用电脑对抗埃博拉病毒

新的工作小组使用先进的建模技术来了解致命病毒的进化和传播

塔拉·罗伯茨

2014年，西非大约有2万例埃博拉病毒感染病例，导致8000多人死亡.

以帮助追踪和治疗这种疾病——以及未来可能出现的其他病毒, bet365亚洲官网的跨学科研究人员组成了埃博拉工作组.

该组织是该大学新成立的一个分支 复杂问题建模协作馆美国正在处理两个旨在更好地了解埃博拉及其传播方式的项目.

进化因素建模

工作组的第一个项目, 由物理学副教授马蒂·伊特伯格领导, 使用计算机模型来确定埃博拉病毒正在进行和可能的未来演变的影响. 这些模型可以帮助评估疫苗的有效性，并帮助卫生官员警惕危险的突变.

12月， 国家科学基金会 授予Ytreberg和他的生物和物理团队的教师和学生72美元,000, 通过其快速反应研究计划为该项目提供为期一年的资助.

疫苗制造商使用来自埃博拉病毒的蛋白质在体内引发免疫反应——产生抗体. 然而, 目前的疫苗是利用1976年开始爆发的埃博拉病毒株开发的.

“因为疫苗不是由现在流行的相同菌株制成的, 我们想知道产生的抗体是如何与病毒相互作用的,霍莉·维奇曼说, 他是大学生物科学杰出教授，也是Ytreberg团队的成员.

该团队的模型将为实时分析病毒突变及其影响提供一个框架.

他说:“我们希望能够在新数据出现的时候, 我们可以很快地将其放入我们的模型中，看看蛋白质会受到怎样的影响,伊特伯格说.

该项目还将评估相同的蛋白质，以了解未来可能发生的进化. 该研究小组希望找出可能显著破坏疫苗效果的潜在突变, 同时也会降低过去患过这种疾病的人所获得的天然免疫力. 这些突变可以被列入世界卫生官员的“观察名单”.

该团队对埃博拉病毒的研究建立在伊利诺伊大学之前的病毒建模项目的基础上——包括最近发表在该杂志上的一个项目 公共科学图书馆1 -创造了攻击细菌的病毒进化模型.

“这很好地证明了基础研究对应用研究的重要性,威克曼说.

社会因素建模

这一次，工作组的第二个项目也使用了计算机模型, 来追踪社交, 文化和地理因素影响着埃博拉病毒的传播方式.

这个团队, 由统计学副教授和流行病学家米歇尔·韦斯特领导, 汇集了教师和学生的统计, 哲学, 生物学, 用数学和政治学从多个角度来研究这个问题.

“疫情发生的社会和文化背景对我们在不同地区看到的病例数量产生了巨大影响, 还有谁生病了,韦斯特说。.

例如, 卫生官员与社区合作，了解在文化上合适的方式来处理埃博拉患者的尸体.

“传播的一个重要部分是从尸体到这些尸体的活着的看护人,韦斯特说。. “他们不得不派出埋葬队，帮助埋葬尸体，不仅要安全，还要有尊严.”

该团队的模型将预测埃博拉疫情可能会在哪里持续，目前埃博拉疫情在许多地区已经趋于稳定.

“我们预计会有一些地方仍在发生传播，然后可能成为未来爆发疫情的水库,韦斯特说。.

该模型还将确定哪些数据尚未在现场收集, 但可以帮助研究人员更好地追踪疫情.

未来的模式

除了提供长期工具来帮助世界卫生组织和疾病控制与预防中心等组织对抗埃博拉病毒之外, 埃博拉工作组希望他们的研究能够提供适用于其他疾病的技术.

“不难想象，在爱达荷州已经或可能发生的传染病，以及导致这些疾病传播可能性增加的类似社会条件,韦斯特说。. “这项工作可以帮助我们了解并准备好应对当地的疫情.”

埃博拉工作组也是研究人员希望复杂问题建模协作馆发起的众多项目中的第一个.

协作馆是在 伊利诺伊大学理学院 以及复杂相互作用建模中心. 在学院的帮助下 研究和经济发展办公室 和 生物信息学和进化研究所在美国，协作馆的工作空间将于今年春天早些时候在矿业大楼开放. 欢迎所有学生和教师参与.

“我们的目的是让合作博物馆成为全校范围内的资源，”维奇曼说.