yù)測(cè)指數(shù),且該結(jié)果和美國疾病控制和預(yù)防中心(CDC)官方數(shù)據(jù)高度相關(guān)(97%)。
如果這個(gè)系統(tǒng)能夠保持這樣的預(yù)判性和準(zhǔn)確性,這無疑是對(duì)付流感的強(qiáng)力武器。
但事與愿違,2014年一篇發(fā)表在Science上的文章指出,谷歌流感趨勢(shì)給出的結(jié)果往往高于實(shí)際情況,而且高的離譜:從2011年8月到2013年8月的108周中,有100周高于CDC給出的流感發(fā)病率,最高時(shí)期甚至是CDC數(shù)據(jù)的2倍。

百度此前也上線過包括流感、肝炎、肺結(jié)核和性病在內(nèi)的流行病趨勢(shì)預(yù)測(cè)系統(tǒng)。
但不管是數(shù)據(jù)的采集和篩選,還是模型構(gòu)建的形式,都可能影響最終得到的結(jié)果。
如果在人工分析的基礎(chǔ)之上,加入人工智能(AI)算法,利用更加完備的技術(shù)策略和預(yù)測(cè)模型,減少不必要的“噪音”,說不定能夠得到更加精準(zhǔn)的結(jié)果,目前全球范圍內(nèi)已有數(shù)家公司,在開發(fā)甚至已經(jīng)推出這樣的方案。

不論是對(duì)于“哨兵人群”和野生動(dòng)物的監(jiān)測(cè),還是利用AI和大數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)判,都需要大量人力和資源的投入。
而這一次新冠肺炎疫情在全球范圍的大流行,著實(shí)給人類敲響了警鐘。
相信在未來,人們會(huì)愿意花費(fèi)更多精力在流行病的預(yù)測(cè)和應(yīng)對(duì)上,畢竟應(yīng)該沒有人想再次經(jīng)歷這樣一場(chǎng)生命、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的災(zāi)難。
你覺得以后真的能做到以史為鑒嗎?
參考資料:
朱燕珊,王宣焯,陸明領(lǐng),陸家海,2015-2017廣東地區(qū)動(dòng)物從業(yè)人員健康狀況調(diào)查. 熱帶醫(yī)學(xué)雜志. 2018年4月第18卷第4期.
白海燕, 當(dāng)埃博拉病毒逼近時(shí)——人類的疾病發(fā)作緊隨動(dòng)物感染之后. 基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)與臨床. 2005.25( 9).
內(nèi)森·沃爾夫,病毒來襲. 浙江人民出版社