TRAG PRVOG PACIJENTA

Naši znanstvenici razvili metodu otkrivanja izvora epidemija

19.06.2015 u 13:37

Bionic
Reading

Hrvatski znanstvenici s Instituta 'Ruđer Bošković' (IRB), Fakulteta elektrotehnike i računarstva (FER), Prirodoslovno matematičkog fakulteta (PMF) Sveučilišta u Zagrebu i Hrvatskog katoličkog sveučilišta (HKS) razvili su novu metodu za pronalazak izvora epidemija na mrežama – točnije, za pronalazak takozvanog 'nultog pacijenta'. Rezultate istraživanja objavio je ugledan znanstveni časopis Physical Review Letters (s faktorom utjecaja IF 7.73)

Novu tehniku koja može pomoći u određivanju kako, kada, gdje i zašto je izbila epidemija neke bolesti, razvili su Nino Antulov-Fantulin s IRB-a  s kolegama Alenom Lančićem (PMF), Tomislavom Šmucom (IRB), Hrvojem Štefančićem (HKS) i Milom Šikićem (FER).

Metoda radi tako da se uspoređuje trenutna slika zaražene populacije sa simulacijama dinamike širenja zaraze, a modelom se izračunava vjerojatnost da je neka osoba unutar te populacije izvor zaraze ili nulti pacijent.

Modelom nije moguće uvijek pronaći pravog nultog pacijenta, ali ne zbog ograničenosti modela, nego zbog granica odredivosti samog procesa. Međutim, ta metoda može se pokazati vrlo korisnom u sužavanju potrage za izvorom epidemija, prenosi Physical Review Letters.

Fantulin i njegovi kolege prikazali su zaraženu populaciju pomoću modela kompleksnih mreža, u kojoj svaki čvor reprezentira pojedinca, a veze predstavljaju kontakte unutar populacije. Zaraženi čvor može zaraziti svoje susjede, a svaki čvor se može oporaviti od zarazne bolesti. Usporedbom promatrane realizacije epidemije sa simulacijama širenja dotične zarazne bolesti među tom populacijom, nova metoda može procijeniti vjerojatnost da je neki čvor 'nulti pacijent'.

Model polazi od toga da je svaki zaraženi ili oporavljeni čvor u mreži mogući izvor zaraze te nakon toga sugerira najizglednijeg kandidata među njima. Učinkovitost procjene izvora ovisi o tome širi li se zaraza lako ili ne, zatim o vremenu oporavka od bolesti, veličini mreže te o trenutku u kojem je napravljena slika zaražene populacije (prikupljeni podaci o razmjerima epidemije).

U slučaju zaraze koja se brzo širi, model relativno lagano i s velikom vjerojatnošću locira nultog pacijenta, no ako se zaraza širi sporije, ta vjerojatnost opada.

Posebno je zanimljivo i to da je hrvatski tim otkrio da postoje granice odredivosti nultog pacijenta, odnosno kada svi čvorovi u mreži postaju jednako izgledni s obzirom na promatranu realizaciju epidemije na mreži.