Ученые из Колумбийского университета и Национального центра атмосферных исследований адаптировали методы, используемые в современных прогнозах погоды, чтобы генерировать местные прогнозы сезонных вспышек гриппа. Прогнозируя сроки и серьезность вспышек, эта экспериментальная система может в конечном итоге помочь медицинским работникам и широкой общественности лучше подготовиться к ним.
Исследование, опубликованное на этой неделе в Трудах Национальной академии наук, финансировалось Национальными институтами здравоохранения и Департаментом внутренней безопасности. Спонсором NCAR является Национальный научный фонд.
Из года в год и региона в регион существует огромная изменчивость пика сезона гриппа, который может прибыть в умеренные районы Северного полушария уже в октябре или уже в апреле. Новая система прогнозов может обеспечить «окно в то, что может происходить каждую неделю», – говорит ведущий автор Джеффри Шаман, доцент кафедры гигиены окружающей среды Школы общественного здоровья Mailman в Колумбии.
В предыдущей работе Шаман и его коллеги обнаружили, что зимние эпидемии гриппа в США, как правило, происходят в очень сухую погоду. Используя модель предсказания, которая включает в себя это открытие, Шаман и соавтор книги Алисия Карспек, ученый NCAR, использовали веб-оценки заболеваемости, связанной с гриппом, начиная с зимы 2003-04 по 2008-09 годы в Нью-Йорке, чтобы ретроспективно генерировать еженедельные прогнозы гриппа. Они обнаружили, что метод может предсказать пиковый период вспышки более чем за семь недель до фактического пика.
«Подобно прогнозу погоды, эта система потенциально может быть использована для оценки вероятности региональных вспышек гриппа за несколько недель до этого», – говорит Карспек. «Одним из интересных элементов этой работы является то, что мы применили методы количественного прогнозирования, разработанные в сообществе геонаук, к проблеме прогнозирования инфекционных заболеваний в реальном времени. Это было чрезвычайно плодотворное междисциплинарное сотрудничество ».
ВВЕРХ СЛЕДУЮЩИЙ: ПРОГНОЗ ПРОГРАММЫ ЛОКАЛЬНОГО ПОТОКА
В будущем такие прогнозы гриппа, возможно, будут распространяться по местным телевизионным новостям вместе с прогнозом погоды, говорит Шаман. Как и погода, условия гриппа варьируются от региона к региону; Атланта может увидеть свои пиковые недели впереди Анкориджа.
«Поскольку мы все знакомы с метеорологическими трансляциями, когда мы слышим, что существует 80-процентная вероятность дождя, у всех нас есть интуитивное чувство, нужно ли нам носить зонтик», – говорит Шаман. «Я ожидаю, что мы разработаем аналогичный уровень комфорта и уверенности в прогнозах гриппа и разработаем интуицию того, что мы должны сделать, чтобы защитить себя в ответ на разные прогнозы».
Прогноз гриппа может побудить людей получить вакцину, проявлять заботу о людях, чихающих и кашляющих, и лучше контролировать, как они себя чувствуют. Для должностных лиц здравоохранения он мог бы принимать решения о том, сколько вакцин и противовирусных препаратов нужно запасать, а в случае ядовитой вспышки необходимы ли другие меры, такие как закрытие школ.
«Прогнозирование гриппа может значительно улучшить нашу способность готовиться к сезонным вспышкам гриппа, которые поражают каждый год», – говорит Ирен Экстранд из Национального института национальных медицинских наук Национального института здоровья.
Во всем мире грипп ежегодно убивает от 250 000 до 500 000 человек. Ежегодная смертность в США составляет около 35 000 человек.
Семя нового исследования было посажено четыре года назад в разговоре между двумя исследователями, в котором Шаман выразил заинтересованность в использовании моделей для прогнозирования гриппа. Karspeck “рекомендовал включить некоторые методы ассимиляции данных, используемые при прогнозировании погоды, для создания искусной системы прогнозирования”, – вспоминает Шаман.
В прогнозировании погоды данные наблюдений в режиме реального времени используются для подталкивания числовой модели к реальности, что позволяет уменьшить погрешность. Применяя этот метод для прогнозирования гриппа, исследователи использовали данные в режиме реального времени из Google Flu Trends, в которых оцениваются вспышки, основанные на количестве связанных с гриппом поисковых запросов в данном регионе.
Шаман будет тестировать модель в других населенных пунктах по всей стране, используя современные данные.
«Нет никакой гарантии, что только потому, что метод работает в Нью-Йорке, он будет работать в Майами», – говорит Шаман.