Прогнозирование вспышек инфекционных заболеваний с помощью науки о биогеографии патогенов
Воздействие инфекционных заболеваний на здоровье населения мира растёт, что увеличивает потребность в их прогнозировании и предотвращении. Доцент кафедры биологических наук Университета штата Луизиана (LSU) Тэд Даллас и его коллеги разработали простой подход для точного прогнозирования вспышек, комбинируя новые статистические методы и большой набор данных о биогеографии патогенов.
Биогеография патогенов — это их пространственное распределение по всему миру, что связывает биогеографию, экологию сообществ и эпидемиологию.
«Наш подход использует данные обо всей сети патогенов и стран, чтобы прогнозировать потенциальные вспышки, а также события появления и повторного появления патогенов», — пояснил Даллас.
Используя информацию из ресурса GIDEON (Global Infectious Diseases and Epidemiology Network), Даллас сотрудничал с соавторами: Колином Карлсоном из Джорджтаунского университета и Тимоте Пуазу из Университета Монреаля.
Исследование, опубликованное в Royal Society Open Science, учитывает данные о большом количестве патогенов для прогнозирования вспышек, тогда как предыдущие подходы были намного проще.
- Традиционный («нулевой») подход использует только исторические данные по конкретному патогену в конкретной стране (например, если вспышка наблюдалась в половине лет, то вероятность её в следующем году оценивается в 50%).
- Новый подход учитывает, что распределение других патогенов и ситуация в других странах могут улучшить прогноз. Например, схожие патогены могут иметь схожее глобальное распространение, а схожие страны — схожие сообщества патогенов.
Использование этой дополнительной информации значительно повысило точность прогнозирования по сравнению с традиционной нулевой моделью.
«Наша модель предсказывает вспышки патогенов лучше, чем этот нулевой подход... Цель состоит не обязательно в том, чтобы спрогнозировать все события вспышек повсеместно, а просто в том, чтобы обеспечить эталон для сравнения с более сложными методами», — отметил Даллас.
Это исследование важно, поскольку оно:
- Создаёт базовый уровень для проверки более сложных моделей.
- Повышает осведомлённость о распределении патогенов в целом.
«Если мы сможем заранее спрогнозировать потенциал вспышки, органы здравоохранения и правительства смогут заранее подготовиться к потенциальному событию», — заявил Даллас.
Ключевым аспектом работы стало объединение знаний из разных подразделов экологии (биогеографии, экологии сообществ) для изучения инфекционных заболеваний человека.
В настоящее время Даллас, сосредоточившись на глобальном распределении паразитов животных, продолжает исследования в области болезней, курируя студента, изучающего пространственно-временные закономерности вспышек и появления патогенов.
Быстрому распространению патогенов способствуют рост контактов между дикой природой и человеком, изменения климата и землепользования, отсутствие продовольственной безопасности и геополитические конфликты. Для развития средств прогнозирования и предотвращения вспышек необходима совместная работа научных знаний.