近期國內疫情形勢嚴峻，從事傳染病數學建模與突發公共衛生事件應對策略研究的陳田木及其團隊成員一直“繃著弦”。在課題組，這位廈門大學公共衛生學院副教授的辦公桌和學生的并排放在一起。學生說，除去授課時間，陳老師基本都在這里，即使是周末，也至少有一天“出勤”。實驗室另一邊的陳列柜里，擺滿了不同部門發來的表揚信及感謝信。
新冠肺炎疫情暴發以來，陳田木團隊采用數學建模、傳染病學、基因組學等多學科交叉方法開展了大量新冠肺炎疫情模型研究，相關應用準確預測了國內多次規模不同的疫情，為相關部門提供了重要決策參考，也為各地精準防控、疾病救治爭取了寶貴時間。
今年2月，陳田木參與完成的科研項目《基于防治結合的新冠肺炎救治體系建立與推廣應用》獲得2021年度廈門市科學技術進步獎一等獎。他個人也于近日被科技部授予“全國科技系統抗擊新冠肺炎疫情先進個人”稱號。
從零起步“啃”下數字建模
過去一年，陳田木團隊科研成果卓著——共發表25篇SCI文章，數篇論文獲得業內高位引用。
眾所周知，發表一篇高質量的SCI文章一般需要長期的科學實驗和論證。而陳田木團隊如此高產，離不開過去十多年對理論流行病學持續不斷的研究。
作為流行病學三大方法論之一，理論流行病學是指使用數學模型來測算疾病傳播規律、預測傳染病流行趨勢的一種方法。
“通俗地說，就是利用數學模型還原病原體在真實世界的傳播情況。”陳田木進一步解釋，通過對已有數據進行推演，可以準確地模擬出病毒流行過程、預測疫情的走勢。根據預測出的傳染病流行規律，相關部門就能提前做好應對策略。
新冠肺炎疫情暴發以來，陳田木團隊研發的疫情風險計算器、不同疫苗接種效果評估等模型，前瞻性地對新冠病毒傳染規模、時間及相應干預措施進行了準確預測和評估，為國家疾控部門提供了有力的信息支撐，并幫助公眾不斷修正對新冠病毒的認識。
如今豐碩的科研成果，源于持續不斷的鉆研和積累。2007年本科畢業后，陳田木成為長沙市疾病預防控制中心的一名公衛醫師，日常工作就是與各類傳染性疾病“打交道”。
“要想做好基層的傳染病防治工作，首先就要充分認識病毒的傳播規律，如果能有先進的算法預測病毒的傳播軌跡，就能爭取大量的救治時間。”他回憶道。
一線工作讓陳田木對傳染病防治工作有了更深刻的認知，也激發了他進一步深造學習的動力。
2009年，甲型H1N1流感(以下簡稱甲流)大暴發時，陳田木下定決心報考中南大學湘雅公共衛生學院教授胡國清的研究生并成功考取。
臨近畢業時，導師建議他把甲流傳播的量化評估作為碩士畢業論文的研究方向，這一建議與陳田木的想法不謀而合。
“用數學方法精準測算出病毒傳播的動力學特征，從公共衛生領域來說，這實現了從定性到定量的跨越，將極大提高傳染病防治的精準度。”陳田木說。
數學非他所長，從零開始的學習過程并不輕松。陳田木回憶道，為了“啃”下數字建模這塊硬“骨頭”，讀研期間他幾乎閱讀了國際上關于理論流行病學的所有文獻，并自學應用數學、計算機及相關研究方法。
在陳田木看來，做數學模型、寫一篇論文，其實就是把自己發現和解決的科學問題“故事化”，使其更具可讀性。讀研期間，他先后開展了甲流、流行性腮腺炎、瘧疾等傳染病的模型研究及應用，嘗試破解這些傳染病的傳播規律和傳播特點。
從醫經驗助力科學研究
2020年，新冠肺炎疫情突如其來。已有豐富積累的陳田木帶領團隊第一時間投入到對新冠病毒傳播力、傳播規律的科研攻關中。
“錯誤的模型會導致錯誤的決策。”陳田木說，面對新冠病毒，人類一無所知，既要爭分奪秒又要慎之又慎。
連續數周，陳田木團隊從海量的醫學信息中梳理出關于新冠病毒的傳播數據。基于多年傳染病防治工作經驗，陳田木在數學模型中率先引入“物傳人”“無癥狀感染者”等參數概念，一遍遍研究推敲和調整數學模型，使模型更加貼近實際數據，最終得出了科學的預測數據。
“后來我們看到，病毒的實際傳播情況與我們模型的預測高度相符，我們對于新冠病毒傳播規律的結論也得到了業內認可。”陳田木介紹，此后團隊還根據不同防控措施、不同疫苗接種情況下的病毒傳播做出模型預測，準確給出湖北、廣東、湖南、福建等地突發新冠疫情后拐點與高峰時間、感染人數高峰值及最終流行規模。
在設計新冠病毒傳播動力學模型過程中，過去當公衛醫師時積累的大量經驗，讓陳田木迸發出不少靈感。“無癥狀感染者、物傳人這些傳播情況在甲流、細菌性痢疾等傳染病傳播過程中都出現過，基于此，我們也將這些因素考慮在新冠病毒的傳播模型中，增加了模型預測的準確性。”他說。
回顧陳田木的履歷，從本科到碩士再到博士，每完成一個階段的學業后，都有一段做公衛醫師的工作經歷。直到2019年，36歲的陳田木才入職廈門大學。“由于個人原因，我沒能不間斷地完成學業，做科研起步也比別人晚一些。”陳田木坦言，如今每當因年齡問題不能申報青年人才項目時，自己多少會有些遺憾。但從另一個角度看，這些實踐經驗也成了自己科研道路上的一筆寶貴財富。
培養更多公共衛生領域建模人才
近兩年，新冠肺炎疫情的大流行使理論流行病學研究進入到蓬勃發展的時期。“疫情前這個研究領域相對而言比較小眾，且主要是理論研究，而現在許多年輕人都對模型預測產生了興趣，報考這個研究方向的學生也多了，這是一個很好的現象。”陳田木說。
眼下，除了做好科研，陳田木把更多精力放在培養學生上。在他看來，隨著學科發展，數學模型預測不僅能解決公共衛生領域問題，還有望在傳染病以外，如慢性病等領域發揮積極作用，促進全球健康問題的解決。而當下，最需要解決的就是教學和人才問題。
近年來，陳田木在廈門大學陸續開設《理論流行病學前沿與實踐》《流行病學》《臨床流行病學》課程，廈門大學也成為國內為數不多開展理論流行病學教學的高校。
從最初學院只有陳田木一人懂傳染病數學建模，到如今整個團隊已有23名碩士和博士，這支年輕的隊伍正值科研創新旺盛期。
截至目前，陳田木團隊已圍繞新冠肺炎、禽流感、肺結核、手足口病等20余種傳染病開發出上百種模型。近兩年，該團隊多項科研項目被列為國家重點研發項目。
對于團隊及個人取得的成績，陳田木坦言：“沒太關注，我相信只要做好研究，終會得到認可。”而他最在意的，還是理論流行病學能否發展壯大、在公共衛生領域乃至醫學領域能否發揮更大的作用。
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