Страшна математика. Дослідники пояснили, як часто відбуваються масові зараження COVID-19

3 листопада 2020, 14:18
Вы также можете прочесть этот материал на русском языке

Американські вчені побудували математичну модель поширення COVID-19 і довели, що найважливішу роль у передачі вірусу грають випадки масового зараження.

Крім цього, аналіз показує, що запобігання великим скупченням людей може значно знизити рівень зараження коронавірусом, впевнені математики та інженери з Массачусетського технологічного інституту (MIT).

Відео дня

Вивчення близько 60 випадків суперпоширення показує, що події, під час яких одна людина заражає понад шість інших людей, зустрічаються набагато частіше, ніж можна було б очікувати, якби діапазон швидкостей передачі відповідав статистичному розподілу, що зазвичай використовується в епідеміології.

Ґрунтуючись на своїх висновках, дослідники також розробили математичну модель передачі COVID-19, яку вони використовували, щоб показати, що обмеження зібрань до 10 чи менше людей може значно скоротити кількість таких подій і знизити загальну кількість інфекцій.

«Події суперпоширення, ймовірно, більш важливі, ніж більшість із нас спочатку передбачали. Попри те, що вони є екстремальними подіями, вони можливі й тому, ймовірно, відбуваються з більшою частотою, ніж ми думали. Якщо ми зможемо контролювати такі події, у нас набагато більше шансів взяти цю пандемію під контроль», — говорить Джеймс Коллінз, професор медичної інженерії в Массачусетському технологічному інституті, старший автор нового дослідження.

Для вірусу SARS-CoV-2 «базове число репродукції» становить близько 3, що означає, що в середньому кожна інфікована вірусом людина передасть його приблизно трьом іншим людям. Однак це число дуже варіюється від людини до людини. Деякі люди не передають хворобу нікому, водночас «суперпоширювачі» можуть заразити десятки людей. Автори роботи вирішили проаналізувати статистику цих подій суперпоширення.

Дослідники визначили суперпоширювачів як людей, які передали вірус більш ніж шести іншим людям. Використовуючи це визначення, вони ідентифікували 45 подій поточної пандемії SARS-CoV-2 і 15 додаткових подій спалаху SARS-CoV в 2003 році, всі вони задокументовані в статтях наукових журналів. Під час більшості цих подій було інфіковано від 10 до 55 осіб, але у двох із них, як під час спалаху 2003 року, заразилися понад 100 людей.

Враховуючи стандартні статистичні розподіли, за яких типовий пацієнт заражає трьох інших, події, за яких хвороба поширюється на десятки людей, будуть вважатися дуже малоймовірними. Однак команда Массачусетського технологічного інституту виявила, що це не стосується випадків суперпоширення коронавірусу.

Для виконання свого аналізу дослідники використовували математичні інструменти з теорії екстремальних значень, яка використовується для кількісної оцінки ризику. Ця теорія часто застосовується в таких сферах, як фінанси і страхування, для моделювання ризику екстремальних явищ, а також для моделювання частоти катастрофічних погодних явищ, таких як торнадо.

Використовуючи ці математичні інструменти, дослідники виявили, що поширення коронавірусу має «товстий хвіст», а це означає, що, хоча події суперпоширення є екстремальними, вони все ж можуть відбутися.

«Це означає, що ймовірність екстремальних подій знижується повільніше, ніж можна було б очікувати. Дійсно великі події суперпоширення, в яких інфіковано від 10 до 100 людей, відбуваються набагато частіше, ніж ми очікували», — зазначили автори дослідження.

Дослідники створили та порівняли дві математичні моделі передачі хвороб. У кожній моделі середня кількість контактів на людину становила 10. Однак вони розробили одну модель, у якій розподіл контактів експонентно знижувався, тоді як інша модель мала «товстий хвіст», в якому у деяких людей було багато контактів. У цій моделі набагато більше людей заразилися внаслідок подій суперпоширення. Однак передача припинилася, коли люди з більш ніж 10 контактами були виключені з моделі.

Отримані дані свідчать про те, що запобігання подіям суперпоширення може мати значний вплив на загальну передачу COVID-19, кажуть дослідники.

Нагадаємо, минулого тижня вчені заявили, що більшість нових заражень COVID-19 в деяких країнах Європи викликані новим штамом коронавірусу.

Новий штам назвали 20А. EU1, і в його структурі може бути шість генетичних відмінностей від звичайного SARS-CoV-2, який став причиною поширення вірусу по всьому світу на початку весни 2020 го.

«Такого виду коронавірусу ми ще не бачили. Але поки немає доказів того, що наявні генні мутації впливають на швидкість його передачі або на наслідки захворювання», — сказала фахівець з еволюційної генетики Базельського університету Емма Ходкрофт.

Вчені вважають, що цей вірус міг поширитися по всій Європі через туристів, які влітку відпочивали в Іспанії.

Правова інформація. Ця стаття містить загальні відомості довідкового характеру і не повинна розглядатися як альтернатива рекомендаціям лікаря. НВ не несе відповідальності за будь-який діагноз, поставлений читачем на основі матеріалів сайту. НВ також не несе відповідальності за зміст інших інтернет-ресурсів, посилання на які присутні в цій статті. Якщо вас турбує стан вашого здоров’я, зверніться до лікаря.

poster
Підписатись на щоденну email-розсилку
матеріалів розділу Здоров'я
Головні новини про здоров’я, фітнес та харчування
Щосуботи

Приєднуйтесь до нас у соцмережах Facebook, Telegram та Instagram.

Показати ще новини
Радіо НВ
X