Combining immunity and climate date streams to forecast infectious disease transmission

结合免疫和气候数据流来预测传染病传播

基本信息

  • 批准号:
    2444474
  • 负责人:
  • 金额:
    --
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    英国
  • 项目类别:
    Studentship
  • 财政年份:
    2020
  • 资助国家:
    英国
  • 起止时间:
    2020 至 无数据
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

Infectious disease transmission is driven by a complex interplay between population immunity, population behaviour and, in some instances, climate variation. Forecasting models aiming to predict future infectious disease transmission can be highly useful in public health planning and decision-making, and inform early warning and response systems. Forecasting model frameworks are increasingly incorporating multiple data streams to better capture the drivers of infectious disease transmission, and to improve the accuracy and reliability of forecasts. The aim of this PhD is to integrate serological and climate data within statistical and mathematical modelling frameworks to investigate the role of population immunity, climate and control interventions in driving infectious disease dynamics. As a case study, I will focus on two pressing health threats in the Dominican Republic: SARS-CoV-2 and dengue virus. In my first two chapters, I will quantify the risk of SARS-CoV-2 reinfection using longitudinal serological data from the United States. This will then inform the parameterisation of a compartmental model to investigate the drivers of SARS-CoV-2 transmission in the Dominican Republic and simulate possible future epidemic scenarios as vaccination coverage increases. In my third chapter, I will quantify the effect of climate variation on dengue risk in the Dominican Republic using a spatiotemporal Bayesian modelling framework and evaluate the viability of a climate-driven dengue early warning system. Finally, I will develop a transmission dynamic model integrating surveillance data, serological data, and climate data to investigate the drivers of dengue transmission in the Dominican Republic. I will develop and evaluate forecasts for early warning of dengue outbreaks and compare the success of these forecasts with the statistical climate-based approach in the previous chapter. Overall, I aim to integrate novel data streams within modelling frameworks to improve infectious disease forecasting, in an approach that may be generalisable to other Caribbean islands and Small Island Developing States. This research will be developed in close collaboration with the Dirección General de Epidemiologia (DIGEPI) in the Dominican Republic in order to ensure that project outputs align with the public health needs in the Dominican Republic, as well as the needs of key partners such as the US CDC and PAHO/WHO. During this project I am furthering my quantitative analysis skills, in particular my knowledge of mechanistic and statistical modelling, as well as Bayesian inference techniques. Additionally, I am looking forward to enhancing my interdisciplinary skills by integrating insights from climate-driven modelling approaches with mechanistic transmission dynamic modelling methods to improve forecasting of infectious diseases.
传染病传播是由人群免疫力、人群行为以及在某些情况下气候变化之间的复杂相互作用推动的。旨在预测未来传染病传播的预测模型在公共卫生规划和决策中非常有用,并为早期预警和反应系统提供信息。预测模型框架越来越多地纳入多个数据流,以更好地捕捉传染病传播的驱动因素,并提高预测的准确性和可靠性。该博士学位的目的是在统计和数学建模框架内整合血清学和气候数据,以调查人口免疫、气候和控制干预措施在推动传染病动态方面的作用。作为个案研究,我将重点介绍多米尼加共和国面临的两个紧迫的健康威胁:SARS-CoV-2和登革热病毒。在我的前两章中,我将使用美国的纵向血清学数据来量化SARS-CoV-2再感染的风险。然后,这将为分区模型的参数设置提供信息,以调查多米尼加共和国SARS-CoV-2传播的驱动因素,并模拟随着疫苗接种覆盖率的增加未来可能出现的流行病情景。在我的第三章中,我将使用时空贝叶斯模型框架量化气候变化对多米尼加共和国登革热风险的影响,并评估气候驱动的登革热预警系统的可行性。最后,我将开发一个整合监测数据、血清学数据和气候数据的传播动力学模型,以调查多米尼加共和国登革热传播的驱动因素。我将制定和评估登革热暴发预警预报,并将这些预报的成功程度与前一章基于气候的统计方法进行比较。总体而言,我的目标是将新的数据流纳入模型框架,以改进传染病预测,采取一种可能适用于其他加勒比岛屿和小岛屿发展中国家的方法。这项研究将与多米尼加共和国的流行病综合管理局(DIGEPI)密切合作,以确保项目产出与多米尼加共和国的公共卫生需求以及美国疾控中心和泛美卫生组织/世卫组织等主要合作伙伴的需求保持一致。在这个项目中,我进一步提高了我的定量分析技能,特别是我对机械和统计建模的知识,以及贝叶斯推理技术。此外,我期待着通过将气候驱动的建模方法的见解与机械传播动态建模方法相结合来提高我的跨学科技能,以改进对传染病的预测。

项目成果

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知道了