哥倫比亞大學梅爾曼公共衛生學院的公共衛生科學家使用先進的計算機模擬來追踪 2009 年 H1N1 流感大流行和 2020 年 COVID-19 大流行如何在美國傳播。他們的研究結果表明，呼吸道流行病的傳播速度有多快，以及為什麼早期阻止它們如此困難。發表於雜誌 美國國家科學院院刊這項研究首次直接比較了這兩種流行病如何在美國大都市地區傳播。
兩次疫情的爆發都對美國造成了重大影響。 2009 年 H1N1 流感大流行導致 274,304 人住院治療，12,469 人死亡。 COVID-19 大流行的破壞性更大，迄今為止已確認有 120 萬人死亡。
模擬城市間的傳播
研究人員旨在了解這些流行病如何在地理上傳播，以改進對未來爆發的規劃。為此，他們將每種病毒如何傳播的詳細信息與計算機模型相結合，並考慮了航空旅行、日常通勤和活動等超級傳播事件的可能性。他們的研究集中在美國三百多個大都市地區
預警前快速部署
模擬顯示，這兩種流行病在幾週內就已經在大多數都市區大量傳播。這種廣泛的傳播通常發生在早期病例發現或政府採取應對措施之前。儘管 H1N1 和 COVID-19 在不同地點遵循不同的軌跡，但都以共享傳播地點為中心，包括紐約和亞特蘭大等主要都市區。與通勤相比，航空旅行在推動這種快速擴張方面發揮了更大的作用。與此同時，不可預測的傳播模式增加了很大的不確定性，使得實時預測疫情爆發地點變得困難。
“2009 年 H1N1 流感和 2020 年 COVID-19 大流行的快速且不確定的傳播凸顯了檢測和控制它的挑戰。擴大廢水監測覆蓋範圍，結合有效的感染控制，可以減緩未來大流行的最初傳播，”該研究的主要作者、哥倫比亞大學 Mailman 博士 Sen Pei 說。環境科學教授。
廢水處理和流行病培訓
先前的研究強調了廢水監測作為預警工具的價值。這項新研究增加了進一步的支持，表明擴大廢水監測可以在改善大流行防範和減緩早期傳播方面發揮重要作用。
H1N1 和 COVID-19 以外的教訓
除了重建最近兩次大流行的傳播之外，研究人員還開發了一個靈活的框架，可用於研究其他疫情爆發的早期階段。儘管人類流動，尤其是航空旅行，是大流行傳播的主要驅動力，但研究小組表示，其他因素也會影響疫情的發展。其中包括人口統計、學校日曆、寒假和天氣模式。
該研究的第一作者是中國大連大學工學院的張仁全。作者包括大連理工大學鄧銳、劉思同；哥倫比亞大學的Qing Yao和Jeffrey Shaman；普林斯頓大學的布萊恩·T·格倫菲爾 (Bryan T. Grenfell)；和國家衛生研究院的 Cécile Viboud。
十多年來，Jeffrey Shaman 和包括 Sen Pei 在內的同事一直致力於改進追踪和模擬流感和 COVID-19 等傳染病傳播的方法。他們的實時預測工具可以估計疫情爆發的速度、可能傳播的地點以及何時可能達到頂峰，從而幫助公共衛生決策。
