Дион О'Нил | |
---|---|
Рожденный | Новая Зеландия |
Известный | Биологическое моделирование во время пандемии COVID-19 |
Научная карьера | |
Поля |
|
Учреждения | Университет Окленда |
Тезис | Сохранение структуры фазового пространства при симплектическом интегрировании (2009) |
Дион О'Нил — новозеландский прикладной математик , специализирующийся в области сложных систем и сетевой науки . Его работа включает анализ эмпирических данных для информирования компьютерного моделирования с целью прогнозирования того, как взаимодействующие части и структуры сетей могут влиять на динамику и свойства систем. Во время COVID-19 О'Нил создал математические модели для понимания того, как распространяется сеть взаимодействий вируса, и в этот период часто комментировал в новозеландских СМИ реакцию страны на пандемию. Он является старшим преподавателем физики в Оклендском университете , главным исследователем в Te Pūnaha Matatini и руководителем проекта по моделированию COVID-19 в Аотеароа.
Родившийся в Новой Зеландии, О'Нил учился в Оклендском университете с 1999 по 2003 год, получив степень бакалавра наук по физике, степень бакалавра наук по математике и степень бакалавра наук с отличием по прикладной математике . Он получил степень магистра наук в Университете Генриха Гейне в Дюссельдорфе в 2005 году и степень доктора наук в Университете Мэсси в 2009 году. [1] О'Нил был научным сотрудником в Университете Ла Троба в Австралии с августа 2009 года по апрель 2010 года, когда он вернулся в Новую Зеландию и присоединился к команде прикладной математики в Industrial Research Limited , позже известной как Callaghan Innovation, в Лоуэр-Хатте , где он работал научным сотрудником до 2013 года, когда он стал научным сотрудником, а затем преподавателем на кафедре физики в Оклендском университете. По состоянию на 2022 год О'Нил продолжает занимать эту должность, а с 2015 года является главным исследователем в Te Pūnaha Matatini. [2] [3] [4] О'Нил играл ведущую роль в нескольких финансируемых правительством Новой Зеландии исследовательских проектах и в 2021 году стал руководителем проекта по программе под названием COVID-19 Modelling Aotearoa , которая изначально возникла под руководством Te Pūnaha Matatini, но теперь является самостоятельным проектом, организованным Университетом Окленда. [5]
О'Нил был частью команды под руководством Майкла Бейкера и финансировался в 2020 году Советом по исследованиям в области здравоохранения Новой Зеландии (HRC) для трехлетнего исследовательского проекта: Пандемия COVID-19 в Аотеароа, Новая Зеландия: влияние, неравенство и улучшение нашего ответа . Целью проекта было предоставить Министерству здравоохранения Новой Зеландии информацию о том, как вирус, вероятно, серьезно повлияет на людей с существующими заболеваниями и с меньшей возможностью позволить себе медицинское обслуживание. В заявке отмечалось, что маори и пасифика были непропорционально представлены в этой группе, поэтому ответ в Новой Зеландии должен был быть «эффективным и справедливым... [и исследователи обязались]... донести эти идеи до лиц, принимающих решения в Министерстве здравоохранения, поставщиков услуг, сообществ, других стран Тихоокеанского региона и общественности в форме практических рекомендаций для руководства текущими и будущими ответными мерами на пандемию». [6]
Другая финансируемая программа под руководством О'Нила, Te matatini o te horapa: сеть заражения населения для Новой Зеландии , взяла на себя обязательство построить модель для имитации того, как COVID-19 может распространяться в контактных сетях, [путем] «явного включения в модель индивидуальных демографических и экономических характеристик... [и]... предоставления рекомендаций по вопросам политики в отношении уязвимости, факторов, приводящих к повышенному риску, и эффективных и справедливых вмешательств. Они варьировались от поведенческих изменений и мер социальной поддержки до смягчения факторов, которые [увеличивали] риск передачи и неравенство». [7]
В статье, написанной в соавторстве с О'Нилом и первоначально предоставленной должностным лицам 16 ноября 2020 года, рассматривалось моделирование того, какие возможные нефармацевтические вмешательства приведут к ликвидации COVID-19, если случай, не связанный с границей, будет обнаружен в сообществе. Исследование показало, что эффективное поведение, помимо тестирования и отслеживания контактов, для повышения шансов возможной ликвидации включает в себя повышение уровня контроля на рабочих местах и закрытие школ. Эти результаты были основаны на моделировании сочетания нескольких мер контроля и допускали «пути передачи как через «близкие», так и через «случайные» контакты в каждом контексте инфекции, каждый из которых имеет определенное зависящее от вмешательства снижение скорости передачи». [8]
К 2021 году была создана программа моделирования COVID-19 Aotearoa, первоначально финансировавшаяся Министерством бизнеса, инноваций и занятости , позднее Департаментом премьер-министра и кабинета министров , а с 2022 года — Министерством здравоохранения Манату Хауора . О'Нил является руководителем проекта по моделированию сетей заражения в рамках этой программы. [5] Программа моделирования COVID-19 Aotearoa была направлена на оказание помощи лицам, формирующим политику, в разработке мер реагирования на COVID-19 во время возможной крупной вспышки в Новой Зеландии путем «объединения множества областей общедоступных данных, собранных для переписи и из других общедоступных источников, и наложения их на модель заражения COVID, разработанную для представления как прогрессирования заболевания, так и таких вмешательств, как отслеживание контактов и тестирование, а также объявление и определение сроков уровней оповещения». О'Нил объяснил, что этот математический подход возник в материаловедении и физике, но ранее применялся к эпидемиологии заболеваний, когда модели разрабатывались во время распространения лихорадки Эбола в Африке. Он сказал, что модель оказалась полезной во время блокировки Окленда в августе 2020 года, поскольку она моделировала риск распространения за пределами города и предсказывала результат в случае изменения ответа. Вывод О'Нила состоял в том, что «модель оказалась точной, предоставив политикам определенную степень уверенности, на которой можно основывать свои решения». [9]
В феврале 2021 года команда Te Pūnaha Matatini разработала «модель заражения сети на основе индивидуальных данных», представляющую население Новой Зеландии и контексты, в которых они взаимодействовали, чтобы «решить вопрос о том, был ли уровень оповещения 2.5 (AL2.5) [достаточен] для ликвидации вспышки в сообществе без четкой эпидемиологической связи с границей — как это было во время вспышки в Окленде в августе 2020 года». В статье отмечалось, что размер вспышки в начале возможной вспышки повлияет на вероятность ликвидации, как и влияние отслеживания контактов, но на основе результатов моделирования был сделан вывод, что переход на уровень оповещения 2.5 вряд ли приведет к ликвидации в сценарии, аналогичном вспышке 2020 года в Окленде. [10]
В отчете, составленном в сентябре 2021 года и представленном 17 августа 2021 года, использовалась модель заражения на основе индивидуальной сети для моделирования распространения COVID-19 в сообществе, рассматривая «случай передачи в сообществе без связи с границей... [при условии, что]... каждая симуляция была инициирована установкой состояния на инфицированный (в частности, на «Экспонированный») для одного случайно выбранного человека в Окленде... [и]... около 15% лиц старше 15 лет были вакцинированы». [11] Пока Окленд реагировал на вспышку COVID-19, О'Нил внес свой вклад в отчет, представленный 10 сентября 2021 года, в котором рассматривались последствия повторного подключения во время переходов между фазами и изменения ограничений уровня тревоги. Исследователи использовали сеть, представляющую Новую Зеландию, Populated Aotearoa Interaction Network (PAIN) , чтобы проиллюстрировать количество взаимодействий между людьми. В отчете установлено, что лишь «небольшое увеличение числа связей между людьми из разных жилищ (увеличение с примерно 10% до примерно 20% от числа, ожидаемого на уровне тревоги 1) было достаточным для увеличения размера самого крупного связанного компонента населения, который мог быть охвачен путем передачи, в 15 раз; с примерно 90 000 до более 1,4 миллиона... [подчеркивая]... тот факт, что Новая Зеландия [была] сложной и высокосвязанной системой, где люди [находились] обычно не слишком далеко друг от друга... [предполагая, что]... Уровни тревоги, и в частности блокировки, работают, потому что они сокращают подавляющее большинство взаимодействий внутри сообщества и ограничивают цепочки потенциальной передачи». [12] К октябрю 2021 года исследовательская группа использовала модель для оценки последствий предлагаемого изменения в ответе правительства Новой Зеландии на COVID-19, разработав симуляцию вспышки в обществе варианта Delta, обнаруженного в Окленде 17 августа 2021 года. Результаты показали, что без внесения каких-либо изменений в уровни оповещения должен быть «день нулевого случая примерно в начале октября, но что день нулевого случая [маловероятен] в ближайшей перспективе при более низких уровнях вмешательства». [13]
Когда в октябре 2021 года правительство Новой Зеландии объявило, что старшеклассники смогут вернуться в средние школы в рамках 3-го уровня реагирования на COVID-19, О'Нил согласился с некоторыми представителями сектора образования, что это создаст риск увеличения числа случаев заболевания, отметив, что моделирование показало, что «большинство дополнительных случаев заражения в результате повторного открытия школ на самом деле проявятся в нешкольных контекстах в результате того, что учащиеся впоследствии заразят других людей в своих семьях или в ходе других общественных взаимодействий». [14] Он признал, что у правительства есть стратегия по улучшению вентиляции в школах и введению обязательного ношения масок, и рекомендовал поддержать эти меры путем внедрения быстрого тестирования на антигены . [15] [16]
Поскольку в конце 2021 года на границе были обнаружены случаи заболевания омикрон, О'Нил отметил, что большинство будущих случаев заражения будут связаны с этим вариантом и, скорее всего, будут просачиваться в общество, [17] позже предупредив, что Новая Зеландия должна быть готова к «резкому росту» числа случаев, как это произошло в Новом Южном Уэльсе, где показатели вакцинации были схожи с показателями Новой Зеландии. Он сказал в интервью, что летом школы были закрыты, люди были в отпуске и было больше мероприятий на открытом воздухе, что снизило заразность, но «число случаев, вероятно, будет расти, как только иммунитет, обеспечиваемый вакциной, начнет немного ослабевать, и люди вернутся на работу и в школы». [18] О'Нил сказал в это время, что число случаев COVID-19 может удваиваться каждые три дня, и разработчики моделей делали свои прогнозы, основываясь на том, что большинство случаев были связаны с вариантом омикрон, который имел быстрый инкубационный период и будет расти быстрее, чем Delta. [19]
Новозеландские СМИ сообщили 14 февраля 2022 года, что правительство собирается изменить свой подход к управлению Omicron из-за растущего числа случаев. О'Нил предположил, что это изменение было признанием того, что системы управления вирусом должны измениться, и план по сокращению периодов домашней изоляции и хорошему отслеживанию контактов для случаев высокого риска был менее ограничительным, чем при предыдущих уровнях. [20]
16 февраля 2022 года, после небольшого снижения числа случаев заболевания COVID-19 в Новой Зеландии, О'Нил был одним из разработчиков моделей в Te Pūnaha Matatini, который сказал, что количество зарегистрированных случаев удваивается примерно каждые три дня, и возможное число в сообществе составит около 4000 до конца февраля. О'Нил объяснил эффект запаздывания, который означает, что ежедневное количество случаев часто соответствовало случаям, зарегистрированным более недели назад. Разработчики модели предсказали возможную волну продолжительностью от трех до четырех месяцев, и при низкой передаче и высоком уровне использования ревакцинации может быть «1,5 млн случаев заражения, из которых 386 400 будут зарегистрированы как случаи», с ростом числа случаев, если показатели ревакцинации будут низкими, а передача высокой». [21] Позже он подтвердил, что число случаев, скорее всего, отражает задержку, которая накопилась за последнюю неделю, время, которое он описал как время с «очень шумными данными из-за того, что системы обработки данных и тестирования немного сбоили». О'Нил утверждал, что пик числа случаев, вероятно, придется на середину-конец марта 2022 года. [22]
Проблема широкого распространения COVID-19 среди молодых людей в Новой Зеландии была объяснена О'Нилом 27 февраля 2022 года как ожидаемая на «ранних стадиях вспышки... [потому что]... молодые люди гораздо более мобильны и, как правило, гораздо больше выходят на улицу, а также имеют тенденцию к более низким показателям симптомов и, следовательно, реже проходят тестирование, реже знают, что они инфицированы, реже изолируются» [23] .
О'Нил разъяснил важность получения новозеландцами ревакцинации для снижения воздействия варианта Омикрон в начале 2022 года [24] и сказал, что данные из Великобритании показали, что после ревакцинации эффективность против инфекции увеличилась на 20 процентов до 60 процентов. [25] Позже он согласился с Хелен Петусис-Харрис и Майклом Бейкером в том, что Дэвид Сеймур не следовал доказательствам, предполагая в то время, что обязательные вакцины могут быть отменены. О'Нил сказал, что наличие ревакцинационной дозы остается наиболее эффективным способом защиты от госпитализаций, и «просить людей с высоким риском заражения из-за их работы пройти вакцинацию по-прежнему [приносит пользу] обществу». [26]
После того, как 21 февраля 2022 года правительство Новой Зеландии объявило о дорожной карте по смягчению ограничений в стране, О'Нил предсказал высокие показатели заболеваемости, поскольку все больше людей подверглись воздействию Омикрона, но в конечном итоге это было связано с тем, как люди себя вели, и высоким уровнем охвата ревакцинацией, заявив, что правительство проявляет прагматизм, ожидая смягчения ограничений. [27] Когда в то время журналист заявил, что правительство Новой Зеландии ускорило темпы вспышки, О'Нил забеспокоился, что правительство «немного прячет голову в песок». По словам О'Нила, правительство, очевидно, уверенное в том, что страна сможет пережить вспышку, было «ошибочно с точки зрения контроля вспышки... [хотя]... вполне может быть, что Омикрон достигает пика и спадает, не создавая чрезмерной нагрузки на систему здравоохранения». [28] В то время как другое предполагаемое изменение в то время в сторону сокращенных периодов изоляции было сочтено необходимым некоторыми предприятиями, О'Нил объяснил, что более короткий период изоляции увеличит риск более быстрого распространения вируса, но вряд ли принесет «огромную пользу в возвращении основных работников на работу, учитывая, что было так невероятно широкое распространение предприятий, выбравших эту классификацию основных работников». [29] О'Нил согласился с обновлением рекомендаций, чтобы поощрять ношение более качественных масок для снижения воздушно-капельной передачи, но с осторожностью относился к людям, которые едят и пьют в помещениях и не носят маски. [30] Сохранение тестов на COVID-19 перед отъездом для иностранных посетителей также рассматривалось О'Нилом как правильный подход в то время для Новой Зеландии, несмотря на то, что некоторые страны от них отказались. Причины, по которым он привел эти тесты, включали предотвращение роста числа случаев заражения из-за путешественников, въезжающих в страну, и возможное замедление прибытия вариантов. [31]
К марту 2022 года, когда Омикрон вызвал значительный всплеск ежедневных случаев, О'Нил призвал новозеландцев продолжать объявлять результаты тестов, чтобы разработчики моделей могли быть уверены в публикуемых ими цифрах, [32] поскольку им нужны были данные, отличные от показателей госпитализации, которые запаздывали в «трубопроводе прогрессирования заболевания». [33] Поскольку число случаев заражения продолжало расти, в начале апреля 2022 года О'Нил сделал прогноз, что Окленд, вероятно, окажется в «хвосте инфекций, в то время как другие регионы все еще близки к своему пику», и с ожидаемым снижением числа случаев после этого может быть «около 5000 новых случаев в день по всей стране, если все регионы... смогут достичь этого плато одновременно». [34]
Когда 10 мая 2022 года в Новой Зеландии было зарегистрировано более миллиона случаев COVID-19, О'Нил и другие специалисты по моделированию заявили, что это недооценка числа случаев заражения, которое, скорее всего, составило около трех миллионов. О'Нил отметил, что это создало «проблемы для Новой Зеландии в будущем — затруднив прогнозирование последующих волн, показателей повторного заражения или бремени длительного Covid». [35]
Поскольку Новая Зеландия вступила в период рождественских каникул в 2022 году и казалось вероятным, что число случаев COVID-19 увеличится, О'Нил, соруководитель программы моделирования сетевого заражения в Оклендском университете, сказал, что, хотя патоген может быть не таким серьезным, как раньше, могут быть более серьезные последствия для системы здравоохранения, поскольку моделирование предполагает, что один из 20 человек может заразиться инфекцией. Он отметил, что от 30 до 40 процентов случаев заражения протекают бессимптомно, и рекомендовал людям проходить быстрые тесты на антигены в качестве меры предосторожности перед посещением общественных мероприятий или визитов к людям, которые уязвимы. [36]
О'Нил был частью команды Te Pūnaha Matatini, которая была награждена Премией премьер-министра по науке 2020 года в знак признания их работы по разработке математических моделей на основе данных для информирования Новой Зеландии о мерах реагирования на COVID-19. [48] Диана Абад-Вергара [49] из Всемирной организации здравоохранения заявила, что работа, проделанная Pūnaha Matatini, «имела значительные последствия для здоровья и социальной сферы Новой Зеландии... [и была]... частью причины, по которой Новая Зеландия [стала] одной из немногих стран, устранивших вирус». [50]