Боротися з інфекціями допомагають моделі прогнозів

Аби подолати інфекцію, потрібно дослідити причину та шляхи її передачі. У іншому випадку - може виникнути загроза пандемії.

“Коли рівень інфекції є вищим за рівень одужання, однин хворий може заразити в середньому від 3 до 5, а той до 12, інших людей. Тоді це призводить до зростання захворюваності у геометричній прогресії, до своєрідного вибуху на місцевому рівні”, - розповідає фізик Дірк Брокманн (вивчає поширення небезпечних інфекцій).

Коли інфекційна хвороба прогресує на регіональному рівні, це трактується як епідемія. В активному суспільстві епідемія дуже швидко поширюється.

З незапам’ятних часів хвороби передавалися по всьому світу інфікованими людьми, які подорожували з місця на місце. У Середньовіччя чума поширювалася Європою, посуваючись приблизно на 2 км за день. У сучасному світі патогени за лічені години долають тисячі кілометрів.

Щойно з’явилася атипова пневмонія, терапевти розробили модель, яка враховує не лише характеристики різних патогенів, але й динаміку авіаперельотів. Вона описує та передбачає маршрути, якими може рухатись епідемія.

“Центральними пунктами є аеропорти. Ці лінії позначають авіасполучення між ними. Яскравість чи інтенсивність лінії вказує на пасажиропотік на даному маршруті. Ця мережа охоплює, звісно ж, усю земну кулю. Отож, Ви бачите, що може трапитись у випадку епідемії: хвороба поширюється цими шляхами на весь світ”, - каже Дірк Брокманн.

Основою математичної моделі є міжнародний повітряний транспорт. 2 млн. польотів на день, 500 аеропортів та індивідуальні характеристики кожного окремого патогену. Це дає змогу моделі спрогнозувати світове поширення таких інфекційних хвороб, як атипова пневмонія.

Науковці дослідили, що для стримування інфекції недостатньо перервати роботу на певних лініях. Великі центри з високим пасажиропотоком, як от Нью-Йорк, Гонконг та Франкфурт, мають бути ізольовані. Але як це працює?

“Як зміниться поширення епідемії, якщо вжити заходів епідемічної гігієни? До прикладу, якщо у пасажирів виміряти температуру при вході. Цей фактор також можна внести до нашої моделі, і прогноз покаже, які наслідки це буде мати на поширення епідемії”, - каже інфектолог Рене Готтшальк (Управління охорони здоров’я Франкфурта).

Інший дуже небезпечний патоген: H5N1 - вірус пташиного грипу. Якщо він поєднається з людським грипом, людство зіткнеться з новим загрозливим супервірусом. Завдяки аналізу подорожей у світі та характеристиці патогенів, науковці вже зараз можуть скласти маршрут їх можливого поширення.

“У випадку атипової пневмонії хворий спричиняє появу від 2 до 4-х побічних інфекцій. Але у випадку грипу ця цифра може бути набагато вищою. Наша модель дає змогу симулювати наслідки. Ми задаємо відомі нам факти, залишаючи поширення по світі, визначене мережею цивільних авіаліній. Тоді ми запускаємо симуляцію і бачимо, що ж відбувається”, - сказав Дірк Брокманн.

Симулювання епідемії дає змогу поки не пізно вжити потрібні заходи. Епідеміологи отримують загальну картину - як стримувати інфекцію і як запобігти поширенню хвороби світом. Наприклад, такої як грип.

“Перше, що необхідно - закрити школи та дитсадки, адже грип легко підхоплюється дітьми. Нам також варто заохочувати людей одягати захисні маски на обличчя, це дуже проста, але і дуже ефективна річ при поширенні епідемії чи пандемії”, - радить інфектолог Рене Готтшальк.

Сьогодні віруси поширюються світом фактично миттєво. За допомогою моделі прогнозів, можна розробити запобіжні стратегії, адже у випадку вірусного спалаху необхідно негайно ізолювати країни та закрити великі аеропорти. І ціна часу тут - збережені життя людей.