[论文解读] The Nosoi commute: a spatial perspective on the rise of BSL-4 laboratories in cities

Thomas P. Van Boeckel, Michael J. Tildesley+4 more|arXiv (Cornell University)|Dec 11, 2013

COVID-19 epidemiological studies参考文献 17被引用 7

一句话总结

本研究通过通勤距离作为人口暴露的代理指标，分析了全球范围内BSL-4实验室的空间分布。研究发现，自1990年以来，处于这些实验室每日通勤范围内的全球人口增加了四倍，达到世界总人口的1.8%，其中欧洲目前拥有最多的此类人口，而亚洲由于新建设施的增加，人口增长迅速。

ABSTRACT

Recent H5N1 influenza research has revived the debate on the storage and manipulation of potentially harmful pathogens. In the last two decades, new high biosafety (BSL-4) laboratories entered into operation, raising strong concerns from the public. The probability of an accidental release of a pathogen from a BSL-4 laboratory is extremely low, but the corresponding risk -- defined as the probability of occurrence multiplied by its impact -- could be significant depending on the pathogen specificities and the population potentially affected. A list of BSL-4 laboratories throughout the world, with their location and date of first activity, was established from publicly available sources. This database was used to estimate the total population living within a daily commuting distance of BSL-4 laboratories, and to quantify how this figure changed over time. We show that from 1990 to present, the population living within the commuting belt of BSL-4 laboratories increased by a factor of 4 to reach up to 1.8% of the world population, owing to an increase in the number of facilities and their installation in cities. Europe is currently hosting the largest population living in the direct vicinity of BSL-4 laboratories, while the recent building of new facilities in Asia suggests that an important increase of the population living close to BSL-4 laboratories will be observed in the next decades. We discuss the potential implications in term of global risk, and call for better pathogen-specific quantitative assessment of the risk of outbreaks resulting from the accidental release of potentially pandemic pathogens

研究动机与目标

• 通过空间视角评估BSL-4实验室日益增长的人口暴露情况。
• 量化自1990年以来，居住在这些设施每日通勤半径内的人口数量变化。
• 识别BSL-4设施选址的地理趋势，特别是向城市中心转移的趋势。
• 基于与密集人口的接近程度，评估意外病原体释放的潜在全球风险。
• 鉴于高危实验室的城市化趋势，倡导开展针对特定病原体的风险评估。

提出的方法

• 利用公开可用的资料编制了全球BSL-4实验室数据库，包括设施位置和首次运营日期。
• 以每个实验室为中心，设定50公里的缓冲区作为每日通勤半径，代表潜在的人口暴露范围。
• 使用人口数据估算每个实验室及其随时间变化的50公里半径内居住的人口数量。
• 汇总数据，计算全球及各地区BSL-4设施所覆盖的总暴露人口。
• 追踪1990年至2013年的随时间变化情况，以评估人口暴露趋势。
• 应用空间分析技术，比较区域分布并识别设施选址的变化趋势。

实验结果

研究问题

• RQ1 从1990年至今，全球居住在BSL-4实验室每日通勤距离内的人口数量发生了怎样的变化？
• RQ2 目前哪些地区拥有最多临近BSL-4实验室的人口？
• RQ3 BSL-4设施选址的趋势如何——特别是与城市中心和人口密度的关系？
• RQ4 近年来亚洲BSL-4实验室数量的增加与欧洲和北美历史上的模式相比有何不同？
• RQ5 基于城市的BSL-4实验室对意外病原体释放及潜在大流行传播的风险有何影响？

主要发现

• 自1990年至2013年，居住在BSL-4实验室50公里通勤半径内的人口数量增加了四倍，达到世界总人口的1.8%。
• 目前欧洲拥有全球最多居住在BSL-4设施通勤距离内的人口。
• 近几十年来，亚洲BSL-4实验室数量显著增加，预示该地区未来暴露人口将上升。
• BSL-4实验室的空间分布已向城市中心转移，增加了与密集人口区域的接近程度。
• 由于靠近这些设施的人口数量持续增长，意外释放具有大流行潜力病原体的风险也随之上升。
• 本研究呼吁开展改进后的、针对特定病原体的定量风险评估，以指导高危实验室选址的政策制定。