我上高中的时候,后桌的男同学有一项神技:画美国地图。五十个或大或小的州,在空白美国地图上被他安排得明明白白,从叽里呱啦的州名到蜿蜒曲折的分界线,他都了若指掌,让我至今仍对这项毫无用处的特长印象深刻。
真的毫无用处吗?惭愧地说,大概是我见识太少了。这不,美国俄勒冈州州立大学一个叫本杰明的小哥就对着地图研究起了美国流感的爆发趋势。本杰明从美国疾控中心获得了美国603个城市和地区从2002年到2008年的流感发生数据。他发现,有些城市每年的流感强度总是比另一些地方高,也就是说流感的发生具有“城市特异性”。为了弄清楚这一差异的原因,本杰明决定从美国地图上找找规律。
地图上,本杰明用从紫到红几种不同颜色的圆圈表示从低到高的不同流感强度。这样一来,就能够更直观地观察到流感强度的地域性特征。
美国东部更容易发生流感(这真的不是因为东部数据点比较多吗?),气候大概是一大原因。随着冬季的到来,空气湿度降低,更有利于流感病毒在体外的存活。这样一来,病毒从一个宿主传播到下一个宿主的概率也大大增加,流感也就更容易传播。
另一方面,本杰明还发现了一个不得了的结论——流感强度和人口成反比!本杰明在绘制城市流感强度的时候,还引入了“人口”的变量,人口越多的地方,圆圈面积越大;人口越少的地方,圆圈面积则越小。所以,不,并不是故意把红色的圆圈画成那么小的!只是不凑巧,流感强度较高的城市和地区,人口都比较少……
可是,不是说人口越密集的地方,传染病越容易传播吗?难道这只是妈妈不让我出去玩的借口?首先,我们需要理解一下本杰明所使用的“流感强度”是什么意思。这里的流感强度,反映的并不是患上流感的人口数量,而是一段时间内患病人数的变化率。
举例来说,如果城市A在第一个星期有40%的人患上流感,第二个星期有60%的人患上流感,而城市B在第一个星期有10%的人患上流感,第二个星期突然流感爆发,90%的人都被传染了,那么这一段时间内城市B的流感强度就比城市A的流感强度要大。
而本杰明认为,大城市之所以流感强度更低,不代表大城市流感发生率低,而是因为流感的变化趋势更为平缓。前面提到,病毒在体外存活时间与空气湿度有关,因此秋冬换季气候骤变的时候,病毒突然发现自己在空气里活的时间更久了,便像打了鸡血一样传播起来,引起上文提到的城市B中的流感爆发的情况。
可是,如果一个地方的人口密度太大,以至于流感病毒其实不需要在空气里飘荡太久,就能够及时找到下一个宿主,那空气湿度对于流感病毒的传播的影响便没有那么大了。这也就是说,在不太适合流感病毒生存的季节里,病毒也能半死不活地传播。所以大概总有一些人在得流感。不过这也意味着,人群对流感病毒的群体免疫力一直维持在一个较高的水平。
因此,在流感理应爆发的季节,由于人群已经具有了对流感的抵抗力,流感的杀伤力就相应减弱了,也就出现了前文提到的城市A的情况。
为了验证这个假说,本杰明等人建立了一个把公式写下来也看不懂所以就不写了的模型。模型中引入了一个参数κ,用来量化这种随着人口密度增大而增强的病毒传播潜力。模型预测结果与假说一致:随着κ的增大,非流感季节的流感发生率会增加,但是流感爆发季节的流感发生率反倒下降了。因此,城市的高人口密度反而导致了流感强度的减弱。
这个看似反直觉的研究结果对于普通老百姓大概产生不了什么影响,但是对于每次流感爆发都如临大敌的医疗保健机构可是大有帮助,可以促进医疗机构更好地规划与分配临床资源。同时,这项研究揭示了城市内在属性对于流感传播的影响,也提示我们针对不同地区采取不同的流感预防与控制措施大概更加有效——甚至,也能帮助我们规划出更合理的未来城市建构,从城市的角度减少流行病的传播呢!