No.121-20201127:大数据在国际公共卫生监测中的应用及启示-中国社会科学院社会保障实验室

[摘要]：在过去几十年中，新生流行性传染病成为全球健康最为关注的问题，各国越来越重视疫情的早期监测。在传统方式下，传染病预警主要依赖国家机构化的公共卫生体系，面临着信息量不足和响应时滞等问题。随着信息社会的快速来临，大数据和人工智能在现代公共卫生监测体系中的应用越来越广泛，为疾病防控提供了更加综合和多元化的信息来源，呈现出巨大的发展潜力。本文分析数字化技术在国际公共卫生监测中的最新发展，以主要发达国家为例，说明大数据在传染病疫情监测中的应用优势，最后得出对中国的几点借鉴启示。

[关键词]：大数据；公共卫生；疫情监测

引言

过去二十多年以来，新生传染病流行风险是全球公共卫生安全最大的挑战之一，尤其是新型流感病毒的不断暴发，给全球健康带来威胁。2003年的SARS，2004年的H5N1禽流感，2009年的H1N1甲型流感等疫情都曾在全球传播；2019年末武汉新型冠状病毒（COVID-19）的大规模暴发更是引起了全世界的震动。众所周知，针对传染病防控，最重要的防护措施在于建立早期的预警监测机制，这是公共卫生计划的基本支柱。自人类有传染病历史记录以来，公共卫生监测的概念已经历多个世纪的演化。按照国际卫生组织（WHO）的定义，公共卫生监测是指不断地全面收集、分析，解释和传递与健康事件相关的数据信息，用于制定公共卫生行动，以减少发病率和死亡率，提高健康水平。在传染病监测体系中，最重要的基础工作在于信息收集。在传统监测方式下，疾病信息有一个从底层向顶层传递的过程，通过基层社区医疗机构逐步向上汇总，最后由官方机构进行确认后发布。在此方式下，传染病的确定主要依赖实验室鉴定手段，属于事后的被动型监测。近几十年来，大部分国家开始建立起现代公共卫生综合监测体系，成立专业性的疾病防控机构，建立综合性的监测信息集成体系，将来自各方面的数据信息进行汇总，用于传染病分析。因此，数据来源是疾病监测的关键因素。

在数字资源的利用上，分为正式和非正式两大类。正式的信息来自正规机构渠道，例如基层社区，卫生防疫中心和医院、诊所等，这是目前大多数国家公共卫生监测依赖的基础。非正式的数字信息来源主要是指互联网条件下的大数据，来自于新闻媒体、互联网、社交媒体、邮件、订阅号以及与健康相关的各类社会信息来源，借助于大数据技术和人工智能，大数据可以即时转化为用于疫情分析的情报，为决策提供参考。相比正规机构化的监测体系，大数据监测的主要优点在于信息量大，及时高效反映全社会动态，从蛛丝马迹的征兆中挖掘发现相关信息。

以武汉肺炎的预警为例，以李文亮为代表的8位医生是最早的“出哨人”，他们在社交媒体中发布的信息要比正式机构的确认提前近20天。尽管我国在大数据术和人工智能运用方面已处于全球前列，互联网普及全民，但大数据在公共卫生监测中的应用还比较滞后。从全球范围来看，近20多年来，作为一种辅助性的工具，大数据在许多国家公共卫生监测中的应用越来越广泛，为我国提供了很好的借鉴案例。本文结构如下：第一部分简述公共卫生监测的发展历史和数字化技术的兴起；第二部分分类介绍公共卫生监测中的大数据来源，以及国际上主要的技术应用工具；第三部分针对中国现状得出几点借鉴启示。

一、数据信息在公共卫生监测中的支柱地位

（一）公共卫生监测体系的历史演变

公共卫生监测（Public health surveillance）是公共卫生安全体系的核心部分，是预防疾病发生的保障。“监测”（surveillance）一词来源于法国中的“监视”（sur veiller即英文watch over），是指对个人或群体活动的持续密切的关注，用于指导、监督和控制。并非所有的风险事件都可以被预测到或者避免发生（例如地震、自然灾害等），但提前的预防警示可减少发生概率，降低损失。因此，监测是公共卫生体系决策的支撑，也是有效管理应急事件的基础。人类最早有记录的传染病监测出现在公共前3180年的埃及。古希腊医师希波克拉底在《空气、水和地点》一书中首次将疾病状态划分为预防中断期和发生期两个状态；十四世纪“黑死病”曾席卷欧洲，隔离措施（Quarantine）开始采用，许多城市建立了永久性的隔离强来预防瘟疫。到17世纪，在英国John Graunt第一次开始收集死亡率数据，分析疾病致死原因。1741年，美国罗德岛通过了第一个疾病监测法令，要求旅店上报旅客的传染病信息。1776年德国的Johann Peter Frank开始在全国范围内进行公共卫生监测，对学校安全、公共用水、废品处理、避免身体和精神伤害等做出要求，形成现代卫生政策的萌芽，随后对欧洲各国产生重要影响。1849年，现代流行病学之父John Snow用地图标记方法查找到了伦敦霍乱病的起源地点。到19世纪末，随着细菌治疗技术的应用，许多国家开始出台法律要求报告传染病情况。在随后的20世纪，各国卫生监测系统得到快速发展，二战之后福利国家的医疗保障体系得到快速发展。1968年时，世界卫生大会提出，人口监测体系有三个基本特征：一是收集数据；二是汇总和分析数据；三是通过流行病学报告发布数据。1986年美国疾病防控中心（The Centers for Disease Control and Prevention ，简称CDC）提出疾病监测是持续性的活动，目的在于预防和控制疾病的发生，各国逐步建立起现代意义上的疾病防控体系。近三十年来，随着经济全球化的推进，各国发展日益融合，全球人员流动规模越来越大，公共卫生安全上升为全球关注的重点问题。

总体看，人类发展史即是一部同传染病抗争的历史。随着社会的发展和科技的进步，公共卫生监测概念不断演化，从早期的无意识，简单的隔离措施，到后来的数据统计，再到现代国家综合监控体系的形成，公共卫生监测经历了深刻的演变，自始至终最为核心的一个要素就是数据信息，它是进行疾病预防，做出公共卫生行动决策和分资源分配的基础因素。

（二）信息学在公共卫生领域的兴起

公共卫生监测是一个数据处理的循环过程，分为三个阶段：一是建立数据收集的框架，包括数据的类型，范围，来源渠道和手段等；二是基于第一阶段收集的信息，对数据的分析、加工处理和解释过程；三是分析结果的发布和应用。在传统方式，卫生监测建立在强制报告制度基础之上，来自基层社区医疗卫生机构和实验室的信息逐级向上汇总。这种方式面临的主要局限在于：首先，早期病例的确定会有漏诊；其次，向上汇总和实验室的鉴定过程，具有时滞性，信息传递慢；最后，在疾病暴发时，基层卫生机构的负担加重，信息上报进一步延迟。为改变这种被动局面，自上世纪60年代计算机出现，各国开始将信息技术应用于公共卫生领域，被称为公共卫生信息学（Public health informatics）。1990年代之后，医疗、生物信息技术得到快速发展，互联网逐步普及，信息技术深度加快介入公共卫生领域。