無定向學堂:活用「空間流行病學」 地圖進化 助掌疫情

文章日期:2022年03月13日

【明報專訊】新冠疫症大流行以來,全球出現各種可放大縮小,讓我們掌握疫情進展的網上地圖。香港也有地政總署用地理資訊系統(GIS)開發的「本地情况互動地圖」,但來到今天,不知道尚有多少人會定期查看?見到香港各區佈滿紅點,難免令人困惑:看地圖還有什麼作用?疫情地圖可以說是空間流行病學(spatial epidemiology)的延伸,它結合了醫學和地理,在19世紀已見雛形,來到21世紀的香港,可以為政府、市民和學者帶來哪些啟示?

19世紀「鬼圖」

揪出霍亂源頭

霍亂於19世紀肆虐,曾七度演變成大流行,遍及亞洲、歐洲、北美和非洲,當中又以19世紀中第三次大流行的死亡率最高,估計全球約有百萬人亡。時人認為霍亂由瘴氣傳播,但英國醫生約翰‧斯諾(John Snow)到處為病人診症,卻沒受感染,開始懷疑空氣未必是傳播途徑。於是,他在1854年調查了倫敦蘇豪區的死亡個案,再繪製地圖,用狀似棺材的黑盒記錄位置。得出其空間分佈後,他發現大部分個案都環繞同一個公共水泵,繼而追查該水源,知悉那是來自泰晤士河的污水,最後建議政府拆除該受污染的水泵。這張地圖被後世稱為「鬼圖」(ghost map),約翰‧斯諾亦因此事迹被譽為「流行病學之父」,也被認為是奠下地理資訊系統概念的第一人。

醫學院×地資系學生

聯手研流行病學

在百多年後的香港,空間流行病學並未成為顯學,中大曾經開辦此課程,但因數年收生不足而取消。中大醫學院何鴻燊防治傳染病研究中心副主任李瑞山認為,傳染病在香港曾一度消減,致令學生對此範疇興趣缺缺。「很難只做空間流行病學工作,不太可能純粹作一門學科,但它是研究流行病的好角度。」當年他率先把此視野帶進醫學院,「第一日踏入中大時(即2005年)已想到,覺得空間層面的研究較少。那時地政總署開始有數據,就以為一定有流行病學者在做研究,誰知走遍醫學院,原來沒人在做」。他輾轉經同事介紹,認識到修讀地理資訊系統的學生,開始拓展此範疇,並把成果製成地圖,於公共衛生地圖網SpatioEpi公開(網址:www.spatioepi.com)。醫學與地理本來涇渭分明,疾病與環境的關係至19世紀初才確立,之後出現醫療地理學(medical geography)、健康地理學(health geography)、親緣地理學(phylogeography)等分支。讀地理與資源管理學系的學生除了具備製圖知識,也抱持流行病學的治學態度,「能夠宏觀謙虛地看待世界,特別喜歡他們」。賽馬會公共衛生及基層醫療學院​助理教授王艾斯是最初加入研究小組的地資系學生之一,一直參與至今。

製圖「睇餸食飯」

信息清晰最重要

流行病學離不開時、地、人三個要素,但人們多關注確診人數和時間,少說空間。從前,疾病地圖的作用如同插圖,而流行病學則逐漸演變成疾病分佈的定量描述。李瑞山說雖然毋須分秒掌握空間,但也有納入分析的價值。正如他抗拒「幾何級數上升」的預測,因其前提是全港市民隨機分佈及接觸,但實際上我們的居住環境和社交網絡均非隨機。世衛為疫情定性的用語是爆發(outbreak)、地區性流行(epidemic)到全球大流行(pandemic),以擴散的範圍釐定不同階段,足見地理與疾病密不可分,SpatioEpi製作的地圖「Omicron來了」就涵蓋全球,可看到案例如何在三周間急增、香港的輸入個案與爆發地的關係。

能否用地圖闡述某種疾病,要視乎其傳播途徑與空間的關係是否密切。例如登革熱,蚊子通常在民居和溫暖潮濕環境繁殖,透過整理誘蚊器指數,就可以得知傳播風險較高的地點。愛滋病的傳播途徑則與地理空間關係不大,更關鍵的是人際社交網絡,「地理是空間流行病學的起源,但我們可將空間拓闊至『社交空間』,社交網絡分析與空間分析的方法相似」。除了依據疾病特性,也要看數據。王艾斯直言製圖時要用七成時間梳理數據,相對沉悶。地圖雖有多種呈現形式,但她要「睇餸食飯」,不能如設計師般隨意選擇。X軸和Y軸組成的地點坐標是製圖的基本數據之一,但在2000年代地政總署尚未有公開平台,李瑞山見中原地圖網站更完善,就寫信問施永青能否分享數據,結果他真的派員協助。王艾斯記得處理H1N1流感(俗稱豬流感)數據時,她手上只得X軸、Y軸、性別、年齡及確診日子,數據不多,團隊將之逐個月分析,藉地圖見出感染聚類(cluster)的轉變及擴散。李瑞山說:「我們最興奮、覺得最有趣的是,畫完地圖後,想想看到了什麼信息。」

港地圖標個案居所 參考價值低?

這兩年網上充斥疫情動態地圖,拉大縮小,載列了詳盡屬性(attributes),資訊反而多得應接不暇,李瑞山形容似部字典,由公眾查找自己所需,「互動不代表多了信息,只是同一信息但深入了」。他們製作的「故事地圖」是隨研究衍生的成果,每幅只傳遞一至兩個公共衛生信息或教育意義,例如認識香港愛滋病工作。「亞洲新冠疫苗接種覆蓋率」地圖則展示各地接種的新冠疫苗名稱和數目,以及累計病例,帶出接種疫苗的重要。「將地圖公諸於世時,應該要知道想帶出的信息。」政府的「本地情况互動地圖」標示了14天內曾有個案居住或到訪的建築物,做法雖比2009年爆發豬流感時更透明,但他直言在疫情遍佈全港之時,對市民的幫助不大,假如令他們忽略傳播途徑,誤以為有確診者居住的地點就代表高危,反會製造恐慌。

二人建議市民查看地圖時,宜先取得宏觀印象,如判斷疫情是散佈多個地區或局限於某範圍,或個別衛生欠佳的屋苑會否有較多感染,從而得知哪些地區較高危,而非着眼於個別建築物。而以居所為單位的地圖,在香港的參考價值較低,王艾斯解釋,外國的家居是平面分佈,故用地圖可呈現清晰的傳染走向,「全世界不是太多地方似香港,許多人住在三四十層的高樓」。垂直位置的數據因為私隱原因較難獲取,更難論斷關係,「故此多次污水檢測,也只能說該社區有傳播,不能由此判斷是有垂直傳播」。加上香港人員流動高,只看居所來判斷感染風險並不可靠。

但對流行病學來說,「互動地圖」的數據則可助推進研究。李瑞山假設:疫情會否有由大爆發、小型滲透到家居傳播的趨向?例如初爆發時,可從地圖觀察地點是否集中在多人聚集的場合,並分類標示;在實施社交距離措施後,怎樣演變成小規模傳播,到最後縮減至家居傳播。「如果大部分都變成家居時,即可判斷疫症將結束。怎樣得到這個結論呢?要做分析,地理就好重要。」然而,政府疲於更新數據,他們也未能追趕進度,或許要待疫情終結時才有足夠數據回顧。

密集城市傳播莫測 指引服務更實用

外國和內地都有預測傳播分佈的地圖,讓民眾警惕準備。在第五波初起時,本港亦有大學團隊將發病風險分為五級,用地圖標示未來一周各區的風險指數,呼籲市民暫時減少該區域的非必要出行。然而疫情莫測,隨即進入全港爆發。王艾斯解釋,傳播預測不適合密集城市,須將範圍擴大才有助理解,「如放大到全世界,見到爆發地靠近香港,就代表香港有較大風險」。李瑞山強調估測靠的是模型推算,地圖只是呈現成果,但學術界有句話是「所有模型都是錯的,但其中有些有用」。更重要的是預計情景(scenario),制定相應措施,如阻截散播或醫療設施分配。

他覺得眼下對市民來說最實用的地圖,不是估算傳播風險,而是指引確診服務如醫院或診所。目前官方「互動地圖」只臚列了社區疫苗接種服務和強制檢測或檢測服務的位置。雖然,公眾未必會因疫情地圖加深對空間流行病學的認識,但二人說無論是大學課程或SpatioEpi平台均旨在可以讓人使用(make it available),現在製圖技術和數據發達,「如有人有興趣,也可參與研究,例如畫個地圖給我們,在網站分享」。

文˙ 梁雅婷

{ 圖 } 受訪者提供

{ 美術 } 張欲琪

{ 編輯 } 林曉慧

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