《科学报告》刊发李翔教授课题组关于个体接触模式影响空间流行病动力学最新研究成果
发布时间:2013-04-09  阅读次数:409

       近日,由《自然》出版的《科学报告(Scientific Reports)》杂志在线刊发了复旦大学信息科学与工程学院电子工程系李翔教授领导的课题组关于个体接触模式影响空间流行病演化动力学的最新研究成果(Wang et al., How human location-specific contact patterns impact spatial transmission between populations?, Scientific Reports, 2013, 3: 1468.),这一成果揭示出个体接触模式对于认识流行病空间蔓延的重要意义。
       空间流行病演化动力学是当今网络化社会背景下将公共卫生安全与信息科学综合交叉的国际学术前沿问题之一。伴随人类社会的网络化进程,现代公共卫生体系得以建立和完善,努力制衡传染病的威胁;与此同时,网络化社会也使得人员与物资的流动更加频繁和便捷,从而增强了流行病空间扩散的潜在威胁。2003年,藉由发达的国际航空网络,非典型性肺炎这种高致病性病毒得以从香港迅速扩散到全球三十多个国家。时隔六年,甲流感又再次凭借发达的公共交通系统席卷全球,从最初墨西哥的局部疫情扩散到全球两百多个国家暴发的大流感,期间仅仅经过了三四个月。而时下我国长三角地区新涌现出的H7N9禽流感病例,再次引起大众对暴发大型流感的担忧。
       在这一背景下,由美国西北大学的D. Brockmann、东北大学的A. Vespignani等研究组近几年发展起来的复合种群网络模型为刻画流行病的空间传播带来了一种合理的研究思路与方案。研究人员通过采用粒子网络的结构框架与反应散射(或反应通勤)的动力学机制,抓住驱动流行病空间传播的关键因素:人口结构与人群移动模式,对流行病空间传播的内秉机理以及传染病预防控制策略的效用与成本效益进行了广泛的研究。
       然而传统复合种群的模型框架下,往往假设每个子种群内流行病的传播率等于同一个常数,这实际上说明系统中所有个体的接触模式完全相同,每个子种群的基本再生数R0都等于同一个常数。近来涌现出的实证研究表明,现实中存在与地点相关的因素导致了不同地区染病人数的差异。信息科学与工程学院电子工程系李翔教授指导的博士生王林、硕士生张延和香港浸会大学博士生王震一起完成的“How human location-specific contact patterns impact spatial transmission between populations?”研究论文在《科学报告(Scientific Reports)》发表。这一论文首次在复合种群框架下引进了两类基于地点信息的个体接触模式,通过理论分析与数值模拟验证相结合的手段,发现所考虑的异质性接触模式会大幅降低流行病空间传播的阈值,揭示出关注个体接触模式对于认识流行病空间蔓延的重要性。
       李翔教授主持的自适应网络与控制研究室多年来复杂网络和网络科学领域潜心研究,近年来围绕城市社区的个体接触模式和病毒传播演化动力学已经发表了一系列创新成果,此次《科学报告》上发表的论文正是基于李翔教授课题组近年来对个体接触模式的科学理解而拓展到空间流行病演化动力学研究的一次创新研究。