運(yùn)用數(shù)字技術(shù)應(yīng)對(duì)新冠病毒肺炎疫情——病毒接觸者追蹤應(yīng)用程序

Mitch Leslie

Senior Technology Writer

在2020年7月和8月初，愛爾蘭共有137人收到警告，稱他們可能感染了新冠病毒肺炎（COVID-19）[1]。這個(gè)壞消息不是來自醫(yī)生或公共衛(wèi)生工作者，而是來自他們下載的追蹤人與人之間密切接觸的手機(jī)應(yīng)用程序（圖1）。

圖1. 愛爾蘭的新冠病毒追蹤者，于2020年7月7日發(fā)布，是最成功的接觸者追蹤應(yīng)用程序之一。大約37%的愛爾蘭人下載了它，并且在該程序運(yùn)營的第一個(gè)月，共有137人收到可能接觸了新冠病毒的通知。來源：Marco Vetch (CC BY 2.0)。

包括法國、德國、巴西、日本和印度在內(nèi)的大約50個(gè)國家已經(jīng)發(fā)布了一款能提醒用戶可能感染病毒的應(yīng)用程序，愛爾蘭也在其中[2]。雖然美國沒有全國性的通知應(yīng)用程序，但幾個(gè)州和至少一個(gè)縣已經(jīng)推出了他們自己的通知應(yīng)用程序[3,4]。在2020年5月，蘋果和谷歌公司發(fā)布了他們共同研發(fā)的能幫助開發(fā)者為iOS和Android操作系統(tǒng)開發(fā)應(yīng)用程序的軟件，世界上大部分手機(jī)都使用這兩種操作系統(tǒng)[5]。

專家一致認(rèn)為，這些應(yīng)用程序可能有助于減緩疫情傳播，鼓勵(lì)可能感染病毒的人們接受檢測，并采取其他措施防止疾病傳播。加利福尼亞大學(xué)洛杉磯分校戴維格芬醫(yī)學(xué)院的傳染病學(xué)教授Jeffrey Klausner表示，盡管這些應(yīng)用程序不能單獨(dú)阻止病毒傳播，但它們可以作為“預(yù)防工具箱中的又一個(gè)工具”。然而，技術(shù)、隱私和安全問題阻礙了這些應(yīng)用程序的使用[6]，這些問題是否對(duì)COVID-19大流行造成影響仍不清楚[7]。

政府已經(jīng)開始使用這些應(yīng)用程序來支持一個(gè)被稱為接觸者追蹤的程序[8]，正如Klausner所說，幾十年來，這個(gè)程序一直是疾病控制的“支柱之一”。當(dāng)某些人的檢測結(jié)果呈陽性時(shí)，公共衛(wèi)生工作人員會(huì)與他們進(jìn)行面談，并記錄他們?cè)诟腥酒陂g的行動(dòng)和交往情況。然后，工作人員就可以向與感染者接觸過并可能因接觸而感染上病毒的人發(fā)出警告。

傳統(tǒng)的接觸者追蹤技術(shù)含量較低，一般通過手機(jī)發(fā)送通知，存在一定的局限性?！斑@個(gè)過程既費(fèi)力又費(fèi)時(shí)，”美國賓夕法尼亞州匹茲堡市卡耐基梅隆大學(xué)的電子與計(jì)算機(jī)工程助理教授Swarun Kumar聲稱。美國馬里蘭州巴爾的摩市約翰霍普金斯大學(xué)的全球流行病及其控制學(xué)教授Alain Labrique說，這個(gè)過程也可能會(huì)遺漏潛在的接觸者。他指出，乘坐公共汽車或火車的感染者周圍可能有一群陌生人，這些人難以被識(shí)別和警告。在疫情期間，其他一些諸如缺乏租用和訓(xùn)練追蹤者的資金、對(duì)政府的不信任以及不愿提供接觸者信息在內(nèi)的問題，也阻礙了美國等國家對(duì)接觸者的追蹤[9]。

手機(jī)應(yīng)用程序可以自動(dòng)處理這一過程，從而更快地通知到大量高危人群（圖2）。2020年3月，由英國牛津大學(xué)的研究者公布的一項(xiàng)研究表明，一款允許即時(shí)通知，并促使自我隔離的應(yīng)用程序可以大大減少病例，而且如果有足夠多的人下載它，甚至能夠阻止疾病的傳播 [10]。

所有追蹤應(yīng)用程序都試圖確定某人與感染者的接觸時(shí)間是否足以感染病毒。然而，具體的時(shí)間和距離因應(yīng)用程序而異。根據(jù)澳大利亞的COVIDSafe應(yīng)用程序在2020年4月發(fā)布的數(shù)據(jù)，與感染者保持在1.5 m以內(nèi)至少15 min是有風(fēng)險(xiǎn)的，而愛爾蘭的應(yīng)用程序的臨界值是2 m和15 min [11,12]。

這些應(yīng)用程序遵循兩種方式來處理數(shù)據(jù)和確定傳播的機(jī)會(huì)[13]。通過集中式應(yīng)用程序（包括在新加坡、冰島、澳大利亞和法國使用的應(yīng)用程序），政府服務(wù)器可以收集用戶數(shù)據(jù)，并確定哪些人可能已經(jīng)暴露和需要得到警告。相比之下，像瑞士、德國和美國弗吉尼亞州部署的分散式應(yīng)用程序，則依靠用戶的手機(jī)來記錄一定距離內(nèi)手機(jī)的匿名身份[13,14]。這些應(yīng)用程序通過將注冊(cè)用戶與檢測結(jié)果呈陽性的用戶列表進(jìn)行比對(duì)，來標(biāo)記可能的暴露風(fēng)險(xiǎn)。分散式應(yīng)用程序不共享個(gè)人信息，盡管有些應(yīng)用程序允許政府收集一些數(shù)據(jù)，如收到警告的用戶數(shù)量[7]。所有使用蘋果和谷歌軟件開發(fā)的應(yīng)用程序都是分散式的。

哪種應(yīng)用程序更有用一直是一個(gè)有爭議的問題[14]。然而，集中式應(yīng)用程序在許多國家都存在爭議，因?yàn)槿藗儞?dān)心這些數(shù)據(jù)可能被濫用、泄露或盜竊。Kumar表示，隱私問題促使挪威關(guān)閉了集中式應(yīng)用程序[6]，這一舉動(dòng)也影響了其他國家的選擇。他指出，“在全球范圍內(nèi)，人們傾向于采用更加分散化的方法來追蹤接觸者，而不是首先推出的集中化方法。”

圖2. 圖片展示了通過手機(jī)應(yīng)用程序追蹤數(shù)字聯(lián)系人的方案。（a）健康的人可以繼續(xù)工作和通勤；（b）當(dāng)一個(gè)人的檢測結(jié)果呈陽性時(shí)，其接觸者會(huì)收到手機(jī)警告，提示其進(jìn)行檢測。資料來源：Wikimedia Commons (CC BY 4.0)。

為了發(fā)現(xiàn)可能導(dǎo)致病毒傳播的密切接觸者，這些應(yīng)用程序采用了全球定位系統(tǒng)（GPS）、藍(lán)牙技術(shù)或兩者相結(jié)合的方式[16]。這兩種機(jī)制都有缺點(diǎn)。GPS可以對(duì)用戶精確定位，并顯示檢測結(jié)果呈陽性的人是否就在附近。然而，GPS在室外的精確度僅在3 m以內(nèi)，在室內(nèi)更差，Kumar說。此外，他還聲稱，基于GPS的應(yīng)用程序引發(fā)了更嚴(yán)重的隱私問題，因?yàn)樗鼈兪占擞嘘P(guān)人們活動(dòng)的具體信息。

大多數(shù)應(yīng)用程序，包括那些含有蘋果和谷歌軟件的應(yīng)用程序都依賴藍(lán)牙技術(shù)，它們不會(huì)確定用戶的位置。但是，用戶的手機(jī)通過應(yīng)用程序來測量其他手機(jī)的藍(lán)牙信號(hào)強(qiáng)度，從而判斷手機(jī)主人的距離[17]。Kumar稱，總的來說，通過藍(lán)牙技術(shù)估算距離比基于GPS的應(yīng)用程序估算距離更可靠。但是環(huán)境中的物體會(huì)干擾藍(lán)牙信號(hào)，產(chǎn)生誤導(dǎo)性的結(jié)果[18,19]。因此，藍(lán)牙技術(shù)也可能會(huì)產(chǎn)生誤報(bào)。Kumar舉例說，即使兩個(gè)人呆在鄰近的公寓里，應(yīng)用程序也可能會(huì)提醒他們距離太近，非常危險(xiǎn)。

現(xiàn)在的問題是，接觸者追蹤應(yīng)用程序能否減少新冠病毒的傳播。Labrique說，一個(gè)關(guān)鍵因素是使用智能手機(jī)的用戶比例。現(xiàn)在有數(shù)億人在手機(jī)上安裝了這種應(yīng)用程序——印度的Aarogya Setu應(yīng)用程序下載量已經(jīng)超過1.24億次[20]。目前需要多少人安裝這些應(yīng)用程序才能使其奏效仍不清楚，但許多國家的普及率很低[21]。盡管在強(qiáng)制要求安裝應(yīng)用程序的卡塔爾地區(qū)的使用率超過了91% [21]，但在自愿使用的國家中，使用率最高的冰島也僅為40% [22]。相比之下，德國的使用率約為20% [23]，意大利約為7% [21]。即使在低使用率的情況下，一些潛在的感染者也會(huì)收到通知，但是這個(gè)數(shù)量很小[24]。2020年6月法國發(fā)布的StopCovid應(yīng)用程序就是一個(gè)例子。在運(yùn)行的前三周，該應(yīng)用程序的使用率約為3%，僅發(fā)現(xiàn)了14個(gè)可能傳播的實(shí)例[25]。

設(shè)計(jì)者和政府的糟糕選擇導(dǎo)致了技術(shù)缺陷和安全問題，弱化了應(yīng)用程序的功能，而且可能嚇跑潛在用戶。澳大利亞等國家創(chuàng)建了集中式系統(tǒng)，但卻無法使用谷歌和蘋果軟件，他們發(fā)現(xiàn)應(yīng)用程序在后臺(tái)或鎖定屏幕時(shí)經(jīng)常無法正常工作——因此可能忽略了潛在風(fēng)險(xiǎn)[25]。如破壞隱私和泄露個(gè)人信息。美國北達(dá)科他州的Care19是美國最早發(fā)布的應(yīng)用程序之一，它在未經(jīng)用戶許可的情況下，將信息傳遞給了谷歌公司和一家向廣告商提供位置數(shù)據(jù)的公司[26]。

這些應(yīng)用程序還面臨著其他阻礙。Labrique說，人們的行為是其中之一。例如，大多數(shù)應(yīng)用程序依賴檢測結(jié)果呈陽性的人以向追蹤系統(tǒng)報(bào)告結(jié)果。但許多人可能因?yàn)閷擂巍⒑ε率スぷ骱推渌蚨辉高@么做，Labrique表示。Kumar指出，在美國很普遍的問題是檢測的缺乏和交付結(jié)果的延遲[27]，這同樣也削弱了應(yīng)用程序的作用。

盡管下載量很大，但這些應(yīng)用程序抗擊COVID-19的價(jià)值仍不確定。沒有臨床試驗(yàn)測試它們是否減少了病毒的傳播[28]，而且隱私保護(hù)意味著許多國家缺乏數(shù)據(jù)來評(píng)估它們[7]。一些懷疑者認(rèn)為它們毫無價(jià)值[11]。Kumar持有不同的觀點(diǎn)：“數(shù)字接觸者追蹤應(yīng)用程序仍然是一個(gè)非常有用的工具，”但是，他補(bǔ)充道，只有當(dāng)足夠多的人對(duì)這些應(yīng)用程序的安全性有信心并下載它們，且檢測結(jié)果能夠被迅速得到時(shí)，它才會(huì)對(duì)疾病產(chǎn)生影響。