Bakgrund: Under de senaste åren har storskaliga beräkningsmodeller för realistisk simulering av epidemiutbrott använts med ökad frekvens. Metoderna anpassas till intressenivån och sträcker sig från mycket detaljerade agentbaserade modeller till rumsligt strukturerade metapopulationsmodeller. En viktig fråga är därför i vilken utsträckning det geotemporella spridningsmönster som olika modelleringsmetoder uppvisar kan skilja sig åt och vara beroende av de olika approximationer och antaganden som används. Vi tillhandahåller för första gången en jämförelse sida vid sida av de resultat som erhållits med en stokastisk agentbaserad modell och en strukturerad metapopulationsstokastisk modell för utvecklingen av en baslinjepandemihändelse i Italien, ett stort och geografiskt heterogent europeiskt land. Den agentbaserade modellen bygger på en uttrycklig representation av den italienska befolkningen genom mycket detaljerade uppgifter om den sociodemografiska strukturen. Metapopulationssimuleringarna använder GLobal Epidemic and Mobility (GLEaM) modellen, baserad på högupplösta folkräkningsdata över hela världen, och integrerar flygflödesdata med kortsiktiga mänskliga mobilitetsmönster på global nivå. Modellen tar också hänsyn till åldersstrukturuppgifter för Italien. GLEaM och de agentbaserade modellerna synkroniseras i sina ursprungliga tillstånd genom att använda samma sjukdomsparameterisering, och genom att definiera samma import av smittade fall från internationella resor. De resultat som erhållits visar att båda modellerna ger epidemiska mönster som är mycket bra överens på de granularitetsnivåer som är tillgängliga för båda tillvägagångssätten, med skillnader i topptid i storleksordningen ett par dagar. Den relativa skillnaden i epidemins storlek beror på den grundläggande reproduktiva förhållandet, R 0, och på det faktum att metapopulationen modellen konsekvent ger en större incidens än den agentbaserade modellen, som förväntat på grund av skillnaderna i strukturen i den intra-population kontaktmönster av tillvägagångssätten. Åldersfördelningsanalysen visar att liknande anfallsfrekvens erhålls för de yngre åldersgrupperna. Den goda överenskommelsen mellan de två modellerna är mycket viktig för att definiera avvägningen mellan datatillgänglighet och den information som modellerna tillhandahåller. De resultat vi presenterar definierar möjligheten av hybridmodeller som kombinerar de agentbaserade och metapopulationsstrategierna enligt tillgängliga data och beräkningsresurser. Beräkningsmetoder för detaljerad modellering av epidemispridning i rumsligt strukturerade miljöer använder sig av ett brett spektrum av simuleringssystem [1, 2]. Om ja, varsågod.
Med tanke på behovet av storskaliga simuleringar i epidemistudier gjordes en jämförelse mellan två populära metoder (dvs. stokastiska agentbaserade modeller och strukturerade metapopulationsmodeller) i REF, vilket visar på en god simuleringsöverenskommelse mellan de två modellerna.
Comparing large-scale computational approaches to epidemic modeling: Agent-based versus structured metapopulation models
{'venue': 'BMC Infectious Diseases', 'journal': 'BMC Infectious Diseases', 'mag_field_of_study': ['Biology', 'Medicine', 'Computer Science']}