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香港大學及美國哥倫比亞大學合作研究—首個以電腦模型、按流感病毒分型預測亞熱帶氣候地區流感爆發之計劃

2015年07月30日

 

亞熱帶氣候地區如香港，每年可以有多於一次的流感季節，而其爆發通常於一年的不同時間出現。美國哥倫比亞大學梅爾曼公共衞生學院及香港大學李嘉誠醫學院公共衞生學院的研究團隊發表首個能預測亞熱帶氣候地區的流感爆發時間及程度之研究報告，有助政府衞生部門作出相應措施。這項研究結果今天（7月30日）於國際頂尖學術期刊《PLOS Computational Biology》上發表。

研究的重要性
是次研究的主要人員、美國哥倫比亞大學梅爾曼公共衞生學院環境健康科學副教授Jeffrey Shaman指出：「相關預測能及早為市民和政府衞生部門提供重要資訊。根據此資料，市民可自行選擇接種流感疫苗以預防感染；而政府官員亦能有效預測所需的流感疫苗及調配足夠的物資及醫護人員，以作應變。」

研究結果應用於美國及香港
自2013-2014年冬季，美國哥倫比亞大學梅爾曼公共衞生學院的研究團隊已利用一個由美國疾病預防控制中心認可的系統，來預測全美超過100個城市於每週出現流感的情況。該系統的原理大致與天氣預報相似，同是利用電腦模型以模擬出流感爆發時可能出現的多種情況，從而作出整體流感爆發的預測。

研究人員已於哥倫比亞大學之有關預測傳染病網站（cpid.iri.columbia.edu），為美國多個城市就2014-2015流感季節的特定流感分型發表實時流感預測。研究人員亦計劃於下一個流感季節來臨前為香港發表即時流感預測，相關預測結果會同時上載於哥倫比亞預測傳染病網站及香港大學流感監測儀表板網站。香港大學流感監測儀表板網站由香港食物及衞生局資助建立，展示如何以網上互動平台發佈不同來源的疾病監察數據。

研究內容
在此項新研究中，研究人員使用1998至2013年間在香港50間診所和實驗室所收集的數據作為對照，對本港每週流感情况進行回顧性預測。這個系統能成功預測這16年間44個由單一流感病毒分型（包括甲型H3N2、乙型、季節性甲型H1N1和引致2009年大流行的甲型H1N1）的流感疫情，並且能推算出每次疫情高峰出現的時間和強度。

該模型可於疫情最高峰的三週前作出預測，準確度高達百分之九十三。預測的準確度取決於疫情的爆發程度及相關預測的提前時間。一般來說，模型對於特定病毒分型的預測比概覽疫情的預測更為準確；而相對於疫情開始和持續的時間，推算疫情高峰時間和強度亦較準確。

預測亞熱帶地區的流感疫情
香港擁有超過700萬人口，是世界上人口密度最高的城市之一。香港與中國內地以及世界其他地區保持緊密聯繫，每年吸引超過5千萬的訪客。香港大學李嘉誠醫學院公共衞生學院高本恩教授指出：「香港是通向亞洲和世界其他地區的交匯點，這無疑加速流感的流動；加上香港位於東南亞的中心地區，所以經常被稱為全球流感的發源地」。

在溫帶地區如美國，每年的季節性流感爆發一般僅限於冬季。然而，包括香港在內的亞熱帶地區，流感可能於一年中的任何時間爆發。相對於溫帶地區，亞熱帶地區流感爆發的時間、強度及持續時間更加不穩定。文章的第一作者、梅爾曼公共衞生學院副研究員楊萬指出：「亞熱帶地區不規律的流感爆發使預測更具挑戰性」。

楊萬及其他作者是根據美國流感預測系統，作出調改以使其更適用於亞熱帶氣候地區，並加入數學模擬技術，令系統作出自我調節以摒除一些既定的假設。楊萬解釋：「我們設計的系統會密切留意流感傳播流動力變化對數據的影響，以及時預測全年流感疫情的變化」。

研究啟示及建議
研究團隊希望日後可以完善預測系統，譬如在模型中加入過往受相關病毒分型感染所產生的交叉免疫、不同年齡組別的傳播流動力、或各分區之間的連帶關係等因素。

關於流感
流感每年導致全球大約25萬至50萬人死亡。美國和香港之人口分別為3億2千萬人口及720萬人口。而在美國及香港，每年分別大約有3萬5千人和750人死於流感。

有關研究團隊
這項研究由哥倫比亞大學梅爾曼公共衞生學院的楊萬和Jeffrey Shaman帶領，與香港大學李嘉誠醫學院公共衞生學院暨世界衞生組織傳染病流行病學及控制合作中心的高本恩教授和劉浩然博士合作。