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社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析在獸醫(yī)流行病學(xué)中的應(yīng)用

2013-09-11 02:38吳洋麗王幼明康京麗于麗萍黃保續(xù)宇傳華孫向東
中國(guó)動(dòng)物檢疫 2013年8期
關(guān)鍵詞:網(wǎng)絡(luò)分析調(diào)運(yùn)流行病學(xué)

吳洋麗,李 鵬,王幼明,康京麗,于麗萍,黃保續(xù),宇傳華,孫向東

(1.武漢大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院 武漢大學(xué)全球健康研究中心,湖北武漢 430071;2.中國(guó)動(dòng)物衛(wèi)生與流 行病學(xué)中心,山東青島 266032)

1 前言

社會(huì)網(wǎng)絡(luò)是眾多復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)類型,包括疫病傳播網(wǎng)絡(luò)、社交關(guān)系網(wǎng)絡(luò)、貿(mào)易關(guān)系網(wǎng)絡(luò)等。社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析法(social network analysis,SNA)是研究社會(huì)網(wǎng)絡(luò)實(shí)體之間的關(guān)系結(jié)構(gòu)及其屬性的理論和方法,已廣泛應(yīng)用于社會(huì)學(xué)、心理學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域。近20年來(lái),社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析也用于研究動(dòng)物調(diào)運(yùn)網(wǎng)絡(luò)中的動(dòng)物疫病風(fēng)險(xiǎn),包括分析動(dòng)物疫病傳播與流行過(guò)程[1]、評(píng)估疫病傳播范圍[2]、探索網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對(duì)疫病傳播的影響[3]和探索干預(yù)措施的有效性[4]等。近年來(lái),動(dòng)物調(diào)運(yùn)網(wǎng)絡(luò)中的疫病風(fēng)險(xiǎn)分析依靠網(wǎng)絡(luò)科學(xué)的興起以及社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析法的進(jìn)一步發(fā)展而逐漸成為獸醫(yī)流行病學(xué)領(lǐng)域中的熱點(diǎn)。

2 社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析概述

2.1 基本原理

社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析是在社會(huì)計(jì)量學(xué)和圖論基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種分析社會(huì)關(guān)系結(jié)構(gòu)及其屬性的方法,這種方法起源于20世紀(jì)30年代的心理學(xué)和人類學(xué)研究,在多種多樣的學(xué)科和學(xué)派的相互影響和匯聚交融中逐漸發(fā)展起來(lái)。近20年發(fā)展迅速,已廣泛應(yīng)用于社會(huì)學(xué)、政治學(xué)、人類學(xué)、心理學(xué)、組織管理、大眾傳播和社會(huì)政策研究等多個(gè)領(lǐng)域。社會(huì)學(xué)家巴瑞-威爾曼于1977年建立國(guó)際社會(huì)網(wǎng)絡(luò)學(xué)會(huì)(INSNA)。

社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析又稱為結(jié)構(gòu)分析,是社會(huì)研究的具體方法,也是社會(huì)結(jié)構(gòu)關(guān)系研究的新范式。它關(guān)注行動(dòng)者之間的關(guān)系,而不是行動(dòng)者屬性;也關(guān)注社會(huì)網(wǎng)絡(luò)的整體結(jié)構(gòu),而不是個(gè)體。社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析從“關(guān)系”的角度出發(fā)研究社會(huì)現(xiàn)象和社會(huì)結(jié)構(gòu),行動(dòng)者之間相互聯(lián)結(jié)而形成的關(guān)系是社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析的基礎(chǔ)??傮w來(lái)說(shuō),社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析通過(guò)描述群體中個(gè)體之間的相互作用關(guān)系,從個(gè)體之間的互動(dòng)出發(fā)去研究群體行為[5]。

社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析不是運(yùn)用傳統(tǒng)變量分析方法對(duì)屬性數(shù)據(jù)(如年齡、性別、發(fā)病率、免疫率等)進(jìn)行分析,而是對(duì)個(gè)體之間的接觸、交易、動(dòng)物調(diào)運(yùn)等關(guān)系數(shù)據(jù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)分析。社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析法分為個(gè)體網(wǎng)分析法和整體網(wǎng)分析法,個(gè)體網(wǎng)分析法研究社會(huì)行動(dòng)者及其直接關(guān)系者構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò),整體網(wǎng)分析法研究有明確邊界的群體內(nèi)部的行動(dòng)者之間的關(guān)系。

2.2 動(dòng)物調(diào)運(yùn)網(wǎng)絡(luò)

社會(huì)網(wǎng)絡(luò)是行動(dòng)者之間連接而成的關(guān)系結(jié)構(gòu),每個(gè)行動(dòng)者在網(wǎng)絡(luò)中的位置稱為“點(diǎn)”或“節(jié)點(diǎn)”,也有學(xué)者稱之為“結(jié)點(diǎn)”;行動(dòng)者之間的關(guān)聯(lián)稱為“關(guān)系紐帶”。因此也可以說(shuō),社會(huì)網(wǎng)絡(luò)是由多個(gè)點(diǎn)(社會(huì)行動(dòng)者)和各點(diǎn)之間的連線(代表行動(dòng)者之間的關(guān)系)構(gòu)成的集合。其中節(jié)點(diǎn)可能有很多屬性,連線也有很多形式。例如,一個(gè)養(yǎng)殖場(chǎng)內(nèi)的動(dòng)物接觸網(wǎng)絡(luò)(動(dòng)物個(gè)體為網(wǎng)絡(luò)中的點(diǎn),動(dòng)物之間的直接或者間接接觸為點(diǎn)之間的連線)、一個(gè)地區(qū)牧戶之間的交易關(guān)系網(wǎng)絡(luò)(點(diǎn)為該地區(qū)內(nèi)的牧戶,連線為牧戶之間的動(dòng)物買賣關(guān)系)等。同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)也可能有不同的屬性,例如養(yǎng)殖場(chǎng)的養(yǎng)殖動(dòng)物種類、養(yǎng)殖場(chǎng)地理坐標(biāo)和養(yǎng)殖規(guī)模等。

動(dòng)物之間的接觸是引起疫病擴(kuò)散的主要原因,動(dòng)物調(diào)運(yùn)是造成分布于不同區(qū)域的動(dòng)物群體之間直接或間接接觸、引起病毒長(zhǎng)距離傳播的重要因素。動(dòng)物調(diào)運(yùn)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)影響動(dòng)物疫病傳播的模式和特點(diǎn)。在實(shí)際研究工作中,對(duì)網(wǎng)絡(luò)的選取取決于所研究的動(dòng)物疫病種類以及研究目的,例如口蹄疫這樣的多種動(dòng)物共患病來(lái)說(shuō),豬、牛、羊等易感的偶蹄動(dòng)物調(diào)運(yùn)信息都必須包含在網(wǎng)絡(luò)中。

2.3 社會(huì)網(wǎng)絡(luò)的表達(dá)形式

社會(huì)網(wǎng)絡(luò)主要有兩種表達(dá)方法:一是圖論法,用于構(gòu)建社群圖;二是矩陣代數(shù)法,用于構(gòu)建關(guān)系矩陣。這兩種方法有著內(nèi)在的聯(lián)系,根據(jù)社群圖可以構(gòu)造關(guān)系矩陣。反過(guò)來(lái),根據(jù)關(guān)系矩陣也可以構(gòu)建社群圖。

社群圖由點(diǎn)和線構(gòu)成,點(diǎn)代表行動(dòng)者,線代表行動(dòng)者之間的關(guān)系,適用于小型群體的分析。行動(dòng)者之間的關(guān)系可以是二值的,也可以是多值的;可以有方向,也可以無(wú)方向。社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析中最常用的關(guān)系矩陣是鄰接矩陣,即方陣。矩陣中的要素一般是二值的,矩陣要素中的“1”或者“0”,分別代表關(guān)系的存在與否。

表1 社會(huì)網(wǎng)絡(luò)的關(guān)系矩陣表達(dá)法示例

表1是一個(gè)虛擬的二值有向鄰接矩陣,表示某行的節(jié)點(diǎn)到某列的節(jié)點(diǎn)是否存在某種關(guān)系,圖1是將表1中的關(guān)系矩陣輸入U(xiǎn)cinet 6.0軟件后得到的社群圖。假設(shè)A、B、C、D均代表某個(gè)牧戶,表1中的關(guān)系矩陣表示農(nóng)戶/牧戶之間的羊只交易關(guān)系,矩陣要素0表示0所在行的牧戶和所在列的牧戶之間不存在羊只交易關(guān)系,矩陣要素1表示1所在行的牧戶和所在列的牧戶之間存在羊只交易關(guān)系,行牧戶將羊賣給列牧戶。這些牧戶之間的羊只交易關(guān)系可以在圖1中一目了然。矩陣代數(shù)法和圖論法各有特點(diǎn),矩陣代數(shù)法較為系統(tǒng),圖論法較為清晰簡(jiǎn)潔,特別是網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)很少、網(wǎng)絡(luò)構(gòu)型較特殊(如等級(jí)化結(jié)構(gòu))時(shí),通過(guò)社群圖能一目了然地獲知網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),更有利于后續(xù)分析。

圖1 社會(huì)網(wǎng)絡(luò)的圖論表達(dá)法示例

2.4 社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析中的主要測(cè)度簡(jiǎn)介

量化分析和可視化分析是社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析法中的兩大支柱。其中,可視化分析是從直觀上對(duì)社群圖進(jìn)行分析與解釋,而量化分析則建立在對(duì)關(guān)系矩陣的運(yùn)算之上,通過(guò)計(jì)算相關(guān)指標(biāo),探察網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和特征。整體網(wǎng)分析法主要有三個(gè)水平上的測(cè)度,即網(wǎng)絡(luò)整體水平、凝聚子群水平和單個(gè)節(jié)點(diǎn)水平。

2.4.1 網(wǎng)絡(luò)整體水平上的測(cè)度

網(wǎng)絡(luò)整體水平上的測(cè)度,反映網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)特征,主要有以下幾種測(cè)度:

(1)密度(density):整體網(wǎng)密度的計(jì)算方法是“實(shí)際關(guān)系數(shù)”除以“理論上的最大關(guān)系數(shù)”,即社群圖中實(shí)際存在的線條占所有可能線條的比例。

(2)捷徑(geodesic):捷徑指圖論意義上的捷徑,即連接兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間最短途徑的長(zhǎng)度,即邊的數(shù)目。

(3)直徑(diameter):直徑指整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中最長(zhǎng)的捷徑。

(4)中心勢(shì)(centralization):中心勢(shì)表示整個(gè)網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)中心化結(jié)構(gòu)的程度。

2.4.2 凝聚子群水平上的測(cè)度

在群體內(nèi)部通常存在許多小群體,即在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部有不同的子結(jié)構(gòu)。凝聚子群研究的目的在于揭示網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu),分析網(wǎng)絡(luò)中存在的子結(jié)構(gòu)以及網(wǎng)絡(luò)的整體結(jié)構(gòu)如何由各部分子結(jié)構(gòu)構(gòu)成。凝聚子群的主要測(cè)度有:

(1)派系(cliques):派系指的是至少包含三個(gè)點(diǎn)的最大完備子圖,即其中任意兩點(diǎn)都是直接相連的。

(2)n-派系(n-Cliques)和n-宗派(n—Clan):n-派系是指任意兩點(diǎn)之間(在總圖中)的距離都不超過(guò)n的子群。n-宗派是指任意兩點(diǎn)之間在子群內(nèi)部的捷徑距離都不超過(guò)n的子群。任何n-宗派都是n-派系,反之則不成立。

(3)k-叢(k-Plex)和k-核(k-core):k-叢指的是在節(jié)點(diǎn)總數(shù)為n的子圖中的任何點(diǎn)都與至少(n-k)個(gè)節(jié)點(diǎn)相連接的凝聚子群。k-核指的是子圖中的任何節(jié)點(diǎn)都與至少k個(gè)其他節(jié)點(diǎn)相連接的凝聚子群。

(4)成分(components): 任何兩點(diǎn)之間都能通過(guò)一定途徑相連的凝聚子群稱為成分,在有向圖中,忽略關(guān)系方向的成分稱為“弱成分”,任何兩點(diǎn)之間都存在雙向關(guān)系的成分,稱為“強(qiáng)成分”。

2.4.3 單個(gè)節(jié)點(diǎn)水平上的測(cè)度

這類測(cè)度指標(biāo)從不同角度反映單個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的特征及其在網(wǎng)絡(luò)中的地位。主要有以下幾種測(cè)度:

(1)度數(shù)中心性(degree centrality):節(jié)點(diǎn)的度數(shù)中心性是對(duì)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)重要性最直接的度量指標(biāo),一個(gè)節(jié)點(diǎn)的度數(shù)越大就意味著這個(gè)節(jié)點(diǎn)越重要。點(diǎn)入度指的是指向該節(jié)點(diǎn)的點(diǎn)數(shù)總和,點(diǎn)出度指的是該節(jié)點(diǎn)指向的點(diǎn)的總數(shù)[6]。

(2)中間中心性(betweeness centrality):中間中心性以經(jīng)過(guò)某個(gè)節(jié)點(diǎn)的捷徑的數(shù)目來(lái)刻畫節(jié)點(diǎn)重要性,如果一個(gè)點(diǎn)處于許多其他點(diǎn)對(duì)的捷徑上,那么該點(diǎn)具有較高的中間中心性。與度數(shù)中心性不同,中間中心性主要用來(lái)辨識(shí)網(wǎng)絡(luò)中作為橋梁的節(jié)點(diǎn)[7]。

(3)接近中心性(closeness centrality):接近中心性表示節(jié)點(diǎn)與網(wǎng)絡(luò)中所有其他節(jié)點(diǎn)的接近性程度,體現(xiàn)節(jié)點(diǎn)不受其他節(jié)點(diǎn)“控制”的能力。如果一個(gè)節(jié)點(diǎn)通過(guò)比較短的路徑與許多其他節(jié)點(diǎn)相連,我們就認(rèn)為該點(diǎn)具有較高的接近中心性。

2.5 社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析軟件

近年來(lái),隨著社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析技術(shù)的發(fā)展,也出現(xiàn)了許多應(yīng)用軟件。Peter Carrington等[8]在《Models and Methods in Social Network Analysis》一書中綜述了目前被學(xué)術(shù)界用于社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析的23種軟件。目前,大部分社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析軟件都可以從網(wǎng)絡(luò)上獲得,這些軟件都具備社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析基本的量化分析功能和可視化分析功能。Ucinet和Pajek是獸醫(yī)流行病學(xué)領(lǐng)域中應(yīng)用最多的兩個(gè)社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析軟件,Ucinet軟件憑借其易操作性而受到許多研究者的歡迎,但是Ucinet軟件是商業(yè)軟件,不經(jīng)注冊(cè)僅可以免費(fèi)使用30天,而Pajek軟件是免費(fèi)的,其功能比Ucinet更強(qiáng)大,并且適用于處理大型數(shù)據(jù)。

3 社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析在獸醫(yī)流行病學(xué)中的應(yīng)用

以網(wǎng)絡(luò)的視角看,傳染病的傳播過(guò)程是由傳染源和易感者通過(guò)某種傳播途徑相連的無(wú)形網(wǎng)絡(luò)。大多數(shù)傳染病通過(guò)人與人之間、動(dòng)物與動(dòng)物之間、人與動(dòng)物之間、群體與群體之間的直接或間接接觸傳播。潛在的社會(huì)接觸網(wǎng)絡(luò)(SCN)對(duì)傳染病傳播過(guò)程的影響至關(guān)重要,傳染病病毒通過(guò)SCN傳播,疫病傳播網(wǎng)絡(luò)成為潛藏在個(gè)體接觸網(wǎng)絡(luò)中的無(wú)形網(wǎng)絡(luò)。在流行病學(xué)領(lǐng)域,社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析用來(lái)研究傳染病特別是接觸性傳染病如艾滋病、淋病、梅毒、支原體肺炎、乙型肝炎和肺結(jié)核的傳播與防控。艾滋病和其他性傳播疾?。⊿TD)最早應(yīng)用了社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析技術(shù),其研究數(shù)量也是最多的。在傳染病的研究中,社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析通常與數(shù)學(xué)模型或者統(tǒng)計(jì)學(xué)模型結(jié)合[9-12],用以評(píng)價(jià)傳染病的傳播動(dòng)力。Keeling和Eames[13]總結(jié)了在流行病學(xué)研究中與社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析法結(jié)合的數(shù)學(xué)模型。另外,O’Malley和Marsden[14]總結(jié)了適用于關(guān)系數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)模型。社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析在流行病學(xué)領(lǐng)域中主要用來(lái)揭示疾病傳播網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)湫再|(zhì),識(shí)別、分析疾病傳播過(guò)程中的高風(fēng)險(xiǎn)節(jié)點(diǎn),探索、理解疾病與健康的關(guān)系因素,從新的視角理解疾病傳播機(jī)制。

近些年來(lái),社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析技術(shù)開(kāi)始應(yīng)用于獸醫(yī)流行病學(xué)領(lǐng)域。目前為止,關(guān)于這方面研究的大部分文獻(xiàn)來(lái)自于英國(guó)的研究者,并且大多數(shù)研究是在2001年英國(guó)口蹄疫疫情后,對(duì)口蹄疫易感動(dòng)物調(diào)運(yùn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析得出的結(jié)果[15]。Corner等[16]發(fā)現(xiàn),比起未被感染的野生負(fù)鼠,那些被牛分枝桿菌感染的野生負(fù)鼠具有更高的接近中心性與中間中心性。Christley和French[17]運(yùn)用“小世界網(wǎng)絡(luò)”理論揭示了馴馬師在英國(guó)動(dòng)物疫病如馬流感的傳播中的作用。Christley等[18]運(yùn)用“小世界網(wǎng)絡(luò)”理論和隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)理論,并結(jié)合SIR模型識(shí)別疫病網(wǎng)絡(luò)中的高風(fēng)險(xiǎn)節(jié)點(diǎn)、預(yù)測(cè)感染的風(fēng)險(xiǎn)大小。S.Rautureau等[19]認(rèn)為活畜調(diào)運(yùn)網(wǎng)絡(luò)中強(qiáng)成分的存在、規(guī)模和地理范圍反映了網(wǎng)絡(luò)對(duì)疫病傳播的脆弱性,驗(yàn)證了消除強(qiáng)成分最有效的辦法是將中間中心性較高的一些關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)移除,該方法可用于突發(fā)狀況下的疫情控制,此方法被應(yīng)用于2005年法國(guó)肉牛交易網(wǎng)絡(luò)的疫病防控。Kiss等[20]檢驗(yàn)了追溯系統(tǒng)在隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)和無(wú)標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)中疫病防控中的效用。Bigras-Poulin等[21-22]通過(guò)對(duì)丹麥牛、豬交易模式特點(diǎn)的描述,評(píng)估其潛在的動(dòng)物疫病傳播風(fēng)險(xiǎn)。Turner等[23]運(yùn)用社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析評(píng)估英國(guó)某個(gè)奶牛群中大腸桿菌O157傳播的危險(xiǎn)因素。Dent等[24]構(gòu)建了英國(guó)家禽產(chǎn)業(yè)鏈中養(yǎng)殖場(chǎng)之間的接觸網(wǎng)絡(luò),探索禽流感的傳播與流行過(guò)程。另外,有一些學(xué)者在研究動(dòng)物調(diào)運(yùn)網(wǎng)絡(luò)中的疫病傳播風(fēng)險(xiǎn)時(shí),將時(shí)間和距離因素也考慮在內(nèi),他們認(rèn)為接觸的數(shù)量和頻率、時(shí)間以及節(jié)點(diǎn)之間的距離都是影響疫病傳播的風(fēng)險(xiǎn)因素。如果忽略了農(nóng)場(chǎng)/牧戶之間的地理距離,將會(huì)低估疫病在當(dāng)?shù)貍鞑サ母怕剩?Noremark, Maria等[25]對(duì)不同月份、不同年份的瑞典牲畜調(diào)運(yùn)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了對(duì)比,其中牛的調(diào)運(yùn)網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)出季節(jié)性而豬調(diào)運(yùn)網(wǎng)絡(luò)并沒(méi)有表現(xiàn)出季節(jié)性的性質(zhì)。Firestone, S.M等[26]將空間聚類與接觸網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)結(jié)合,對(duì)2007年澳大利亞馬流感前30天的疫情進(jìn)行了分析。B.Mart?′nez-Lo′pez 等[27]結(jié)合社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析和集群探測(cè)分析描述了西班牙薩拉曼卡動(dòng)物調(diào)運(yùn)網(wǎng)絡(luò)的時(shí)空特征。

對(duì)引發(fā)動(dòng)物疫病并造成傳播的高危個(gè)體或群體的早期識(shí)別是獸醫(yī)流行病學(xué)的基本目標(biāo)。隨著網(wǎng)絡(luò)科學(xué)的興起,近兩年也涌現(xiàn)出分析網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)傳播影響力的研究。節(jié)點(diǎn)中心性指標(biāo)刻畫了節(jié)點(diǎn)的傳播影響力。在無(wú)向網(wǎng)絡(luò)中,從直觀上看,度數(shù)中心性(與該節(jié)點(diǎn)直接相連的節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù))高的hub節(jié)點(diǎn)的傳播影響力應(yīng)該相對(duì)較大,如果某個(gè)節(jié)點(diǎn)為陽(yáng)性,則與之直接相連的節(jié)點(diǎn)很容易被其感染,造成疾病的局部傳播。在有向網(wǎng)絡(luò)中,點(diǎn)入度高的節(jié)點(diǎn)感染風(fēng)險(xiǎn)較高,而點(diǎn)出度高的節(jié)點(diǎn)成為傳染源的幾率較大,但這并不包括點(diǎn)入度高而點(diǎn)出度為零(如屠宰場(chǎng))或者點(diǎn)出度高而點(diǎn)入度為零(如自繁自養(yǎng)的養(yǎng)殖場(chǎng))的節(jié)點(diǎn)。另外中間中心性(通過(guò)該節(jié)點(diǎn)的最短路徑的條數(shù))高的節(jié)點(diǎn)對(duì)病毒的擴(kuò)散也起著相對(duì)重要的作用,某個(gè)節(jié)點(diǎn)的中間中心性可以反映該節(jié)點(diǎn)連接網(wǎng)絡(luò)不同部分的作用大小,一個(gè)中間中心性較高的節(jié)點(diǎn)可能是引起疾病蔓延至整個(gè)全局網(wǎng)絡(luò)的罪魁禍?zhǔn)?。但是,部分學(xué)者發(fā)現(xiàn),雖然度數(shù)中心性和中間中心性是刻畫節(jié)點(diǎn)傳播影響力的重要指標(biāo),但在許多情況下未必是最合適的指標(biāo)。Kitsak等[28]在基于SIR和SIS模型的實(shí)際網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)研究中發(fā)現(xiàn),在單個(gè)傳染源的情況下,最具傳播影響力的節(jié)點(diǎn)并非是那些度數(shù)中心性或者中間中心性最大的節(jié)點(diǎn),而是k-叢最大的節(jié)點(diǎn)。而在多傳染源的情況下,度數(shù)中心性較高的節(jié)點(diǎn)的傳播范圍要明顯高于k-殼值最高節(jié)點(diǎn)的傳播范圍。而同樣是基于SIR模型的單個(gè)傳染源的傳播網(wǎng)絡(luò)研究,Duanbing Chen等[29]提出了一種兩層的、將臨近節(jié)點(diǎn)考慮在內(nèi)的局部中心性指標(biāo),可能比中心性指標(biāo)能夠更好地刻畫節(jié)點(diǎn)的傳播影響力。Bonan Hou等[30]探索了一種將度數(shù)中心性、中間中心性、K-核值這些指標(biāo)結(jié)合起來(lái)的、刻畫節(jié)點(diǎn)傳播影響力的綜合指標(biāo),并將它命名為“綜合距離”,并運(yùn)用SIR模型證實(shí)了綜合距離指標(biāo)比其他節(jié)點(diǎn)重要性指標(biāo)在刻畫節(jié)點(diǎn)影響力上更加準(zhǔn)確、可靠。

4 社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析在獸醫(yī)流行病學(xué)中的發(fā)展前景及其優(yōu)缺點(diǎn)

4.1 社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析發(fā)展前景

潛藏在動(dòng)物接觸網(wǎng)絡(luò)中的疫病傳播網(wǎng)絡(luò)是由感染動(dòng)物逐漸蔓延至網(wǎng)絡(luò)全局的動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò),網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的拓?fù)湫杂绊懸卟鞑サ乃俣群吞攸c(diǎn)。20世紀(jì)初,社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析法開(kāi)始應(yīng)用于獸醫(yī)流行病學(xué)的研究。今后,社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析在獸醫(yī)流行病學(xué)中的應(yīng)用范圍將日益深化與發(fā)展。一是網(wǎng)絡(luò)類型將呈現(xiàn)多樣化,不同層次的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和連線可以構(gòu)建不同類型的網(wǎng)絡(luò),例如某養(yǎng)殖場(chǎng)內(nèi)的牲畜接觸網(wǎng)絡(luò)、牧戶之間的牲畜交易網(wǎng)絡(luò)、地區(qū)之間的牲畜交易網(wǎng)絡(luò)等,所選取的網(wǎng)絡(luò)依據(jù)研究?jī)?nèi)容而定。二是研究方法本身將不斷完善與改進(jìn),將會(huì)有更多的分析性方法支撐社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析在動(dòng)物疫病防控中的應(yīng)用,例如流行病學(xué)模型、風(fēng)險(xiǎn)分析、時(shí)空模型和危害分析和關(guān)鍵控制點(diǎn)(HACCP)等。

4.2 社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析研究的發(fā)展方向

一是社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析與風(fēng)險(xiǎn)分析的結(jié)合將更完善。在病原體入侵和傳播過(guò)程中起識(shí)別作用的節(jié)點(diǎn)對(duì)開(kāi)展防控工作具有重要意義,社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析技術(shù)提供了識(shí)別這些關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的可能性,并使風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別更加有效、迅速。不同網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的識(shí)別方法是不一樣的,獸醫(yī)流行病學(xué)家將努力尋找更有效的定義關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的方法,這也是社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析在風(fēng)險(xiǎn)分析的應(yīng)用中的趨勢(shì)之一。社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析的可視化功能為可視化風(fēng)險(xiǎn)分析提供了可能性,運(yùn)用社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析的凝聚子群研究和可視化分析技術(shù)能更好地預(yù)估風(fēng)險(xiǎn)的大小與范圍。

二是將社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析技術(shù)與動(dòng)物調(diào)運(yùn)追蹤系統(tǒng)結(jié)合,能更好地對(duì)重大動(dòng)物疫病進(jìn)行監(jiān)測(cè)與預(yù)警。目前,許多國(guó)家已經(jīng)立法并實(shí)行相關(guān)政策,對(duì)動(dòng)物交易、調(diào)運(yùn)的來(lái)源和路徑等信息進(jìn)行登記,建立專項(xiàng)數(shù)據(jù)庫(kù),例如瑞士動(dòng)物調(diào)運(yùn)數(shù)據(jù)庫(kù)(TVD)。一些歐洲國(guó)家啟動(dòng)動(dòng)物調(diào)運(yùn)的實(shí)時(shí)追蹤系統(tǒng),以便在疫情發(fā)生時(shí)能盡早獲知病原走向。在重大動(dòng)物疫病的監(jiān)測(cè)中運(yùn)用社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析與動(dòng)物實(shí)時(shí)追蹤系統(tǒng),也是疫病防控的趨勢(shì)之一,在動(dòng)物疫病暴發(fā)時(shí),及時(shí)發(fā)現(xiàn)在動(dòng)物調(diào)運(yùn)網(wǎng)絡(luò)中加速疫病傳播的節(jié)點(diǎn),有效地切斷傳播路徑,從而控制疫情。另外,許多國(guó)家的動(dòng)物調(diào)運(yùn)追蹤系統(tǒng)顯示,動(dòng)物的調(diào)運(yùn)模式具有季節(jié)差異性和聚集性。對(duì)不同時(shí)段的動(dòng)物調(diào)運(yùn)網(wǎng)絡(luò)的縱向分析、對(duì)比不同時(shí)段的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及其脆弱性、預(yù)測(cè)動(dòng)物疫病發(fā)生發(fā)展的趨勢(shì)也是獸醫(yī)流行病學(xué)研究的趨勢(shì)之一。

4.3 社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析的局限性

社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析法尤其適用于傳染病的研究,有助于我們深化對(duì)接觸性傳染病的傳播的理解,探索網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對(duì)疫病流行的影響,為流行病學(xué)研究提供全新的視角,在疫病監(jiān)測(cè)和暴發(fā)中顯示出重要的應(yīng)用價(jià)值。但是,社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析有其自身的局限性。一是如果數(shù)據(jù)量過(guò)大,網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和連線過(guò)于密集,社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析軟件無(wú)法清晰地繪制出社群圖,缺乏可視化分析的可行性。二是如果缺乏有效的數(shù)據(jù),社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析也難以開(kāi)展。三是如果抽樣方法不當(dāng),所構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)代表性差,分析所得的結(jié)果可能會(huì)存在偏倚。四是社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析的是關(guān)系數(shù)據(jù),而不是分析屬性數(shù)據(jù),所得結(jié)果的概括性與推廣性相對(duì)較差。關(guān)系數(shù)據(jù)違背了傳統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)學(xué)方法的數(shù)據(jù)獨(dú)立的原則,因此不適用傳統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)學(xué)方法,必須謹(jǐn)慎選擇與社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析結(jié)合的分析方法。

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