Цей матеріал також доступний українською

В больших группах чаще встречается «суперраспространение» коронавируса (Фото: REUTERS/Manuel Silvestri)

Американские ученые построили математическую модель распространения COVID-19 и доказали, что важнейшую роль в передаче вируса играют случаи массового заражения.

Кроме этого, анализ показывает, что предотвращение больших скоплений людей может значительно снизить уровень заражения коронавирусом, уверены математики и инженеры из Массачусетского технологического института (MIT).

Изучение около 60 случаев сверхраспространения показывает, что события, при которых один человек заражает более шести других людей, встречаются гораздо чаще, чем можно было бы ожидать, если бы диапазон скоростей передачи соответствовал статистическому распределению, которое обычно используется в эпидемиологии.

Основываясь на своих выводах, исследователи также разработали математическую модель передачи COVID-19, которую они использовали, чтобы показать, что ограничение собраний до 10 или менее человек может значительно сократить количество таких событий и снизить общее количество инфекций.

«События сверхраспространения, вероятно, более важны, чем большинство из нас первоначально предполагало. Несмотря на то, что они являются экстремальными событиями, они вероятны и поэтому, вероятно, происходят с большей частотой, чем мы думали. Если мы сможем контролировать сверхраспространяющиеся события, у нас гораздо больше шансов взять эту пандемию под контроль», — говорит Джеймс Коллинз, профессор медицинской инженерии в Массачусетском технологическом институте, старший автор нового исследования.

Для вируса SARS-CoV-2 «базовое число репродукции» составляет около 3, что означает, что в среднем каждый инфицированный вирусом человек передаст его примерно трем другим людям. Однако это число сильно варьируется от человека к человеку. Некоторые люди не передают болезнь никому, в то время как «суперраспространители» могут заразить десятки людей. Авторы работы решили проанализировать статистику этих сверхраспространяющихся событий.

Исследователи определили суперраспространителей как людей, которые передали вирус более чем шести другим людям. Используя это определение, они идентифицировали 45 событий текущей пандемии SARS-CoV-2 и 15 дополнительных событий вспышки SARS-CoV в 2003 году, все они задокументированы в статьях научных журналов. Во время большинства этих событий было инфицировано от 10 до 55 человек, но в двух из них, как во время вспышки 2003 года, заразились более 100 человек.

Учитывая обычно используемые статистические распределения, при которых типичный пациент заражает трех других, события, при которых болезнь распространяется на десятки людей, будут считаться очень маловероятными. Однако команда Массачусетского технологического института обнаружила, что это не относится к случаям сверхраспространения коронавируса.

Для выполнения своего анализа исследователи использовали математические инструменты из области теории экстремальных значений, которая используется для количественной оценки риска. Эта теория часто применяется в таких областях, как финансы и страхование, для моделирования риска экстремальных явлений, а также для моделирования частоты катастрофических погодных явлений, таких как торнадо.

Используя эти математические инструменты, исследователи обнаружили, что распространение коронавируса имеет «толстый хвост», а это означает, что, хотя сверхраспространение событий является экстремальным, они все же могут произойти.

«Это означает, что вероятность экстремальных событий снижается медленнее, чем можно было бы ожидать. Действительно крупные сверхраспространяющиеся события, в которых инфицировано от 10 до 100 человек, происходят гораздо чаще, чем мы ожидали», — отметили авторы исследования.

Исследователи создали и сравнили две математические модели передачи болезней. В каждой модели среднее количество контактов на человека составляло 10. Однако они разработали одну модель для экспоненциально убывающего распределения контактов, в то время как другая модель имела «толстый хвост», в котором у некоторых людей было много контактов. В этой модели гораздо больше людей заразились в результате событий суперраспространения. Однако передача прекратилась, когда люди с более чем 10 контактами были исключены из модели.

Полученные данные свидетельствуют о том, что предотвращение событий сверхраспространения может оказать значительное влияние на общую передачу COVID-19, говорят исследователи.

Напомним, на прошлой неделе ученые заявили, что большинство новых заражений COVID-19 в некоторых странах Европы вызваны новым штаммом коронавируса.

Новый штамм назвали 20А. EU1 и в его структуре может быть шесть генетических отличий от обычного SARS-CoV-2, который стал причиной распространения вируса по всему миру в начале весны 2020-го.

«Такого вида коронавируса мы еще не видели. Но пока нет доказательств того, что имеющиеся генные мутации влияют на скорость его передачи или на последствия заболевания», — говорила специалист по эволюционной генетике Базельского университета Эмма Ходкрофт.

Ученые считают, что этот вирус мог распространиться по всей Европе через туристов, которые летом отдыхали в Испании.



Источник