文摘
内脏利什曼病(重要),世界上最致命的寄生虫病之一,每年导致超过50000人死亡,影响数以百万计的人在南美,非洲东部,南亚,和地中海地区。2015年世界卫生组织分类六世被忽视的热带疾病(元),促使集中研究六世流行使用数学和仿真模型。本文综述文献相关的患病率和预防控制策略。综述了30多目前的研究工作和分类基于六世流行病研究方法,包括建模方法、控制策略,仿真技术自2013年以来。这些技术方法的总结,主要的研究结果,从现有的工作和贡献表明六世流行领域的研究工作必须改善验证和验证六世数学模型与真实世界的流行数据。此外,更有活力的疾病控制策略必须探索和先进的仿真技术必须被用来预测六世大流行。
1。介绍
内脏利什曼病(重要的),或黑热病,是一种原生动物疾病,仅次于疟疾死亡人数,折磨全世界数以百万计的人(1]。六世主要分布在东部非洲,南亚,南美,和地中海地区,据估计50000年至90000年每年新的重要的病例。百分之九十的六世报告病例发生在巴西、埃塞俄比亚、印度、肯尼亚、索马里、南苏丹和苏丹(2]。2015年世界卫生组织(世卫组织)分类六世被忽视的热带疾病(元)由于相对最小获得公众的关注,导致高死亡率在2015年(超过20000),和世界各地的流行蔓延在贫困地区(3,4]。
六世是最常见的人类疾病之一,拥有超过20利什曼虫全球物种鉴定(5]。不像其他常见形式的利什曼病,如皮肤利什曼病(CL),黏膜与皮肤的利什曼病(ML),和post-kala-azar皮肤利什曼病(PKDL),重要的症状通常发生在内部(1),这意味着重要的是更加困难比其他利什曼病检测和治疗。基于不同的敏感物种,六世可分为anthroponotic内脏利什曼病(AVL)或人畜共患内脏利什曼病(ZVL)。AVL,通过向量运营商在人类之间传播,主要是引起的l . donovani在东部非洲和中东地区,特别是苏丹、索马里、也门和沙特阿拉伯(3]。因为大多数重要的疫苗对人类仍在研究或最小有效(6),AVL预防只包括早期检测和治疗或长期使用杀虫剂的蚊帐。然而,ZVL人类和其他哺乳动物之间传播,比如狗。l . donovani l . infantum,l . archibaldi可能导致ZVL,与特定的浓度在东非,南美,地中海盆地,和南亚6]。因为狗是最常见的哺乳动物ZVL运营商,ZVL控制策略,如杀狗狗接种疫苗,和使用杀虫剂项圈更为普遍比AVL控制策略(7- - - - - -10]。
用数学模型描述和预测流行传输已成为最近的趋势在疾病研究领域。数学模型直观地展示复杂重要的传播过程和测量变量和系统参数揭示重要的传播动力学和相关的主导因素。计算机技术的迅速发展导致了计算机辅助模拟,帮助数学模型直接预测未来六世患病率。利用模型分析的结果,参数估计和仿真实验,研究人员可以研究和预测疾病传播动力学和识别疾病控制策略来对抗六世大流行。因此,越来越多的研究都集中在数学建模和相应的动力学分析重要的疾病。这些研究中使用的方法一般可以分为系统动态模型,包括常微分方程(ODE)或偏微分方程(PDE)模型,以及统计模型,或机器学习模型。的主要贡献和成果主要集中在精确预测进行测试验证,确定关键参数敏感性分析和分析疾病的分歧点繁殖数量。
一个定义良好的数学模型可用于制定疾病控制策略确定的解决数学模型或者使用数值实验。数字控制策略是健壮和可靠的方法,因为从经验数据不包括潜在的偏见。相反,现实生活中的控制策略的实现可以被成本高昂,不可逆转,而难以应用于大规模的格式,尤其是对于发展中国家,缺乏公共卫生资源。然而,计算机辅助模拟,比较可能的控制策略源于一个数学模型,可进行,他们是相对便宜的,可以进行多次检查系统灵敏度和确定最优控制参数。几乎一半的相应研究用数学建模的方法来研究潜在的疾病控制策略,包括狗扑杀,杀虫狗项圈,矢量控制和杀虫剂喷洒策略。使用最优控制、参数分析,或随机控制方法,研究结果提供了良好的指导方针来预防和减轻疾病控制中心六世大流行。
本文的其余部分被组织成综合部分。部分2介绍了当前世界范围内重要的流行情况,部分3礼物重要的控制策略在现有文献和最近在这个领域的突破。部分4评论论文重要的数学建模和总结了自2013年以来的新发展和重大贡献。部分5评论论文控制策略和数值模拟的使用,和部分6总结本文并提出可能的研究领域未来重要的大流行。本文的研究树图所示1。
2。六世大流行近年来的历史
Pigott等人收集和总结流行数据报告的CL和六世从1960年到2012年(16]。根据他们的数据库,总结世界范围内重要的流行影响了至少55个国家和地区(图2),另一个45个国家报道不明和边缘型六世病例。受影响国家都位于主要在拉丁美洲,地中海盆地,东北非洲和亚洲。此外,六世爆发历史上最常发生在发展中国家或农业国家,因为公民更有可能接触疾病传播媒介如狗和蚊子17]。更糟的是,六世陷阱很多家庭在这些发展中国家陷入恶性循环。家庭受到六世不得不花更多的直接成本(如治疗)和间接成本(如家庭收入损失)在六世的流行。
根据世卫组织被忽视的热带病(元)的报告,2007年,六世被确定为一个被忽略的(18]。的主要原因分类六世重要的作为一个被忽视的热带病是确诊病例中减少全球从大约60000年到20000年约2010 (11),如图3。然而,成千上万的重要情况下可能不是在那些重要的评估报告19)由于没有公共卫生信息系统的一些国家不提交他们的感染向世卫组织报告数据(例如,乍得、中非共和国、刚果民主共和国)。尽管对于完成的国家公共卫生信息系统,流行病学数据可能不完整的报道,官方数据可能低估了严重[8]。根据估计,有500000例新病例的六世和每年超过50000人死于六世(17]。2012年,利什曼病控制小组的另一个研究小组纠正六世估计病例数在-040万年0.2和重要的死亡人数为20000 - 40000 (20.]。因此,重要的仍然是一个严重的和现在全球公共卫生的威胁。
通过观察图中的每个国家重要的流行病学情况4基于这份报告从谁11急剧下降),其报道重要的案件主要可以归因于明显降低在报道重要的情况下,在印度和孟加拉国。在2006年到2016年之间发生的重要的情况下减少了从39173年到6249年在印度和孟加拉国报告病例从9379下降到255。这个减少的主要原因是广泛使用经杀虫剂处理的蚊帐(43,44]。然而,六世患病率为其他国家没有明显变化。例如,巴西每年六世报道病例数约2700在整个10年报告期内。
相反,报告了六世例在几个非洲国家自2006年以来显示显著增加,如图5。例如,索马里报告少于100例2006年和2016年的781例。虽然索马里(1432万)的人口比印度的人口(132.4亿),六世病例的比例在2016年这两个国家是类似的。如果没有直接的措施在这些选定的非洲国家,大规模六世爆发迫在眉睫。
因此,重要的仍然是一个严重的疾病威胁人们生命和健康特别是在发展中国家。应变六世的传播,世卫组织和健康组织六世折磨国家应该运用有效的预防和控制策略。在下一节中,本文将回顾一些现有策略对六世。
3所示。重要的缓解和预防方法
自1995年以来,研究人员关注ZVL当调查重要的传播的干预和预防,因为许多ZVL控制策略相关的动物。前ZVL Tesh分类控制策略分为三个主要类:人间病例的早期检测,破坏或治疗受感染的狗,和矢量控制10]。Tesh的论文提到治疗感染者并不影响寄生虫的耐药性传播l . infantum使治疗更加困难。狗控制,许多hard-detectible血清学阳性的狗。六世受感染的狗需要昂贵的和持续的治疗。Tesh的论文还提出,防止疾病在狗人口是最好的控制策略,因为它可以中断ZVL的传播循环。2002年,吉林等人断言,主要通过早期诊断和治疗干预的重要,狗控制和矢量控制是有效的控制策略(8]。然而,吉林等人还指出,矢量控制房子后效杀虫剂喷洒等成本高昂,很少使用。特别是在印度,Phlebotomus argentipes(沙蝇)的主要物种是杀虫剂的抗药性。作者还提到了重要的流行地区的一些特殊的挑战:缺乏金融支持(印度和孟加拉国),偏远地区(抄网)和内战(苏丹)。2006年,Dantas-Torres等人介绍了巴西利什曼病控制程序(BLCP),其中包括人类病例的诊断和早期治疗,免疫筛选血清反应阳性的狗,和杀虫剂喷洒7]。Dantas-Torres等人表明,血清反应阳性的狗扑杀的效果有限,证明实验和数学模型。作者总结了几个要点成功杀狗:限制免疫检测反放映利什曼虫抗体,反对党的狗主人无症状的扑杀狗,缺乏证据,这是一个有效的干预策略。Quinnell等人写的一篇论文表明,热带insecticides-collars和pour-ons可以用来减少对狗六世发生率超过83% (9]。然而,像杀虫剂喷洒,这种策略的成本限制热带insecticides-collars的可行性。作者提供了一个替代方法,杀虫浴,可以防止狗至少3.5个月Phlebotomus对。
2014年,Werneck考虑控制策略的有效性的基本繁殖数量(22]。作者发现,矢量控制(例如,控制向量密度,女性的比例向量,和外在的潜伏期l . infantum白蛉)和狗控制(例如,扑杀受感染的狗,狗接种疫苗,和insecticide-releasing狗项圈)繁殖率会导致疾病减少到小于1,这意味着感染者的数量最终会减少为零。然而,作者没有找到相关数据来支持这些控制策略。他指出一些潜在的实现困难这些策略,如成本问题与热带insecticides-collars的持续使用。Werneck还提出了一种担心,即使用杀虫剂项圈大型社区的有效性(如巴西)可能不会很好,工作以来杀虫剂项圈策略相对短期效应和顺向的需要。
由于室内残留喷洒的高成本,蚊帐(itn)被引入作为ZVL(另一种控制策略21]。实验试验在撒哈拉以南非洲,拉丁美洲,泰国、巴基斯坦和伊朗表明itn能减少感染疟疾的17% - -62%。2015年,Picado等人总结的结果KALANET项目分析ITN的有效性。KALANET项目集群随机对照试验在印度和尼泊尔23]。KALANET项目是在26日进行的高发病率地区(在印度和尼泊尔),超过20000居民观察到24个月。结果表明,使用长效杀虫蚊帐导致减少了50%l . donovani感染。然而,这项研究还显示,一些网未经治疗,许多受损,大多数家庭没有足够的蚊帐保护所有家庭成员。作者建议标准化杀虫剂蚊帐的颜色和大小;他们还希望政府替代治疗和损坏网新的公众免费处理过的蚊帐。虽然长效杀虫蚊帐可以防止重要的传输在人们睡觉时,在印度最近的昆虫学研究结果表明,矢量比此前认为的更加exophilic,这意味着从事户外工作的人有更多的机会被感染(45]。
2016年,Ozbel等人分析了地理分布,生态方面,物种的习惯六世向量(白蛉)在孟加拉国24]。一般来说,两个沙蝇属(Phlebotomus和Sergentomyia),总共有13种记录在孟加拉国,其中Phlebotomus argentipes是六世孟加拉国流行地区的主要病媒物种(> 94%)。研究人员还发现,Phlebotomus。argentipes人口高峰在季风季节和达到最低落在冬季和夏季在孟加拉国。他们还确定,8个生态参数(土壤温度和湿度、降水量、空气温度、相对湿度,土壤pH值、土壤有机碳、和风速)可以影响的Phlebotomus。argentipes人口。未来的研究必须基于生态方面制定控制策略。的潜在应用这一研究可以提供早期预警的重要流行和狭窄的杀虫剂喷洒的范围。
作为传染病最有效的控制策略,成功的疫苗接种六世是期待已久的六世折磨的国家。实验六世接种成立于1990年代;研究人员试图利用蛋白质l . donovani开发疫苗(46]。在21世纪的开始,研究人员调查的可能性,基于DNA和基因疫苗接种减毒寄生虫(47,48]。最近,Duthie等人研究了几种不同的疫苗抗原六世传输使用重组蛋白大肠杆菌(25]。他们的研究结果表明,一些潜在的疫苗候选抗原在不同的平台上进行了验证。作者整合七个候选疫苗的重组蛋白大肠杆菌,他们的有效性进行验证大肠杆菌来l . donovani通过实验老鼠。然而,他们的研究开门只非人类实验。重要的研究和发展还需要获得有效的疫苗接种对人类重要的寄生虫。
现在,尽管许多贡献了重要的控制和预防的有效、可行、经济控制策略仍然是一个正在进行的努力。当前重要的控制策略和相应的缺陷总结在表1。因为最重要的严重困扰国家是发展中国家,如何平衡等重要的有效性和成本控制计划是微妙的权衡。本文将讨论更多关于这个问题部分5。
4所示。为重要的流行病学数学模型
4.1。系统动力学模型
1996年染料首先介绍4-equation颂歌susceptible-latent-infectious-removed (SLIR)模型来描述重要的流行49]。SLIR分别代表了敏感、潜在的传染性,六世和抗性种群,该模型考虑了这些人群之间的转换。然而,作者并不认为狗和向量的行为模型。中标价等人改善染料的人口模型,考虑到狗SLIR模型中的关键参数(50]。这个参数的变化直接影响人类的感染率。里巴斯等人建立了一个ODE模型来描述在人类中重要的传输,狗,和向量(14]。模型利用11颂歌方程,包括敏感(狗,沙蝇,和人类),潜在的(狗,沙蝇,和人类)、传染性(狗,沙蝇,和人类)和恢复(狗和人类)的人口。虽然提出了他们的模型没有数据、仿真和分析,它是第一个模型来描述所有物种参与重要的行为。
自指定六世在2015年作为一个被忽视的热带病是谁(51),大量的研究和研究都集中在发展中重要的数学模型。2016年赵等人开发了一个12-equation ODE模型来综合描述六世流行(图6)[12]。他们改进了模型包括人口住院到ODE体系;这一人群的生存概率高于感染由于系统无需住院治疗。作者利用向后分支方法分析重要的平衡行为和基本繁殖率 。他们的研究表明,重要的平衡是高度相关的关键模型参数, ,的流行阈值 。同样,萨勃拉曼尼亚等人提出了一个compartment-based颂歌六世传播模型来解释疾病症状六世传输,无症状六世和PKDL-infection类(26]。模型参数的敏感性分析发现,咬和生育的白蛉率和回收率有症状的人类是重要的传染病控制的主导因素。
Biswas简化了12-equation ODE模型从赵等人8-equation ODE模型非人类人口除以(狗和向量)易感,感染人群(27]。简化的ODE模型,研究人员减少了系统灵敏度分析的复杂性和数量的减少猜测或估计模型参数。这个模型还成功地再现了2011年在南苏丹六世的流行。Shimozako等人转移ODE模型在人群里巴斯等人通过考虑狗作为唯一的感染源由于向量不能转移ZVL没有狗(28]。因此,他们的数学模型包含八个变量对应于易感,潜伏感染,恢复对狗和人类人口。鲁特勒等人相比,三种ODE模型和相应的仿真结果,同时考虑室内残留喷洒(29日]。三个模型之间的主要区别是PKDL和恢复人口之间的关系建模。他们的研究预测,使用-80%的国税局覆盖率60%,重要的流行可以消除在三年内在比哈尔邦,印度。此外,其他研究人员使用各种颂歌有增量贡献六世流行病模型(30.- - - - - -33]。
尽管许多ODE模型描述重要的流行和传播,小说发展的动态模型是一个活跃的研究领域复杂的传播行为调查的六世在各种情况和改进的缓解和控制策略的发展。Bi等人介绍了一个基于现有的二维PDE模型ODE模型(13]。模型提出了他们的研究被认为是人类的年龄结构和时间两个维度历史数据以来强烈建议六世对人类年龄组感染率是高度相关的。例如,儿童和青少年(从0到20岁)更有可能成为感染相对于其他年龄群体。本研究使用计算机模拟和数学分析来解释这一现象,恢复历史六世流行由世卫组织公布的数据。
4.2。基于现实世界的数据模型
六世吸引了大量流行病学研究的关注;丰富的统计数据收集和报告对当前流感大流行在世界范围内重要的学者和研究人员。许多研究人员意识到数据利用率在重要的模型开发的重要性。疾病数据通常是利用三种方法:使用报告的数据,建立统计模型,利用历史数据来预测未来的患病率,并使用现有的数据来调整模型参数在数学流行病模型。
建立一个重要的统计模型的主要目的是统计识别重要的传输过程中的关键参数,确定参数的数量之间的关系和受感染人群的数量。Werneck等人使用综合普查大片分析六世患病率巴西(来自不同地区的数据52]。作者开发了一种球面基于人口普查数据的协方差结构模型在特雷西纳从1992年到1996年,巴西。通过研究人口普查数据的空间相关性结构,他们发现报道六世发生率之间的正相关和住宅区域的绿色植被,尤其是在贫民区。2007年Wernecket al。将他们的以前的工作分析和比较的结果统计模型(21日53]。根据人类和犬类在特雷西纳重要数据,巴西,研究发现重要的居住地区的绿色植被之间的相关性和受感染的狗和人类之间的感染率和城市化指数或社会经济地位指数。
汤普森等人研究了气候之间的关系和重要的流行通过建立统计回归模型(54]。他们的研究发现,降雨量是最重要的参数统计相关六世发生率。居住地区的地理特征的影响(例如,城市、平原或丘陵地带)在重要的传播也被考虑在内。丘陵地带人口统计显示重要的感染风险高于其他人群。De Araujo等人认为数据的统计模型,发现空间数据更加可靠和准确的重要传染病研究和分析(34]。因此,他们应用空间统计建模和模型和贝叶斯方法估计的风险从贝洛奥里藏特六世使用历史数据,抄网。他们的研究表明,六世的相对风险是相关的收入、教育和受感染的狗的比率在贝洛奥里藏特居民。然而,与他们之前的研究发现,居住地区的绿色植被的相关性不显著重要的风险。
生态位建模(运用),源于遗传算法(55),已被广泛用于预测六世发病率自2006年以来。尼托等人第一次使用运用分析重要的数据从巴西东北部56]。利用地理信息系统(GIS),运用模型可以预测流行风险三个层次(高、中等和低)。当被认可与历史数据从巴伊亚,巴西、演示的预测模型精度高(90%以上)在高层和适度的数据。类似的方法被用来预测重要的患病率在北美和中东地区(57,58]。其他一些方法用来预测重要的流行与各种因素的趋势。Elnaiem等人总结从苏丹东部在GIS数据,然后使用这些数据建立预测模型基于降雨的重要的感染和相应的距离一条河(59]。六世Oshaghi等人建立了一个预测温度单位模型使用三角测量方法(60]。这个模型预测重要的感染时间和空间分布密度和一代又一代的白蛉。Karagiannis-Voules等人采用贝叶斯地理统计模型以适应重要的发病率数据来自巴西,和他们确定了环境和社会经济预测使用贝叶斯变量(15]。他们的研究结果预测,潮湿的气候和茂密的植被分布的地区比其他地区更容易受到六世。
参数估计是另一个重要的应用程序使用真实数据验证六世数学模型时自认为使用系统参数模型可以减少模型的可靠性。Bi等人总结重要的感染的年龄结构在不同地区13]。他们修正常数感染率为年龄相关性的感染率分布通过研究历史重要的发病率数据从现有文献从不同地区(图7)。使用这种年龄相关性分布函数允许他们的PDE流行病学模型来反映人类患病率在年龄和时间六世。Biswas等人建立了不同的参数和初始参数的后验分布基于观测数据(27]。允许使用参数分布仿真实验,以反映多个结果具有独特的可能性。尽管大多数数学模型仍在使用的假设或与现有文献作为他们的系统参数估计(12,26,28,29日),越来越多的研究是利用真实的数据更准确地估计系统参数和验证他们的模型。
5。使用六世模型最优控制策略
5.1。参数控制策略
最广义的控制策略在一个重要的数学模型参数的控制策略,哪些假设模型中的关键参数可调。参数调整时,模型输出成为因变量;因此,对应的参数调整过程可以被认为是一个实际的控制策略。2002年中标价等人介绍了数控领域的战略重要的数学建模(50]。他们假定的参数通过杀狗狗密度控制在特定的地区,和他们的研究结果表明,狗扑杀可以有效减少传染性人口的比例。里巴斯等人改进的参数控制方法通过考虑额外的控制参数(14),包括狗治疗,杀虫剂领利用率,狗扑杀率(自然死亡率的狗),狗的疫苗接种率,白蛉的死亡率(矢量控制)。使用控制参数的方法,他们用仿真实验比较每个控制策略的效率,如图9,矢量控制被证明是更有效的比控制策略,如扑杀和疫苗。Shimozako等人结合控制策略,如狗治疗,狗接种疫苗,并使用杀虫狗项圈颂歌的重要的数学模型(37]。然而,他们增加了维度模型的使用控制变量来代替他们的模型的控制参数。效益分析和仿真实验表明,利用杀虫狗项圈应该最利用控制策略。
5.2。最优控制策略
列弗Pontryagin建立了最优控制策略在1950年代(61年,62年]。这个策略提供了最优性准则最大化或最小化给定约束条件的目标函数中定义的微分方程数学模型。赵等人介绍了最优控制到12-equation颂歌的数学模型六世(12),包括易感,潜伏,感染人群的白蛉、人类和狗;恢复人类和狗的数量;和人口住院。他们的研究包括三个模型中的控制策略:控制狗预防水平(疫苗保护或狗扑杀),控制杀虫剂的使用水平(杀虫剂喷洒在建筑)和控制个人保护水平(长效杀虫剂)。考虑接触人类,感染人类,和白蛉人口以及控制成本控制目标函数使最终的控制策略能够有效地降低的负面影响六世约80%(图9)。Agusto等人考虑面料的使用和杀虫动物衣领作为额外的控制33]。他们的研究是创新的,因为他们使用的各种组合控制,而不是利用控制策略与先前的研究一致。歌唱的模拟实验结果表明,使用数学模型允许其控制策略有效降低六世和PKDL感染人类。Biswas等人修订之前的最优控制策略,这一机制,将各种组合优化策略纳入ODE与给定目标函数数学模型(36]。这个目标函数的线性组合六世和PKDL感染控制战略的成本。他们计算出相应的避免感染比率(IAR)和增量成本效益比率(冷藏工人)对于每个控制策略,在IAR未传染的数量的比例是复苏,冷藏工人的数量是每个额外的健康结果的额外成本。研究人员然后选择策略IAR最高和最低冷藏工人是最优策略。最优控制策略专门针对人类重要的疫苗接种也分析,但没有证据显示人类重要的疫苗的有效性(27]。
5.3。使用模拟控制策略选择
仿真对比是最常见的重要的数学控制的建模仿真方法。图8比较了人类感染人口控制(狗扑杀,白蛉控制,和人类保护)和没有控制12]。图中的实线显示性能(包括流行暴露了人类 ,受感染的人 ,和白蛉的总人口)的控制策略,减少患病率为80%。这一仿真证明了综合控制策略的有效性。
疗效比较控制策略是另一种类型的仿真比较。里巴斯等人使用矢量控制相比人类的普遍影响,杀虫项圈,狗扑杀,疫苗,狗和狗治疗(14),如图9。参数改变时操纵控制的水平,人类普遍的矢量控制减少最快,证明人类的患病率是最敏感的矢量控制。因此,矢量控制是最有效的控制策略。
空间模拟仿真评估方法,提供了空间信息在整个模型的行为。利用GIS空间模拟可以从不同地区表现出重要的流行信息,如图10。Karagiannis-Voules等人利用历史数据(2001 - 2009)从巴西建立统计模型(15]。他们模拟GIS用于预测六世于2010年在巴西流行,从而直接反映在东部地区的巴西感染密度高。
6。讨论和结论
尽管全球报道,VL-confirmed病例自2011年以来下降了;重要的发病率没有明显改善全世界除了南亚(即。印度和孟加拉国)。然而,六世爆发增加了在埃塞俄比亚,索马里和肯尼亚自2008年左右。此外,公共卫生机构等在不发达的非洲国家乍得和中非共和国没有资源和能力来收集和报告重要的发病率。然而,因为这些国家附近地区严重折磨六世,苏丹和南苏丹等全球重要的情况下从世卫组织报告的数量可能被低估。
综述了当前重要的流行病学研究从六世流行病控制策略重要的数学模型和相关的最优控制策略。研究演示了如何使用数值方法,如建模和灵敏度分析,以及平衡/稳定性研究和模拟实验,来帮助缓解和预防战略对于一个全球重要的大流行。政府和卫生组织可以利用建模与仿真的结果来预测或估计各种控制策略的影响。
尽管重大研究成果使用六世流行病的数学模型,研究差距依然存在,许多领域的研究仍然是未知的。表2总结了21个文学作品与数学建模和自2013年以来重要的疾病控制策略。大部分的审查研究使用或提出了系统动态数学模型或统计模型;大约一半的这些研究工作被认为是真实的数据和研究可能的控制策略。只有一纸包括真实的数据、控制策略的数学模型,数值模拟实验。
未来的工作,彻底六世流行病研究使用数学或统计模型,应该考虑下面的四个方面:(1)构建更复杂的数学模型来解释潜在的传染性疾病传播动力学,(2)包括真实数据来帮助模型验证和验证,(3)探索可能的疾病控制/缓解策略增加模型的可操作性和鲁棒性的理解,(4)用数值仿真实验作为预测工具来验证模型和控制策略的可行性。
此外,未来的工作在这四个方面的重要的数学建模必须利用现代分析工具。当前的建模的缺点是有限的模型类型的多样性。大多数现有的重要的数学模型ODE模型,广泛应用但产生有限的预测结果没有细节。因此,更多的统计、机器学习和PDE模型需要构建复杂,重要的综合数学模型。统计和机器学习模型可以更方便地利用真实的数据,以确保模型预测精度,而使用PDE模型可以丰富预测结果与年龄、性别、社会经济团体,伦理,和空间信息。第二方面,将真实世界的数据,目前大多数测试数据用于验证和验证基础数学模型估计或假设,因此限制了数学模型只能反映数据从先前的六世的传染病流行期。未来的研究应该努力利用最近流行的数据与时间和空间数据在建模阶段,使建模过程越来越多的动态和反映实时数据,预测可能的持续流行趋势。当前的第三个方面的主要劣势,探索可能的控制策略,是在现实世界中控制策略缺乏适用性。事实上,最有效的控制策略建议的数学模型可能不是可操作的或者他们可能实现成本太高。应该仔细量化可操作的控制策略,如具体考虑最优水平的犬扑杀在一个特定的时间框架或杀虫剂喷洒在每个区域水平受到重要影响。 For the fourth aspect, current studies using numerical simulation experiments frequently provide insufficient information from simulation results. Most simulations of VL models can only predict the trend of VL infections. Future research should focus on spatial simulation and agent-based simulation as well as the study of the interactions between multiple regions or environments.
总之,使用数学模型研究,分析和预测重要的流行病和探索有效的和可实现的控制策略仍然是一个活跃和study-worthy未来的研究领域。然而,研究结果从更全面的研究,运用现代分析工具将帮助公共卫生组织理解和防止重要的疾病。
的利益冲突
作者宣称没有利益冲突有关的出版。