Abstract Contact networks are convenient models to investigate epidemics, with nodes and links representing potential hosts and infection pathways, respectively. The outcomes of outbreak simulations on networks are driven both by the underlying epidemic model, and by the networks’ structural properties, so that the same pathogen can generate different epidemic dynamics on different networks. Here we ask whether there are general properties that make a contact network intrinsically vulnerable to epidemics (that is, regardless of specific epidemiological parameters). By conducting simulations on a large set of modelled networks, we show that, when a broad range of network topologies is taken into account, the effect of specific network properties on outbreak magnitude is stronger than that of fundamental pathogen features such as transmission rate, infection duration, and immunization ability. Then, by focusing on a large set of real world networks of the same type (potential contacts between field voles, Microtus agrestis), we showed how network structure can be used to accurately assess the relative, intrinsic vulnerability of networks towards a specific pathogen, even when those have limited topological variability. These results have profound implications for how we prevent disease outbreaks; in many real world situations, the topology of host contact networks can be described and used to infer intrinsic vulnerability. Such an approach can increase preparedness and inform preventive measures against emerging diseases for which limited epidemiological information is available, enabling the identification of priority targets before an epidemic event.

中文翻译：

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网络对流行病的内在脆弱性

摘要 接触网络是研究流行病的便捷模型，其节点和链接分别代表潜在宿主和感染途径。网络上爆发模拟的结果受基础流行模型和网络结构特性的驱动，因此相同的病原体可以在不同的网络上产生不同的流行动态。在这里，我们询问是否存在使接触网络本质上容易受到流行病影响的一般属性（即，无论特定的流行病学参数如何）。通过对大量建模网络进行模拟，我们表明，当考虑广泛的网络拓扑时，特定网络属性对爆发规模的影响强于基本病原体特征（如传输率、感染持续时间和免疫能力。然后，通过关注大量相同类型的现实世界网络（田鼠、田鼠之间的潜在接触），我们展示了如何使用网络结构来准确评估网络对特定病原体的相对、内在脆弱性，即使它们具有有限的拓扑可变性。这些结果对我们如何预防疾病爆发具有深远的影响；在许多现实世界的情况下，主机联系网络的拓扑结构可以被描述并用于推断内在脆弱性。这种方法可以提高准备工作并告知针对流行病信息有限的新发疾病的预防措施，从而能够在流行病事件发生之前确定优先目标。和免疫能力。然后，通过关注大量相同类型的现实世界网络（田鼠之间的潜在接触，田鼠，田鼠），我们展示了如何使用网络结构来准确评估网络对特定病原体的相对、内在脆弱性，即使它们具有有限的拓扑可变性。这些结果对我们如何预防疾病爆发具有深远的影响；在许多现实世界的情况下，主机联系网络的拓扑结构可以被描述并用于推断内在脆弱性。这种方法可以提高准备工作并告知针对流行病信息有限的新发疾病的预防措施，从而能够在流行病事件发生之前确定优先目标。和免疫能力。然后，通过关注大量相同类型的现实世界网络（田鼠、田鼠之间的潜在接触），我们展示了如何使用网络结构来准确评估网络对特定病原体的相对、内在脆弱性，即使它们具有有限的拓扑可变性。这些结果对我们如何预防疾病爆发具有深远的影响；在许多现实世界的情况下，主机联系网络的拓扑结构可以被描述并用于推断内在脆弱性。这种方法可以提高准备工作并告知针对流行病信息有限的新发疾病的预防措施，从而能够在流行病事件发生之前确定优先目标。通过关注大量相同类型的现实世界网络（田鼠之间的潜在接触，田鼠，田鼠），我们展示了如何使用网络结构来准确评估网络对特定病原体的相对、内在脆弱性，即使在那些具有有限的拓扑可变性。这些结果对我们如何预防疾病爆发具有深远的影响；在许多现实世界的情况下，主机联系网络的拓扑结构可以被描述并用于推断内在脆弱性。这种方法可以提高准备工作并告知针对流行病信息有限的新发疾病的预防措施，从而能够在流行病事件发生之前确定优先目标。通过关注大量相同类型的现实世界网络（田鼠之间的潜在接触，田鼠，田鼠），我们展示了如何使用网络结构来准确评估网络对特定病原体的相对、内在脆弱性，即使在那些具有有限的拓扑可变性。这些结果对我们如何预防疾病爆发具有深远的影响；在许多现实世界的情况下，主机联系网络的拓扑结构可以被描述并用于推断内在脆弱性。这种方法可以提高准备工作并告知针对流行病信息有限的新发疾病的预防措施，从而能够在流行病事件发生之前确定优先目标。我们展示了如何使用网络结构来准确评估网络对特定病原体的相对、内在脆弱性，即使这些网络的拓扑变异性有限。这些结果对我们如何预防疾病爆发具有深远的影响；在许多现实世界的情况下，主机联系网络的拓扑结构可以被描述并用于推断内在脆弱性。这种方法可以提高准备工作并告知针对流行病信息有限的新发疾病的预防措施，从而能够在流行病事件发生之前确定优先目标。我们展示了如何使用网络结构来准确评估网络对特定病原体的相对、内在脆弱性，即使这些网络的拓扑变异性有限。这些结果对我们如何预防疾病爆发具有深远的影响；在许多现实世界的情况下，主机联系网络的拓扑结构可以被描述并用于推断内在脆弱性。这种方法可以提高准备工作并告知针对流行病信息有限的新发疾病的预防措施，从而能够在流行病事件发生之前确定优先目标。这些结果对我们如何预防疾病爆发具有深远的影响；在许多现实世界的情况下，主机联系网络的拓扑结构可以被描述并用于推断内在脆弱性。这种方法可以提高准备工作并告知针对流行病信息有限的新发疾病的预防措施，从而能够在流行病事件发生之前确定优先目标。这些结果对我们如何预防疾病爆发具有深远的影响；在许多现实世界的情况下，主机联系网络的拓扑结构可以被描述并用于推断内在脆弱性。这种方法可以提高准备工作并告知针对流行病信息有限的新发疾病的预防措施，从而能够在流行病事件发生之前确定优先目标。