【摘要】：2003年SARS疫情給我國(guó)等多個(gè)國(guó)家和地區(qū)造成了嚴(yán)重的生命財(cái)產(chǎn)損失,并深刻影響了我國(guó)的公共衛(wèi)生政策,促進(jìn)了我國(guó)生物安全能力建設(shè)與發(fā)展。今天,SARS的陰影已經(jīng)過(guò)去,然而人類仍然面臨著傳染病疫情的嚴(yán)重威脅,安全與發(fā)展面臨極大挑戰(zhàn)。十多年來(lái)此起彼伏的多種傳染病,尤其是H5N1、H1N1和H7N9流感等重大疫情,時(shí)刻提醒著有效防控和科學(xué)應(yīng)對(duì)傳染病威脅任重道遠(yuǎn)。重大傳染病防控主要措施之一是使用疫苗進(jìn)行預(yù)防接種減少易感人群的數(shù)量,通過(guò)藥物預(yù)防和治療緩解病程發(fā)展和降低病死率,通過(guò)隔離密切接觸者、關(guān)閉學(xué)校、口岸檢疫等非藥物干預(yù)措施降低社會(huì)傳播風(fēng)險(xiǎn),從而緩解和阻斷疫情的自然發(fā)展。在新發(fā)突發(fā)傳染病暴發(fā)初期,病原體生物醫(yī)學(xué)特性往往難以明確,針對(duì)性的疫苗和藥物研發(fā)周期較長(zhǎng),不能很快滿足應(yīng)急防控需求,公共衛(wèi)生應(yīng)急決策者必須在多種措施,尤其是非藥物性干預(yù)措施強(qiáng)度和社會(huì)影響之間作出艱難抉擇,決策科學(xué)的重要性由此凸顯,傳染病動(dòng)力學(xué)研究正是為解決這一問(wèn)題而生。傳染病動(dòng)力學(xué)研究不僅是認(rèn)識(shí)傳染病發(fā)展與防控規(guī)律的重要手段,而且對(duì)于傳染病、生物恐怖等重大生物事件應(yīng)急決策過(guò)程中篩選優(yōu)化防控策略、制定應(yīng)急預(yù)案及演習(xí)等都有重要意義,是國(guó)際傳染病防控等生物安全領(lǐng)域研究熱點(diǎn),也是國(guó)家生物安全能力的重要研究領(lǐng)域。本文在本課題組已有工作的基礎(chǔ)上,針對(duì)飛沫和直接接觸傳播傳染病,圍繞重大疫情傳播潛勢(shì)預(yù)測(cè)和基于接觸網(wǎng)絡(luò)的免疫策略評(píng)價(jià)優(yōu)化等問(wèn)題,以復(fù)雜社會(huì)系統(tǒng)作為傳染病動(dòng)力學(xué)研究的切入點(diǎn),通過(guò)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)接觸網(wǎng)絡(luò)描述社會(huì)系統(tǒng)中個(gè)體的風(fēng)險(xiǎn)交互過(guò)程,構(gòu)建了靈活的病程發(fā)展模型,開展了以下五個(gè)方面的研究:(1)社會(huì)接觸的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及形成機(jī)制�？偨Y(jié)社會(huì)接觸網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及統(tǒng)計(jì)特征,分析其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)成因及演化機(jī)制;(2)結(jié)構(gòu)化人群中的傳染病傳播動(dòng)力學(xué)。建立中尺度社會(huì)系統(tǒng)中感染風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算模型,分析接觸結(jié)構(gòu)對(duì)疫情傳播動(dòng)態(tài)的影響,分析個(gè)體健康行為的涌現(xiàn)機(jī)制及其對(duì)傳染病動(dòng)力學(xué)的影響;(3)社會(huì)接觸網(wǎng)絡(luò)上的免疫策略效果分析。對(duì)比分析了熟人免疫、社團(tuán)橋免疫和環(huán)接種等三種常用的隨機(jī)性免疫策略的有效性;(4)基于大規(guī)模人群的傳染病疫情宏觀分析。分析法定傳染病疫情數(shù)據(jù),分析影響疫情暴發(fā)的時(shí)空環(huán)境要素,分析區(qū)域性個(gè)體流動(dòng)對(duì)大規(guī)模傳染病疫情擴(kuò)散的影響;(5)對(duì)埃博拉疫情的計(jì)算實(shí)驗(yàn)研究。以2014年西非埃博拉疫情為例,對(duì)想定北京市和廣州市發(fā)生輸入性埃博拉病例后的疫情態(tài)勢(shì)開展了計(jì)算實(shí)驗(yàn)案例研究。本文主要的研究結(jié)果和創(chuàng)新點(diǎn)如下:(1)構(gòu)建了一個(gè)基于Agent模型,可很好解釋典型社會(huì)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)成因。在考慮個(gè)體的自主決策過(guò)程時(shí),在社會(huì)網(wǎng)絡(luò)研究中嘗試引入經(jīng)濟(jì)學(xué)中的效用概念,用于評(píng)價(jià)個(gè)體對(duì)當(dāng)前社會(huì)活動(dòng)的滿意度,結(jié)合社會(huì)系統(tǒng)中個(gè)體的流轉(zhuǎn)效應(yīng),成功地再現(xiàn)了社會(huì)網(wǎng)絡(luò)的典型統(tǒng)計(jì)特征,包括度分布、小世界效應(yīng)、傳遞性、社團(tuán)結(jié)構(gòu)等,并指出了當(dāng)前在社會(huì)網(wǎng)絡(luò)實(shí)證研究中常用的問(wèn)題調(diào)查方法可能造成的“截?cái)唷闭`差。研究對(duì)于認(rèn)識(shí)復(fù)雜社會(huì)系統(tǒng)的演化、自底向上構(gòu)建復(fù)雜社會(huì)系統(tǒng)具有重要意義;(2)構(gòu)建了個(gè)體自適應(yīng)健康行為模型,解釋了健康行為對(duì)傳染病在城市社會(huì)系統(tǒng)中的傳播動(dòng)力學(xué)的影響。確認(rèn)了由衛(wèi)生部門所發(fā)布的公共信息和個(gè)體所感知到的局部信息等兩種主要的信息源對(duì)個(gè)體健康行為具有誘導(dǎo)作用,給出了基于實(shí)施疫情信息和累積疫情信息兩種不同的誘導(dǎo)因子定義,并將其同接觸傳播率相關(guān)聯(lián),確定了疫情嚴(yán)重性同健康行為涌現(xiàn)的相關(guān)關(guān)系,解釋了個(gè)體健康行為對(duì)傳染病傳播的抑制作用。研究對(duì)于制定科學(xué)合理的疫情信息發(fā)布和心理疏導(dǎo)機(jī)制,引導(dǎo)理性健康行為產(chǎn)生具有重要價(jià)值;(3)在國(guó)際上首次基于真實(shí)的人工社會(huì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)對(duì)熟人免疫、社團(tuán)橋免疫和環(huán)接種等三種隨機(jī)性免疫策略在控制傳染病傳播時(shí)的有效性進(jìn)行了分析和評(píng)價(jià)。研究發(fā)現(xiàn),三種策略均有效減少了疫情的影響人數(shù),同時(shí)發(fā)現(xiàn)社團(tuán)橋免疫策略效果相對(duì)最差,而環(huán)接種效果最好。通過(guò)敏感性分析發(fā)現(xiàn),隨著病例檢測(cè)率、隨機(jī)接觸追蹤率的下降和接觸追蹤延遲的上升,環(huán)接種的效果有所下降,但仍顯著優(yōu)于相同假定下的熟人免疫和社團(tuán)橋免疫。隨著基本再生數(shù)的上升,三種防控策略效果均會(huì)下降,但環(huán)接種策略的控制效果仍顯著優(yōu)于熟人免疫和社團(tuán)橋免疫。在基本再生數(shù)0R高達(dá)6.0時(shí),環(huán)接種仍可有效控制疾病的傳播。研究顯示環(huán)接種可適用于多種不同傳播能力的傳染病防控,是一種很有效的多種疫情防控策略;(4)完整收集整理了我國(guó)2004年1月至2014年12月的法定傳染病疫情數(shù)據(jù),繪制了多種傳染病的疫情態(tài)勢(shì)圖。分析顯示,盡管十年來(lái)我國(guó)的衛(wèi)生總費(fèi)用及人均衛(wèi)生費(fèi)用持續(xù)不斷增長(zhǎng),但很多傳染病并未得到有效的控制,部分疾病甚至有繼續(xù)惡化的趨勢(shì)。對(duì)法定甲乙丙類法定傳染病疫情統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn),絕大多數(shù)傳染病疫情的暴發(fā)都具有明顯的時(shí)空性,為拓展傳染病動(dòng)力學(xué)模型及平臺(tái)建設(shè)奠定基礎(chǔ);(5)使用集合種群模型思想建立起宏觀傳染病動(dòng)力學(xué)建模研究框架,首次將長(zhǎng)程旅行者的出行類型引入傳染病動(dòng)力學(xué)建模模型框架。提出了存在長(zhǎng)程旅行者時(shí)的個(gè)體感染風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算方法,提出了基于長(zhǎng)程旅行者旅行類型的融合效應(yīng),提出了接觸網(wǎng)絡(luò)上融合效應(yīng)的實(shí)現(xiàn)算法,發(fā)現(xiàn)融合效應(yīng)對(duì)疫情的擴(kuò)散具有加速和惡化作用。研究表明,當(dāng)前主流的大規(guī)模傳染病傳播模擬系統(tǒng)所使用的長(zhǎng)程旅行者風(fēng)險(xiǎn)一致性假定低估了擴(kuò)散風(fēng)險(xiǎn),具有局限性,為后續(xù)開發(fā)大規(guī)模傳染病傳播模擬系統(tǒng)奠定基礎(chǔ);(6)開展了計(jì)算實(shí)驗(yàn)案例研究。在總結(jié)分析西非埃博拉疫情態(tài)勢(shì)預(yù)測(cè)研究工作的基礎(chǔ)上,首次基于北京市和廣州市人工社會(huì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)對(duì)兩地發(fā)生想定輸入埃博拉疫情后疫情的態(tài)勢(shì)發(fā)展進(jìn)行了預(yù)測(cè)分析。分析顯示,在嚴(yán)格執(zhí)行《埃博拉出血熱防控方案(第二版)》和盡快隔離傳染性病例的情況下,埃博拉疫情很難在我國(guó)形成大規(guī)模的暴發(fā)。對(duì)各參數(shù)的敏感性分析發(fā)現(xiàn),傳染性埃博拉病例的自由暴露時(shí)間是影響最終感染人數(shù)的最重要的因素,因此應(yīng)當(dāng)使公眾具備埃博拉病例識(shí)別和感染預(yù)防等基本知識(shí),從而盡快隔離有疑似癥候的病例并上報(bào)公共衛(wèi)生處置部門。本文針對(duì)飛沫和直接接觸傳播傳染病,以復(fù)雜社會(huì)系統(tǒng)為切入點(diǎn),構(gòu)建了適用于城市社會(huì)系統(tǒng)中結(jié)構(gòu)化人群的傳染病動(dòng)力學(xué)模型,給出了基于公共信息和局部信息的個(gè)體健康行為誘導(dǎo)因子的定義方法。以此中尺度傳染病動(dòng)力學(xué)模型為基礎(chǔ),引入長(zhǎng)程旅行者旅行類型,提出了基于旅行類型的融合效應(yīng)及在社會(huì)接觸網(wǎng)絡(luò)上的實(shí)現(xiàn)策略,構(gòu)建了基于集合種群模型的大規(guī)模傳染病動(dòng)力學(xué)建�？蚣�。盡管上述模型在理論上較為完整,但基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的不足仍對(duì)其進(jìn)一步發(fā)展構(gòu)成嚴(yán)重障礙。近年來(lái)數(shù)據(jù)獲取技術(shù)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步,但海量冗余數(shù)據(jù)信息并不能有效促進(jìn)模型發(fā)展。當(dāng)前,傳染病動(dòng)力學(xué)建模已經(jīng)進(jìn)入了瓶頸期,有效的突破除需要高超的建模技巧外,更取決于社會(huì)系統(tǒng)中各種信息數(shù)據(jù)的有效集成統(tǒng)一。傳染病動(dòng)力學(xué)建模研究方興未艾,其在西非埃博拉疫情防控決策中的廣泛應(yīng)用顯示傳染病動(dòng)力學(xué)建模研究正在進(jìn)入一個(gè)全新的階段。以此為契機(jī),全面推進(jìn)我國(guó)傳染病動(dòng)力學(xué)建模研究發(fā)展,對(duì)于提升我國(guó)生物安全相關(guān)能力建設(shè)將具有重要意義。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)人民解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：R181;R51

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 唐榮榮;;具有潛伏期的無(wú)免疫型傳染病動(dòng)力學(xué)模型的分析[J];生物數(shù)學(xué)學(xué)報(bào);2009年04期

2 徐致靖;祖正虎;許晴;鄭濤;;傳染病動(dòng)力學(xué)建模研究進(jìn)展[J];軍事醫(yī)學(xué);2011年11期

3 劉宏崴;劉巍;于躍;;傳染病動(dòng)力學(xué)模型基本形式與計(jì)算機(jī)模擬計(jì)算分析[J];衛(wèi)生職業(yè)教育;2014年04期

4 王文娟;;無(wú)疾病潛伏期的傳染病動(dòng)力學(xué)模型的閾值和再生數(shù)分析[J];運(yùn)城學(xué)院學(xué)報(bào);2005年05期

5 楊云芳;;一類禽流感傳染病動(dòng)力學(xué)模型的定性分析[J];牡丹江醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào);2006年03期

6 魏巍;李蒙;;時(shí)滯傳染病動(dòng)力學(xué)模型的脈沖接種策略研究[J];信息與控制;2007年06期

7 程衛(wèi)生;傳染病動(dòng)力學(xué)偏微分方程模型的數(shù)值解法[J];數(shù)理醫(yī)藥學(xué)雜志;1995年04期

8 閆萍;吳昭英;;具潛伏期的無(wú)免疫型傳染病動(dòng)力學(xué)的微分模型[J];生物數(shù)學(xué)學(xué)報(bào);2006年01期

9 陳軍杰,潘國(guó)衛(wèi);一個(gè)具暫時(shí)免疫且總?cè)藬?shù)可變的傳染病動(dòng)力學(xué)模型[J];生物數(shù)學(xué)學(xué)報(bào);2003年04期

10 張雙德,郝海,張喜紅;一類含有潛伏期的傳染病動(dòng)力學(xué)模型[J];數(shù)理醫(yī)藥學(xué)雜志;2002年05期

相關(guān)會(huì)議論文 前2條

1 屠小明;陳峰;;隨機(jī)微分方程及其在傳染病動(dòng)力學(xué)中的應(yīng)用[A];2011年中國(guó)衛(wèi)生統(tǒng)計(jì)學(xué)年會(huì)會(huì)議論文集[C];2011年

2 吳慶初;傅新楚;;BA網(wǎng)絡(luò)上的混合傳染病動(dòng)力學(xué)[A];現(xiàn)代數(shù)學(xué)和力學(xué)(MMM-XI)：第十一屆全國(guó)現(xiàn)代數(shù)學(xué)和力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2009年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前6條

1 王拉娣;傳染病動(dòng)力學(xué)模型及控制策略研究[D];上海大學(xué);2005年

2 徐致靖;復(fù)雜社會(huì)系統(tǒng)中的傳染病動(dòng)力學(xué)建模與案例研究[D];中國(guó)人民解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院;2015年

3 周林華;具有限醫(yī)療資源傳染病動(dòng)力學(xué)模型分析[D];東北師范大學(xué);2012年

4 李桂花;傳染病動(dòng)力學(xué)模型性態(tài)分析[D];西南大學(xué);2008年

5 程巖;具有脈沖效應(yīng)與周期環(huán)境的傳染病動(dòng)力學(xué)模型研究[D];大連理工大學(xué);2015年

6 張海峰;復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)上個(gè)體的不同行為導(dǎo)致多樣的整體行為[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2011年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 白江紅;采取預(yù)防隔離措施的傳染病動(dòng)力學(xué)偏微模型解的整體存在唯一性[D];新疆大學(xué);2004年

2 宋伊琳;傳染病動(dòng)力學(xué)模型中的地方病閾值[D];南京師范大學(xué);2006年

3 尹禮壽;基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的傳染病動(dòng)力學(xué)模型研究[D];中北大學(xué);2010年

4 王小芳;傳染病動(dòng)力學(xué)模型與穩(wěn)定性研究[D];上海師范大學(xué);2011年

5 魏巍;脈沖傳染病動(dòng)力學(xué)模型的定性分析與數(shù)值仿真[D];華中科技大學(xué);2006年

6 王毅;復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)多途徑傳染病動(dòng)力學(xué)模型分析[D];中北大學(xué);2012年

7 李桂花;一類傳染病動(dòng)力學(xué)模型的理論研究與計(jì)算機(jī)仿真[D];中北大學(xué);2005年

8 徐婧;幾類具有時(shí)滯的傳染病動(dòng)力學(xué)模型研究[D];大連交通大學(xué);2012年

9 陳振;基于Anderson模型和SIQS模型的傳染病動(dòng)力學(xué)研究[D];鄭州大學(xué);2006年

10 黃娜;幾類傳染病動(dòng)力學(xué)模型的研究[D];廣西師范大學(xué);2012年

本文編號(hào)：2796067