每年秋天，在撒哈拉沙漠南部的萨赫勒地区，季节性农民和他们的家庭在漫长的旱季开始时从他们的农场迁移。许多人长途跋涉到大城镇和城市，他们挤进已经拥挤的地区，在城市边缘的大家庭或临时场所找到空间。

在西非国家尼日尔的首府尼亚美这样的地方，旱季也会带来麻疹。每年秋天，新的爆发。当春天降雨，人们返回农场时，麻疹病例突然下降。

病毒本身是否受天气影响?或者，正如研究人员所怀疑的那样，爆发与季节性移民的涌入有关吗?毕竟，麻疹具有很强的传染性;它在拥挤的条件下蓬勃发展。但由于没有好的方法来追踪像尼亚美这样人口密集的地方不断变化的人口，他们几乎没有机会检验他们的假设。

Nita Bharti现在是宾夕法尼亚州立大学生物学助理教授，他开始在普林斯顿大学担任博士后这个问题。“我们知道这些地方在人口中具有非常重要和可预测的通量，”她说，“但没有人找到一种方法来衡量这些变化。”

Bharti首先将传染病视为人类学家，重点关注行为在流行病学中的作用。当她开始攻读博士学位时她在宾夕法尼亚州立大学的生物学研究中发现，人类行为，特别是长距离运动，在某种程度上被忽视，成为传染病的重要驱动因素。

当时在佛罗里达大学的她和地理学家安德鲁·泰特姆(Andrew Tatem)设计了一种测量波动人口的新方法。他们使用了夜间灯光的卫星图像，这是以前用于在很长一段时间内创建合成图像的数据源，用于研究城市化和经济发展，但从未在较短时间范围内进行分析或应用于预测疾病爆发。

他们认为，当大量移民迁入尼亚美时，夜间城市在卫星图像中会显得更亮更大，反映出与人口膨胀相关的烹饪火灾和电灯数量的增加。当季节性移民离开城市返回农业区时，城市的夜间图像会变暗，以反映人口减少的情况。通过比较卫星图像随时间变化，他们能够估计人口变化，然后将这些变化与麻疹爆发的公共卫生记录联系起来。这提供了对人类运动与疾病之间联系的更准确理解，并可反过来帮助他们更准确地预测未来的爆发。

作为一名研究生，Bharti已经开始与其他生物学家Matthew Ferrari合作，后者当时是博士后，现在是宾夕法尼亚州立大学的副教授。定量流行病学专家法拉利开发了一种在不同时间估算麻疹传播率的方法，包括在Bharti现在可以测量的城市人口的峰值期间。

法拉利说：“我算上事情 - 这就是我所做的。”“我认为人们是因为我们需要知道人口在哪里，这些人口有多大，他们移动的频率，以及他们的去向。当人口密度高的地方，何时?这些因素不仅影响人口的发生率传染病以及卫生系统的有效运作。“

人口处于危险之中

“因为麻疹具有传染性，可能致命，所以它对于援助和发展组织来说是一种重要的疾病，”他补充道。“麻疹相对容易诊断，很容易在健康监测数据中看到。因为它是如此传染和可见，它有点像'煤矿中的'金丝雀' - 如果你看到一个麻疹暴发的地方，那么你知道他们的免疫系统不起作用。“

移民家庭经常生活在传统医疗保健范围之外;萨赫勒也不例外。许多儿童营养不良，未接种疫苗，患免疫系统较弱。当这些家庭进入城市时，公共卫生当局通常不知道有多少家庭来到这些城市，以及他们住在哪个城区。

移民家庭也经常被人口普查，健康调查和疫苗接种活动所忽视。他们度过生长季节的小村庄可能难以到达并且人口稀少，使其具有战略性低风险或低优先级。然而，这些家庭至少在一年中的部分时间里可能构成附近城市人口的重要部分。“这些是麻疹等疫苗可预防疾病持续存在的地方。他们也是适时干预措施可能做得最好的地方，”Bharti说。

在2016年的一项研究中，Bharti与法拉利和其他同事一起开发了一个模型，将来自卫星图像的人口估计值与来自尼亚美三个市辖区的医疗保健数据(如麻疹病例，死亡和疫苗接种时间)相结合。在2003-2004的冬天。在那次爆发期间，该市共有10,880例麻疹病例，397例死于该病。

Bharti先前使用卫星图像的工作最终表明，尼日尔大城市的麻疹爆发并非由麻疹病毒本身的某些特征或某些其他物理或生物原因驱动。相反，由于人口中可预测的季节性飙升，疫情迅速蔓延。

在2003-04活动中，尼亚美的公共卫生当局在旱季开始接种疫苗，当时麻疹病例通常会起飞。但该活动没有像预期的那样有效。公共卫生官员已经计算出疫苗接种工作以及现有的麻疹免疫力将达到五岁以下儿童的季节性和常住人口总数的57%，这足以阻止疫情的爆发。但他们低估了目标人口的总规模。

在审查卫星数据时，研究小组发现，爆发期间该市有11,000至17,000名幼儿，而不是最初估计的 - 这是移民家庭涌入的结果。这意味着只有50%的覆盖率 - 接种疫苗的儿童太少，无法有效减缓疾病的传播。该团队的回顾性估计值与爆发后的活动覆盖率的实际测量值相匹配。

现在他们已经证明他们的方法有效，他们渴望用它来更好地针对其他高度传染性疾病的公共卫生干预措施，其中波动的人群发挥作用。Bharti认为，公共卫生官员可以利用它们，而不是仅将高人口密度时期视为高风险时期。

“我们可以将移民在城市的时间作为一个机会，”她说。“那时，他们最容易获得免疫接种和医疗保健，政府更容易提供。”

打个电话?

卫星是一项成熟的技术，卫星图像尤其擅长提供过去的见解，以预测大规模的人口流动。Bharti和其他研究人员也正在探索更新的技术 - 移动电话 - 跟踪偏远地区的小群体的更精细规模的移动，以便能够通过疫苗和其他医疗保健干预措施与他们联系。

在撒哈拉以南非洲，许多人携带手机。每次个人发出呼叫或文本时，网络运营商都会记录该使用情况以及路由塔的位置以进行计费。研究人员可以分析隐藏身份的大量个人的呼叫或文本序列及其位置。

Bharti说，手机数据非常适合大城市。但他们是否会在数据和医疗保健稀缺的服务欠缺，资源贫乏的地区工作?这就是为什么她要在纳米比亚的沙漠中研究田园村庄，这些村庄的居民为了追求合适的牧场而与牲畜群一起迁徙。这些牧民在政府卫生服务范围之外的广阔沙漠地区生活和漫游。

Bharti说，移动呼叫追踪可能对跟踪这一人群有用，但电话数据具有固有的偏见，这些必须加以考虑。

“我们发现这些村庄成年人口中只有不到三分之一的人曾经使用过手机，拥有手机的人数也少得多。此外，大沙漠中很少有地方能够覆盖网络，”她说。此外，“男性更有可能拥有和使用手机，他们更有可能成为牧民。女性更有可能在家附近工作。”

换句话说，“移动电话使用数据并没有提供这个人口的准确图片，所以我们不能使用他们假设他们具有代表性。但他们是一个很好的资源，我们不想扔掉一个如果我们能够更好地解释它，我们可以使用的数据源。“

Bharti目前正在使用无人机拍摄的视频片段和她收集的家庭调查数据来比较电话记录，以便解释电话数据中的偏差并准确地解释它。

正如Bharti和法拉利这样的研究人员致力于全球消除麻疹和其他祸害，他们依靠远程技术来确定最后顽固的疾病库，这是最困难和最昂贵的地区。Bharti说，这些水库“存在于我们没有准确测量的人群中，或者我们在不了解其偏见的情况下使用远程技术的地方。

“我们需要开发更好的工具，更好地了解这些文化，以了解我们所缺少的东西。”