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武汉疫情未来如何发展?各大深度学习预测模型靠谱吗?

仔细一算,现在也已经过了专家们口中的第一个重要的14天潜伏期了,但是似乎疫情并没有展现出好的发展趋势,再呆两个潜伏期,估计得疯一半人……所以大家最关心的,就是疫情拐点究竟何时出现?

作者:读芯术来源:读芯术|2020-02-10 17:55

 

图源:大众网

不知道大家“禁足”这些天的日常任务是否跟小芯一样:睁眼第一件事就是打开微博热榜,首先了解今日新增确诊人数、疑似人数,再关怀下自己省份的情况,随后在心里痛骂几句吃野味的,最后再祈祷下今天能刷到疫苗新进展……

仔细一算,现在也已经过了专家们口中的第一个重要的14天潜伏期了,但是似乎疫情并没有展现出好的发展趋势,再呆两个潜伏期,估计得疯一半人……所以大家最关心的,就是疫情拐点究竟何时出现?

钟南山院士在7日下午回应记者的这一提问,称目前看似增速减慢的数据仍然无法证明疫情拐点的到来,仅说明早发现、早隔离的工作开始起效,疫情拐点仍需要更多时间。

拐点未出现,病毒几时休

虽说大家尽量足不出户,“在家呆着就是为国家做贡献”,但是事实确实如此吗?在病毒肆虐的几十天里,国内外各个领域的专家如流行病学家、统计学家等也在时时刻刻关注疫情状况的发展。

关于新型冠状病毒的传染性到底由多强,传染人数的峰值何时到达,即究竟何时能出现拐点,除了上一次北京大学工学院生物医学工程系朱怀球团队使用深度学习算法预测新型冠状病毒的宿主和感染性吸引了人们的眼球之外,各界早就开始用不同的方法进行预测了。这些专家们在疫情爆发初期的一些数据的基础上建立了传播动力学模型,对于疾病传播速度以及峰值进行预测,给有关部门的防疫决策提供有效、重要参考。

朱怀球团队| 图源:长江日报

首先,在传染病学领域,国内外专家都给出了关于新型冠状病毒的传染速率、峰值等评估结果。其中,英美研究团队的结果表明,新型冠状病毒的R0值为3.8。(R0是指基本再生数,表示一个病例进入易感人群时,在理想状态下所感染的二代病例个数。R0可以反映传染病爆发的潜力和严重程度。)作为参考,2003 年非典型肺炎的最初 R0 值为 2.9(不包括超级传播者),然后升至2.0-3.5,隔离后降至0.4。

对于R0值为3.8这个结果,不少国外专家纷纷表示震惊,这包括哈佛大学陈曾熙公共卫生学院的卫生经济学家、流行病学家埃里克·费格丁博士,他也发推表示对新型冠状病毒高达3.8的R0值感到极度震惊,并对该研究发表了自己的看法。

他认为,如此高的基本再生数表明封堵和控制病原体十分困难,单独采取封锁措施很难阻止病毒传播。此次的武汉新型冠状病毒可能是自1918年西班牙大流感以来又一场失控好的流行病。

当然,国内的一些大学也对此展开了积极的研究,建立模型对病毒传播进行预测。然而国内团队给出R0值为6.47。

国内的数据来自西安交通大学、陕西师范大学与加拿大约克大学等研究团队,成员背景包括数学、统计学、生命科学等交叉学科,由加拿大约克大学吴建宏教授等带领。他们基于病毒的传播机理、密切跟踪隔离和封城等策略,建立传播动力学模型,采用动力学模型和统计计算方法,预测出6.47这个数字。

研究者基于大陆确诊人数数据信息对建立的模型进行参数化,估算疾病传播的R0值。并且该研究还表明,采取加强接触者跟踪、检疫隔离等措施能够有效降低R0值与传播风险。

但是需要注意的是,这些数据取自疫情初期,无法代表实时的结果。在疫情发展中后期,随着相关部门对疫情管控力度的加大,这一结果随时会发生变化,因此仅作为参考。

其次,对于新型冠状病毒全国累计确诊人数,也有人基于逻辑斯蒂logistic模型对此进行预测。该模型符合病毒感染的大体规律,即开始很快,后面变慢,总感染人数趋于常数。

并且,使用传统时间序列模型、LSTM模型、多项式模型等来对武汉新型冠状病毒的传播人数进行预测,分析武汉疫情发展趋势的也大有人在。

中间宿主并不唯一

对于新冠病毒的传染源和中间宿主究竟是哪位潜伏已久的大佬,国内外都没有一个准确的答案,只知道蝙蝠肯定脱不了干系。

图源:新浪科技

针对传染源与中间宿主的预测研究的脚步一直都没有停下,从疫情初期钟南山院士提出宿主可能是竹鼠、獾等动物,中国科学院武汉病毒研究所研究员石正丽团队研究指出,新型冠状病毒的自然宿主最有可能是蝙蝠,它与云南菊头蝠中存在的RaTG13冠状病毒一致性高达96%。

北京大学工学院教授朱怀球团队发表《深度学习算法预测新型冠状病毒的宿主和感染性》,文章指出,蝙蝠和水貂可能是新型冠状病毒的两个潜在宿主,其中水貂可能为中间宿主。

水貂 | 图源:百度

要说蝙蝠长得这么黑丑干瘪,身体携带一堆病毒是自然宿主的话,大家或许觉得毋庸置疑,但是水貂长得这么呆萌可爱竟然可能是中间宿主?因此在该新闻的评论处很多人都在为水貂“鸣不平”,但是,需要了解的是,我们这里所说的中间宿主水貂是指野生的而非家养的水貂。

这几天,对于宿主的预测研究有了新的发现,在7日上午,华南农业大学、岭南现代农业科学与技术广东省实验室教授沈永义、肖立华等科研人员,通过联合攻关,他们的最新研究表明,穿山甲为新型冠状病毒的潜在中间宿主。

他们对数据库里已经有的多种野生动物的宏基因组进行分析,寻找哪一种和病毒的相似性高,从而发现了穿山甲的可能性。

随后,再对以前掌握的穿山甲样本进行回溯,发现了高度相似的病毒,从而确定穿山甲是潜在的中间宿主。

穿山甲是潜在的中间宿主,但是一般来说,中间宿主可能存在多个,因此穿山甲并非唯一中间宿主。专家们将这些动物公布出来,目的就是让大家尽早远离这些动物的同时,给其它研究者新的启示,能够协力挖出其它潜在宿主。

“病急”不能乱投医

在疫情全面爆发开来的这些天里,各个领域的专家利用自身的专业知识积极对疫情展开研究分析,对相关部门的疫情管控与决策制定产生了重要作用。尽管各界专家使尽浑身解数研究新型冠状病毒,但是基于一些模型的预测结果还是收到了不少的质疑声。

例如上述的数学模预测模型,听起来似乎是一个高大上的东西,其实本质上跟在物理学习上遇到的问题差不多,例如预测一个物体从高处落下,问几秒后的速度是多少,这就是一个典型的数学模型预测问题。但是真实的世界跟书上不一样,有的题目里还提供个初始速度。真实世界可不会这么简单。

因此所有的预测模型所得的研究结果也无法保证完全的准确度,只是在理想状态下的一个结果,毕竟现实的不可控因素太多。而根据预测结果对当前的情况采取相应措施,有根据和针对性地防控疫情。

另一方面,任何预测模型的准确性都依赖可靠的数据,就目前情况而言,官方公布数据的真实性对预测结果产生直接影响。但是不少消息反映,官方数据与实际数据相差较大,受限于核酸试剂盒等因素,可能实际形势要严峻很多倍。所以说,如果提供的数据不准确,是无法科学预测疫情发展的。

虽说现在举国上下都在期盼着疫情拐点的出现,能够恢复正常的生活以及工作秩序,但是还是出现了一些“病急乱投医”的现象。

例如一些“传统文化”与“西方文化”爱好者甚至使用周易八卦、塔罗牌来猜测疫情的发展趋势,同时,还出现了大量从易经角度、中医的“五运六气”理论来分析疫情的……

当然并非完全否认和诋毁这些在危急时刻不忘“心系”疫情的人,但是如果所谓的预测结果对一些对传染病没有正确认知的人来说,恐怕会带来错误的引导,甚至引发不必要的恐慌。

因此,我们在关注各大机构的预测结果以及疫情研究发展的同时,也要提高自己的辨别能力,越是身处信息爆炸的时代,越要有独立思考与分辨对错的能力。

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【责任编辑:武晓燕 TEL:(010)68476606】

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