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香港:國際學術研究中心
   
帶分紅的保險風險模型分析
   
具有相關風險的精算和金融模型
   
天然宿主
免疫新分子機理在牙周健康和疾病中的意義
   
禽流感的核蛋白
-從基礎研究到藥物開發
   
香港醫院專用通風系統的效能
   
基於複雜網絡的傳染病傳播模型:
非典型肺炎(SARS)傳播的建模、預測與分析
   
協作研究金2008/2009年度-獲資助的研究項目簡介
   

       



近年來,令人聞之色變的傳染病接踵而來,如:非典型肺炎(SARS)、禽流感、和豬型流感。對這些新近出現的病毒,我們所面臨的難題是如何在疾病爆發前期,對疾病的感染性、傳播性和危害性都不確定的條件下,對疾病作出有效的預測和部署。我們希望所作的部署是長遠有效的。傳統的疾病傳播數學模型由於必須在疾病特性已知的情況下才能作出有效的預測,使其在實際應用上大打折扣。而在疾病爆發前期,疾病的特性是基本未知的。

在這個項目中,我們藉助複雜網絡理論,應用新的傳播數學模型對這些傳染病進行研究。我們所提出的疾病傳播分析方法,主要從被傳染病攻擊的人類社區的特性入手,並綜合考慮已獲知的傳染病體信息。當傳染病體的信息更豐富時,這些傳播分析方法的準確性將得到提高。複雜網絡理論的根本思想是,由大量相互間可能連結的簡單個體組成的網路系統,可以表現出奇異且有趣的複雜行為。在研究這類大網絡系統時,我們不僅要考慮個體的特性,且要考慮由這些個體組成的複雜網絡的複雜行為。用這類新方法研究傳染疾病,我們著重研究人類社區中個體不同的行為是如何影響傳染病體在整個社區中的傳播。我們使用純計算建模方法和統計物理方法來描述這些系統的複雜行為。在此研究項目中,我們應用上述新方法,研究2003年非典型肺炎(SARS)在香港的傳播。我們的研究取得幾個非常重要的發現。具體來說;

 

(i) 對於超傳播元(超傳播元是指能產生非常大數目第二代感染元的第一代感染元),我們的研究發現,這些超傳染元是有極強社會關係的感染個體。對於此類感染個體,傳染病毒在他們身上的發病表徵並不明顯,以至於被忽視而將病毒輕易地傳播給第二代感染元;並且
 
(ii) 我們發現,傳染病在香港的傳播速率以及SARS的爆發強度,是主要受控於病毒在醫院範圍內的傳播情況。據此,我們認為有效快速的傳染病控制可以大大減弱傳染病對社會的危害性。

此外,我們將上述的工作推廣,進而研究禽流感在全球範圍的傳播。研究發現禽流感將會頑固得存在很長時間,因為被禽流感感染的區域間表現出極強的互聯性。因而,有效控制禽流感在動物間傳播的唯一方法是,對感染的家禽及所屬的群落進行嚴格的宰殺與掩埋(香港與1997年開始實施)。或者完全的改變家禽的飼養和買賣方式(例如,如何控制於街市被出售的家禽間的互相接觸)。

目前,在RGC研究基金的資助下(項目題目:疾病傳播的複雜網絡模型-SARS和禽流感傳播與控制的異構分析),我們繼續推進上述的研究工作。在這階段,我們將集中研究地區性社區特性與全球社區特性對疾病傳播的聯合影響。到目前為止,我們的研究對象僅限於禽流感和近期出現的豬流感,但是我們的研究方法適用於任何未來會出現的新型傳染病。

司馬樂博士
電子及資訊工程學系
香港理工大學

ensmall@polyu.edu.hk

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