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当冠状病毒不是唯一的会发生什么-

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复杂性科学家团队展示“模因”多种疾病的模型。

流感和肺炎等相互影响的传染病遵循与社会趋势相同的复杂传播模式。这项发表在《自然物理》杂志上的新发现,可以在多种疾病同时在人群中传播时,更好地追踪和干预。

“疾病之间的相互作用是常态,而不是例外,”佛蒙特大学的复杂性科学家Laurent Hebert-Dufresne说,他是这项新研究的负责人之一。“然而,当我们为它们建模时,它几乎总是一种孤立的疾病。”

当疾病建模者绘制出像冠状病毒、埃博拉病毒或流感这样的流行病时,他们通常把它们当作独立的病原体来对待。在这些所谓的“简单”之下从动态上看,人们普遍认为,流行病的预测规模与传播速度成正比。

教授,但根据Hé bert-Dufresne of 计算机科学在佛蒙特大学,和他的合作者,塞缪尔Scarpino东北大学和Jean-Gabriel年轻的密歇根大学,甚至一个人群中蔓延的存在可以显著转变动力学从简单到复杂。一旦这种转变发生,传播率的微观变化就会引发预期的流行病规模的宏观跳跃——社会科学家在采用创新技术、俚语和其他传染性社会行为中观察到的一种传播模式。

星球大战与打喷嚏

2015年,研究人员首先在Santa Fe Institute开始比较生物传染和社会传染,这是一个跨学科研究中心,Hebert-Dufresne在这里建模社会趋势是如何通过强化传播的。根据赫伯特-杜德兰的说法,社会强化的经典例子是“十个朋友告诉你去看新《星球大战》电影和一个朋友告诉你同样的事情十次是不一样的。”

就像多个朋友强化了一种社会行为一样,多种疾病的存在会使感染更具传染性。生物疾病可以通过症状相互强化,例如打喷嚏病毒可以帮助传播第二种感染,如肺炎。或者,一种疾病会削弱宿主的免疫系统,使人群更容易受到第二种、第三种或更多传染病的感染。

当疾病相互强化时,它们在种群中迅速加速,然后随着新宿主的耗尽而消失。根据研究人员的同样的超指数模式也体现了社会趋势的传播,就像病毒视频一样,被广泛分享,但在达到一定数量的人观看之后就不再相关了。

登革热和反物质

第二个重要的发现是,当生物传染病与社会传染病相互作用时,也会出现相互作用的疾病的复杂模式,例如在反疫苗运动中病毒传播的例子。这篇论文详细描述了2005年波多黎各爆发的登革热疫情,同时,Hébert-Dufresne引用了2017年波多黎各爆发的登革热疫情的另一个例子,由于未能准确解释登革热毒株之间的相互作用,降低了登革热疫苗的有效性。这进而引发了一场反疫苗运动——一场社会流行病——最终导致了麻疹的死灰复燃——第二场生物流行病。这是现实世界复杂性的一个经典例子,许多相互作用的现象会产生意想不到的后果。

尽管观察一种跨越复杂的社会和生物系统的普遍传播模式很有趣,但赫伯特-杜德兰指出,这也提出了一个独特的挑战。“仅从数据来看,我们可以观察到这种复杂的模式,而不知道致命的流行病是由病毒、社会现象还是某种组合造成的。”

“我们希望这将为捕捉多重传染动态的更令人兴奋的模型打开大门,”他说。“我们的工作表明,现在是时候让疾病建模社区超越单独观察传染病了。”

这项新研究可能有助于研究冠状病毒的传播。“在做预测时,比如预测当前冠状病毒在流感季节的爆发,了解哪些病例有多重感染以及哪些患者因感染流感而住院变得很重要——但要担心冠状病毒,”Hé bert-Dufresne说。“这些互动可能是生物性的,也可能是社会性的,但它们都很重要。”

相互影响的宏观传染模式与社会强化难以区分劳伦·赫伯特-杜方,塞缪尔·v·斯卡皮诺和让·加布里埃尔·杨,2020年2月24日,《自然物理》。

DOI: 10.1038 / s41567 - 020 - 0791 - 2

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