社会网络和定向接种

考虑疫苗接种时,特别是在资源有限的情况下,将社会网络这个概念作为传染病传播的潜在路线图非常有用。当疫苗供应不是一个限制因素时,比如许多儿童疾病和流感等经常发生的流行病,那么我们就不必过多地考虑效力。理想情况下,每个人都将接种疫苗,疾病将得到控制。
然而,在某些情况下,疫苗供应有限。出现这种情况的原因有很多,其中一个原因是物流。例如,2009年,当一种新型流感H1N1开始在全球蔓延时,世界各地的公共卫生机构竞相为本国人民提供疫苗接种。可以想象,为70亿人生产和分发疫苗不是一朝一夕就能完成的事情。不幸的是,另一个原因可能是经济。疫苗开发相当昂贵,其成本可能对发展中国家构成挑战。值得庆幸的是,像全球疫苗免疫联盟、无国界医生、世界卫生组织等非营利组织正在努力减少这一问题。但总而言之,疫苗供应有限仍然是严重问题,特别是在大流行的情况下。
在这种情况下,问题就来了,谁应该先接种疫苗?这是一个很难回答的问题,因为这取决于你看问题的角度。或许,你应该先给那些最容易感染疾病的人群注射?还是应该先给年轻人,因为这样可以挽救最多寿命?还是应该给那些接种疫苗后最有助于阻止疾病的人?这些都是具有强烈道德和伦理影响的难题。
我在这里想做的是从疗效的角度来看这些问题。我们将用社交网络的方法来回答这个问题。我们这样表述这个问题:考虑到一个与疾病传播相关的社会网络以及有限的疫苗供应,为了最大限度地减少疾病传播,你应该给哪一组节点接种?
要回答我们的问题,最好的办法就是举个例子。假设这是你的社交网络,而你只有十剂疫苗。为了最大限度地减少疾病,你会给哪些节点接种疫苗?例如,你可以给这些节点接种疫苗,但这似乎不是个好主意。现在这组节点受到保护,网络其余部分则完全易感。

你应该给这些节点接种疫苗,这样我们就有效地把网络分成了5个不相连的组,然后你应该用剩下的5剂疫苗给这些节点接种。结果是,现在所有节点都断开了连接。没有路可以从一个未接种疫苗的节点到另一个未接种疫苗的节点,这意味着疾病不能再传播了。

我们刚刚所做的是用有限的疫苗剂量保护整个网络。但为了做到这一点,我们必须选择网络中正确的节点集。那么我们选择的节点有什么特别之处呢?如果你再看下这个网络的结构,你会注意到关于这些节点的两个特点。
这些节点在网络的中心位置,这不仅仅是因为它们位于网络中央,这些节点之所以是中心,是因为它们位于任意一对节点之间的多条路径上,通过给这些中心节点接种疫苗,你就切断了大量疾病可能传播的路径。这里的这些节点也是相当中心的,但这些节点特别值得注意的是它们高度连接,给这些节点接种疫苗肯定会有很大的效果,因为你马上就切断了大量的疾病传播路径。
所有这些节点的共同之处在于它们在网络中的特定位置使得它们对疾病传播很重要,因此对疾病控制也很重要。这就是为什么理解社会网络结构是如此重要,就像你想要了解和理解道路系统的结构以控制交通流量,同样,你想要了解社会网络结构以控制疾病流量。就交通而言,你要确保车流通畅,没有交通堵塞。就传染病而言,目标正好相反。可以这么说,你想造成交通堵塞以防止疾病传播。
真实的社会网络比我在这里用来解释概念的玩具网络要复杂得多,但核心前提仍然存在。如果知道了结构,就可以根据节点网络位置来确定疫苗接种的优先级。
最后,我想重申的是,在决定给谁接种疫苗时,还有许多其他因素需要考虑,再说一次,这些都是复杂的问题,需要考虑到医学、生物学、道德、伦理和实际问题。但显然,了解为谁接种疫苗才能最大程度减少疾病传播有益于做决策。

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