Nature：构建出一种盘算机模子，可以精确猜测新冠肺炎在美国10个年夜型城市的传达情形

2020年11月15日讯/BIOON/---在一项新的研讨中，来自美国斯坦福年夜学和东南年夜学的研讨人员构建出一种盘算机模子，并应用这种模子经过剖析驱动沾染风险的三个身分---人们在一天中去了哪里，逗留了多长工夫，以及有若干其别人在统一工夫拜访统一所在---精确猜测了本年春天COVID-19在美国10个次要城市的传达情形。相干研讨成果于2020年11月10日在线揭橥在Nature期刊上，论文题目为“Mobility network models of COVID-19 explain inequities and inform reopening”。

图片来自Nature, 2020, doi:10.1038/s41586-020-2923-3。 论文通信作者、斯坦福年夜学盘算机迷信家Jure Leskovec说，“我们构建了一种盘算机模子，来剖析分歧生齿配景、分歧社区的人是若何拜访分歧类型的处所，这些处所或多或少都是拥堵的。基于一切这些身分，我们可以猜测在任何给定所在或工夫产生新沾染的能够性。”

这项研讨归并了生齿统计学数据、风行病学估量和匿名手机地位信息，似乎证明了年夜多半COVID-19传达产生在“超等沾染源（superspreader）”场合，比方全方位办事的餐馆、健身中间和咖啡馆，在那边，人们长工夫地呆在狭窄的空间里。这些研讨人员说，他们的模子可以作为官员们的对象，经过提醒新沾染和发卖丧失之间的衡量，协助他们在从新开端营业（比方在20%或50%的营业才能下）时尽量削减COVID-19的传达。

论文配合作者、坦福年夜学人文与迷信学院社会学传授David Grusky说，这种猜测才能特殊有价值，这是由于它针对多数族裔和低支出人群不成比例的沾染率面前的身分供给了有效的新见地。他说，“在过来，这些差别被以为是由已存在的医疗情况和不屈等的医疗办事驱动的，而我们的模子标明，人群活动形式也有助于推进这些不成比例的风险。”

Grusky说，该模子显示了从新开放占用下限（occupancy caps）较低的企业往往最有利于弱势群体。Grusky 说，“这是由于雇佣多数族裔和低支出人群的处所往往范围较小，并且加倍拥堵，对从新停业的市肆设置入住下限可以下降他们面对的风险。我们有义务树立从新停业筹划，从而清除--或至多削减--以后做法所形成的不屈等。”

Leskovec说，这种模子“供给了迄今为止最无力的证据”，标明本年春天公布的待在家里的政策削减了外出观光的次数，并减缓了新沾染的速度。

跟随脚步

这项研讨追踪了全美10个最年夜的年夜都邑区9800万美国人在50万个分歧场合（从餐馆、健身中间到宠物店和新车经销商）的运动。

这些研讨人员包含斯坦福年夜学博士生Serina Chang、Pang Wei Koh和Emma Pierson（本年炎天卒业），以及东南年夜学的研讨员Jaline Gerardin和Beth Redbird，他们为这10个年夜都邑区搜集研讨数据。依照生齿次序，这些城市包含纽约、洛杉矶、芝加哥、达拉斯、华盛顿特区、休斯顿、亚特兰年夜、迈阿密、费城和旧金山。

作为一家从挪动使用中聚集匿名地位数据的公司，SafeGraph给这些研讨人员供给的数据显示，在553000个公共场合中，人们天天去了哪些处所，如五金店和宗教场合；去了多长工夫；症结的是，每个场合的面积是若干，如许这些研讨人员就可以肯定每小时的占用密度（occupancy density）。

这些研讨人员分两个分歧的阶段对3月8日至5月9日的数据停止了剖析。在第一阶段，他们向他们的模子输出活动性数据，并设计他们的模子零碎来盘算一个症结的风行病学变量：这种病毒在这10个年夜都会地域各类分歧情形下的传达率。在理想生涯中，人们弗成能提早晓得沾染者和易感者何时何地接触，从而发生潜在的新沾染。但在这种模子中，他们开辟并完美了一系列方程来盘算分歧所在和工夫产生沾染事情的概率。这些方程之所以可以处理未知变量，是由于他们向盘算机输出了一个主要的已知现实：每个城市天天有若干COVID-19沾染病例被申报给卫生官员。

这些研讨人员完美了这种模子，直到它可以肯定这种病毒在每个城市的传达率。传达率因城市而异，这取决于各类身分：从人们落发门的频率到他们去了哪些类型的场合。

一旦这些研讨人员取得了这10个年夜都会的传达率，他们就在第二阶段测试了这种模子，请求它将每个城市的传达率与它们的活动形式数据相乘，以猜测新的COVID-19沾染情形。所取得的猜测成果与卫生官员的实践申报成果亲密相干，这使得这些研讨人员对这种模子的靠得住性充斥决心。

猜测沾染

经过将这种模子与57000团体口普查街区组（600至3000人的街区）数据库中的生齿数据相联合，这些研讨人员展现了多数族裔和低支出人群若何由于任务须要而更频仍地分开家，并在较小的、更拥堵的场合购物，而不是像支出较高的人那样，他们可以在家任务，应用送货上门来防止购物，并在外出光阴顾更宽阔的营业场合。比方，这项研讨显示，与白人比拟，非白人人群购置杂货被沾染的风险年夜约是白人的两倍。Chang说，“经过归并活动性、生齿统计学和风行病学数据集，我们可以应用我们的模子来剖析分歧从新开放营业政策的无效性和公道性。”