抗擊疫情，數(shù)學(xué)家來了

胡春艷

抗擊傳染病的隊伍里，有支戰(zhàn)隊聽上去很隔行——數(shù)學(xué)家。

今年5月21日，新一輪新冠肺炎疫情剛剛在廣州荔灣區(qū)冒頭。此時，數(shù)學(xué)家黃森忠正坐在離廣州2000多公里遠(yuǎn)的辦公室里，盯著電腦屏幕上山巒起伏般的一組組曲線。新冠肺炎疫情暴發(fā)后，這位南開大學(xué)統(tǒng)計與數(shù)據(jù)科學(xué)學(xué)院教授率領(lǐng)團(tuán)隊依據(jù)數(shù)學(xué)模型開發(fā)出EpiSIX傳染病傳播預(yù)測系統(tǒng)（以下簡稱“預(yù)測系統(tǒng)”）。在廣州荔灣區(qū)的新冠肺炎疫情數(shù)據(jù)錄入預(yù)測系統(tǒng)后，黃森忠團(tuán)隊作出一個預(yù)判：荔灣區(qū)這輪疫情可能于6月24日前結(jié)束。

2003年突如其來的“非典”，讓黃森忠開始對“數(shù)學(xué)流行病學(xué)”產(chǎn)生興趣。當(dāng)時，這個學(xué)科在中國尚屬新興領(lǐng)域。在隨后多年的研究中，黃森忠積累了大量分析各類傳染病的數(shù)學(xué)模型，這些累積的“兵器”與“戰(zhàn)術(shù)”都在新冠肺炎疫情出現(xiàn)后派上了用場。

去年以來，這支團(tuán)隊提供的預(yù)測結(jié)果及應(yīng)對建議，成為一些地方政府制定疫情防控策略的重要依據(jù)。

2020年秋天剛剛到來時，黃森忠團(tuán)隊通過預(yù)測系統(tǒng)算出，到2021年3月份全球新冠肺炎大致的確診累計人數(shù)。5個月后，根據(jù)世界實(shí)時數(shù)據(jù)統(tǒng)計網(wǎng)公布的數(shù)字，截至2021年3月，全球確診總數(shù)1.15億，病亡數(shù)255萬，與黃森忠團(tuán)隊的預(yù)估數(shù)大致相同。

他們還提出“疾控成本最優(yōu)化策略”理論。新冠肺炎疫情暴發(fā)初期，很多地方不得不采用區(qū)域封鎖的辦法，阻斷病毒傳播。然而，暫停社會運(yùn)轉(zhuǎn)的代價是巨大的。因此，在疫情稍稍出現(xiàn)緩和時，黃森忠團(tuán)隊就開始思考從社會總成本的角度出發(fā)，尋找最優(yōu)的疾控策略。

他們選取了兩個數(shù)字進(jìn)行比較，其一是確診患者的平均治療費(fèi)用，其二是減少一個潛在患者的平均預(yù)防費(fèi)用。他們認(rèn)為當(dāng)前者遠(yuǎn)小于后者時，就可以放松對普通民眾的預(yù)防措施，而對確診患者依舊實(shí)行嚴(yán)格的隔離措施。

2020年春節(jié)后，他們提出建議，中國可以適當(dāng)在新冠肺炎疫情低風(fēng)險地區(qū)復(fù)工生產(chǎn)，這一建議被決策部門采納，吹響了全國復(fù)工復(fù)產(chǎn)的第一聲號角。

在“數(shù)學(xué)流行病學(xué)”研究領(lǐng)域，不同的研究者會建立起不同的模型來模擬病毒傳播的趨勢，但背后的數(shù)學(xué)原理是相似的。經(jīng)典模型中，研究者會加入各種各樣的參數(shù)，構(gòu)建出一個地區(qū)、一座城市或一個國家的虛擬樣本。為了更逼近真實(shí)環(huán)境，他們需要考慮當(dāng)?shù)厝说木幼√攸c(diǎn)、不同病例出現(xiàn)的特殊場景，以及地方管理者對疾控力度的調(diào)整等。隨后，就可以在虛擬世界里“種”下新冠病毒了。

通過觀察傳遞模式，可以預(yù)判病毒是如何傳播，其發(fā)展態(tài)勢會帶來哪些影響。

黃森忠的EpiSIX預(yù)測，若疫情嚴(yán)重的國家的疫苗接種覆蓋率逐步提升至50%左右，且疫苗保護(hù)率在70%左右，則至2021年10月1日，全球新冠病例確診總數(shù)將被控制在1.80億至2.10億之間。

“考慮到病毒變異對疫苗效率的影響、疫苗產(chǎn)能瓶頸和分配不均，最壞的情形是，若從7月初開始出現(xiàn)新的反彈，則至2021年10月份全球疫情會依然高位震蕩。”黃森忠嚴(yán)肅地發(fā)出預(yù)警。他同時解釋道，世界上大多數(shù)國家的疫情波形是連綿不絕的，而中國的波形則是一個個獨(dú)立的波，這是因?yàn)椋恳淮我咔槌霈F(xiàn)后，很快就得到遏制直至清零。

用黃森忠的話說，咱們“現(xiàn)在是追著病毒跑，哪里冒出一個火星就滅哪里”。這種方式可能會出現(xiàn)個別漏網(wǎng)之魚，使得波形出現(xiàn)一個長長的尾巴，即“長尾效應(yīng)”，可能隔一段時間又出現(xiàn)個別病例，“但算算整個社會這筆大賬，經(jīng)濟(jì)損失是降到最低的”。

（摘自2021年7月14日《中國青年報》，知止圖）