一个在疫苗有望结束冠状病毒大流行的时刻，新出现的变种有可能加速这一进程。安全有效疫苗的惊人快必威体育西汉姆官网速发展正受到实际疫苗接种速度缓慢的阻碍，每天有3000美国人死亡。
要最大限度地减少死于新冠病毒-19的人数和痛苦，就必须首先快速为最脆弱的美国人接种疫苗，但疫苗的推广速度缓慢且不公平。优先排序算法导致了特权被优先考虑在最暴露的情况下，严格遵循优先级金字塔的速度是灾难性的缓慢。然而，如果不分清轻重缓急，疫苗就会送到那些资源最丰富的人手中，而不是送到那些处于最大的风险。
算法思维可以减少混乱和减速，识别我们正在做的事情和需要做的事情之间的差距
随着新一届政府的上台，人们希望疫苗接种的推广既具有常识，又具有紧迫性。但是，为了最好地保护生命、生计和健康，我们不仅需要速度，还需要定量计算谁处于危险之中，以及如何最好地拯救他们。
作为一名计算生物学家，我研究生物学中的可伸缩分布系统，1我为分布式机器人系统设计了快速、灵活和健壮的算法。2,3我们建立的系统为建立一个快速和有效的疫苗分发系统提供了重要的经验。
为了战胜COVID-19，我们不需要算法，但我们需要算法思维，以有效地将疫苗分发到3亿美国人。这需要我们i)清楚地陈述我们的目标，ii)提供一步一步的指示、行动和实现这些目标的时间表，iii)针对量化基准进行测试，以调整我们的行动，不断朝着我们的目标前进。算法思维可以减少混乱和减速，识别我们正在做的事情和我们需要做的事情之间的差距，并揭示我们何时需要其他策略来扩大疫苗接种，以实现我们的目标。
算法思维导致疫苗策略遵循以下原则。
A.并行化：与算法一样，接种管道在并行运行时运行速度最快。同时为多个高优先群体接种疫苗。
B.疫苗接种呈指数级增长：线性解永远解决不了指数问题。我们必须同时减缓病毒的指数级增长，并以指数级增长我们的疫苗接种计划。
C.供需匹配：我们需要时刻保持警惕，以加速任何减缓疫苗接种速度的因素：疫苗供应、接种人群的需求（或意愿），以及将疫苗从仓库转移到武器的管道。
算法需要目标，所以首先我们必须提供目标的定量描述。
目标1:减缓病毒的指数增长
在新变种加速感染和死亡之前，我们必须争取更多时间接种疫苗。疾病预防控制中心预测，新的英国变种将在3月中旬在美国占主导地位。4这种病毒的传染性比普通病毒高出50%，并且每周都会复制。如果不加以控制，它将以每月五倍的速度传播，导致每天100万例阳性检测和1.5万人死亡。在这种灾难性的传播增加之前，疫苗供应太少，无法明显减缓病毒的增长。疫苗是我们最好的长期解决方案，但在短期内，我们必须加强我们所拥有的所有社交距离工具，以减缓病毒的增长。
我们不仅需要速度，还需要定量计算谁面临风险，以及如何最好地拯救他们。
目标#2:尽可能快地为最可能死亡的人群接种疫苗
美国的死亡高度集中在年龄最大的人群中。80%的死亡发生在65岁以上的人群中。为75岁及以上的人接种疫苗可能性要大四倍根据目前的每日死亡率，如果死亡人数超过65-74人，将在100天内挽救48000人的生命。5然而，人口较年轻、预期寿命较短的少数民族只占75岁以上人口的一小部分。年龄在25-54岁之间的非洲裔、土著裔和西班牙裔美国人因新冠病毒-19而丧失的寿命是美国白人的七倍多。6优先在少数族裔人群中接种疫苗，可以挽救更多正值壮年的人。
目标#3：减少感染总数，即使是在年轻和健康人群中
据估计，10%的新冠病毒-19病例导致至少几个月的身体和精神残疾。7与严重疾病不同，长型冠状病毒对不同年龄段的人群造成了巨大的风险。我们缺乏对其流行率的准确估计，但如果这些长型冠状病毒病例中只有10%导致终身残疾，每天就有2000多人注定要遭受这种命运。我们必须加快对最有可能接触的人群进行疫苗接种（一线工人、囚犯、学生）以及终身残疾最容易造成损失的年轻人。
目标4：尽快结束大流行
只要病毒不受控制，我们数亿人将继续遭受隔离和经济部分萎靡的后果，我们将面临传播速度更快、最终可能逃避疫苗接种的新变种的风险。
这三个算法原则展示了我们如何实现这些目标。
A)同时为多个重点人群接种疫苗
当我们把问题分解成几个部分并同时解决它们时，计算机算法运行得更快。目前同时为许多群体接种疫苗的计划同样将提高接种速度(目标3和目标4)。然而，为不同群体接种疫苗的单独并行努力也可以让最脆弱的群体优先获得疫苗(目标#2)。
在这样的加速下，每个美国人都可以在7月4日获得第一次机会。
我们可以首先保护最脆弱的群体(挽救数万人的生命)，还可以提高每个人的接种速度(在长期和短期内减少感染)。我们不仅需要药房、卫生部门、教堂停车场和体育场馆作为在多个地方为多个人群接种疫苗的场所，我们还必须为最脆弱和最难到达的人群提供更快的服务和定制的交付服务。在脆弱社区获得疫苗是必要的，但是严重不足; 即使优先考虑一线员工，也留下了更多弱势种族群体不接种疫苗。我们必须为75岁以上的人、生活在高度脆弱的邮政编码地区的人以及在第一线从事重要工作的人提供高优先级、便捷的通道(就像迪士尼世界快速通道)。
即使供应有限，我们也必须为那些无法旅行的人增加家庭疫苗接种，并向那些无法获得在线注册的人伸出援助之手。我们必须监测谁接种了疫苗，这样我们就可以知道在贫困和农村地区，疫苗接种线是否进展最慢，然后可以提供支持，以应对药房、医生和对社区信任的缺乏东部资源丰富的社区。早在任何优先群体完全接种疫苗之前，就需要建立和测试新的管道，为下一个优先群体服务。我们必须做好转移的准备；例如，如果学校成为新变种传播的主要来源，那么儿童可能需要在优先名单中排名靠前。如果发生区域性疫情如果疫苗在阻止传播方面优于预期，我们可能需要优先为社会关系最密切的人群（潜在超级传播者）接种疫苗随着需求的增加，我们需要做好准备，在不同的疫苗管道上启动加速器。
B)用指数解对抗指数问题
想象一下，你每个月用信用卡支付一笔固定金额。如果你在削减本金，那么利息支付也会随着时间的推移而减少。如果你的利率突然上升了50%，但你继续支付相同的固定款项，那么你每次支付都会进一步负债。我们已经负债累累。我们可以看到，新的新的新的新的COVID-19变种将给我们带来50%的增长。我们现在必须通过增加检测、高质量口罩、隔离以及限制旅行和聚会来增加我们的预防方法，以便为长期疫苗接种战略的实施争取时间。每延迟一周，我们的工作就会变得困难50%，更多的人不必要地死亡。
虽然我们最初会减缓病毒性增长（目标1）通过社会距离，我们最终通过成倍增长的疫苗接种量获胜。每月增加50%的疫苗接种量可以赶上并抑制病毒的增长。100天内接种1亿疫苗的线性计划是不够的。但是，如果我们在1月底之前每天接种100万疫苗，2月每天接种150万疫苗，2月每天接种2.25万疫苗在三月份，每天约有1亿人，那么到三月底，将近1亿最脆弱的人群至少会进行第一次注射（有些人还会进行第二次注射），随着新变种的出现，挽救了生命并减缓了病毒的传播。随着这种加速，美国每个人（3亿人，5亿人）都会注射疫苗可能在7月4日之前接种。8这一大规模疫苗接种工作将防止数千万人感染，特别是最后优先群体中的人，他们可能最不容易死亡，但受COVID-19长期衰弱影响最大。
让每一位接种疫苗的祖父母在Facebook上发布与孙辈拥抱的照片。
我们有疫苗供应来解决这个问题吗?这是绝对可能的。如果说我们的资本主义生产制度有什么好处的话，那就是指数级的增长。这位世界上最富有的人在2020年制造了比2010年更多的特斯拉。我们可以使用在计算机、手机和电动汽车领域创造指数增长的相同策略来提高疫苗产量。
在7月之前，我们计划有3亿剂已批准的mRNA疫苗和2亿剂将在未来几周获得批准的疫苗。但只有在我们利用春季生产激增的机会提高交货能力的情况下，这种供应才能迅速投入使用。
加速策略必须设定攻击性目标，然后适应这些目标。如果不能达到生产目标，如果疫苗试验验证了将在未来几个月内接种的年轻群体的单剂、延迟第二剂或半剂疫苗，那么供应可能会增加1亿多剂。
C)快速疫苗接种需要有一个适应性管道来匹配供需
由于目前的大部分供应都存放在冰箱里，现在很清楚，我们不仅必须以指数级增长供应，还必须以指数级增长将疫苗从工厂输送到“最后一英里”（疫苗接种诊所）和“最后一英寸”（人的手臂）的管道。并行化建立了多个疫苗流，我们必须每月将它们的总容量增加50%。应复制1月份成功接种疫苗的每个地点，以便在2月份为更多人接种疫苗。如果诊所在2月份每天营业12小时，那么在3月份就要全天候营业。如果三月份缺少疫苗接种员，招募医科学生、牙医、兽医和任何能注射疫苗的人，并在四月份之前召集各州的国民警卫队。联邦政府的建议、资金、协调和疫苗可用性的准确沟通将有所帮助，但我们也需要授权每一位公共卫生工作者紧急行动，尽快从供应中撤出。州长们必须同时帮助他们的药房、医院和诊所加快推进速度，同时要求联邦供应部门加快推进速度。
从长远来看，我们最困难的问题可能是需求。最初的疫苗接种分配被放缓，部分原因是卫生保健工作者不想要它们。9随着疫苗接种项目向更大的群体开放，这个问题似乎会减弱，但它将持续存在，并在春天没有人愿意接种疫苗时再次出现。一个不可信系统可以理解，这导致了许多人对疫苗接种犹豫不决，而网上的虚假信息活动则受到阴谋和不信任的推动。
我们必须让社区领袖、教堂、活动家、医生、美国每一个社区的人们以及各行各业的名人参与进来，向公众传播真实的疫苗信息。社交媒体是一个指数加速器，必须通过多个平行领域的协调信息来对抗在线虚假信息：针对老年人的晚间新闻上的公共卫生信息，以及TikTok、YouTube和Twitter影响者与年轻人的对话。让每一位接种疫苗的祖父母在Facebook上发布与孙辈拥抱的照片。复制成功的“脱票”活动，以“脱vax”。在航空公司开展大量营销活动，激励我们大家尽自己的一份力量，这样我们就可以在今年7月4日庆祝摆脱病毒。
电影战争游戏提供了最后一个重要的算法课程。它虚构的算法遭遇了多次失败，得出的结论是“有时候唯一的胜利就是不玩。”只要我们不断地让病毒卷土重来，变得更强，我们就输了。我们必须利用我们将在夏季之前发展起来的疫苗生产能力，生产足够的疫苗，以便在全球范围内击败该病毒。世界卫生组织报告，“目前，至少有49个高收入国家注射了3900多万剂疫苗。一个最低收入国家只注射了25剂。不是2500万剂；不是25000剂；只有25剂。”允许疫苗的国际许可证发放，以帮助平行化和指数级增长全球疫苗能力的努力。美国不仅可以帮助全球努力预防世界各地的痛苦和死亡，我们还可以建立大规模疫苗生产能力，以应对可能逃避我们第一轮疫苗接种的新变种。我们不想在2021年战胜病毒，而只是为了在2022年引进传播速度更快、抗疫苗的病毒株。只有通过大规模的全球疫苗接种运动，我们才能结束这场游戏。
Melanie E. Moses是新墨西哥大学计算机科学和生物学教授，也是该校的外部教员。圣菲研究所。她建立了免疫系统如何应对病毒性肺部感染的计算机模型，并使用仿生算法设计了可伸缩的机器人群。
工具书类
1.巴纳瓦尔,黄。et al。动物四分之一幂缩放的一般基础。美国国家科学院院刊107, 15816-158120 (2010).
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曼达维利，A.和拉宾，R.C.疾病预防控制中心警告说，这种新的病毒变种可能会导致新冠病毒-19病例的大幅增加。纽约时报(2021).
5.在每天3000例死亡中，65岁及以上的人有2400例:65-74岁的人有480例死亡，75岁以上的人有1920例死亡。与随机接种100天以上的人群相比，在前40天接种75岁以上人群可以节省57600人。65岁以上人群接种疫苗的延误造成9600人死亡，净增加48000人死亡。
6.Bassett，M.T.，Chen，J.T.，和Krieger，N.《美国按年龄划分的新冠病毒-19死亡率种族差异：一项横断面研究》。《公共科学图书馆·医学》杂志上17，e1003402（2020年）。
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8.假设1亿支强生疫苗只需要注射一次。
9.大量医护人员和一线工作人员拒绝接种COVID-19疫苗。《福布斯》(2021).
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