Новый метод оценки распространения болезней среди диких животных

Новый метод позволяет биологам оценивать распространённость заболеваний в популяциях диких животных и определять, сколько образцов необходимо для их выявления.

Это важно, так как у природоохранных служб часто не хватает ресурсов для сбора достаточного количества образцов. Для предотвращения пандемий зоонозного происхождения, подобных COVID-19, необходимо эффективно отслеживать ключевые виды на предмет новых заболеваний.

До сих пор широко используемые формулы для определения размера выборки предполагали, что животные в популяции заражаются независимо друг от друга.

В реальности популяции часто кластеризованы: особи объединяются в семейные группы, делят территорию и среду обитания. Из-за близкого контакта инфекционные заболевания легко распространяются внутри группы.

При возможности случайной выборки из популяции, исследование одного оленя из семейной группы может указывать на статус остальных её членов, так как они коррелируют друг с другом. В этом случае корреляция внутри кластеров уменьшает эффективный размер популяции, что позволяет биологам собирать меньше образцов для оценки распространённости болезни.

«Эта структура настолько гибкая, что мы можем использовать её для любых животных», — сказала Кристен Шулер, соавтор исследования. «Если мы думаем о птицах, мигрирующих огромными стаями, в сравнении с лосем, который ведёт одиночный образ жизни, — это влияет на то, какой размер выборки нам нужен».

Исследование «Размер выборки для оценки распространённости заболеваний в популяциях диких животных: байесовский подход к моделированию» опубликовано в Journal of Agricultural, Biological and Environmental Statistics.

Условия применения метода:

• Болезнь должна быть заразной.
• Вид животных должен иметь предсказуемую тенденцию к кластеризации.
• Образцы должны собираться случайным образом от особей из как можно большего числа разных кластеров.

В исследовании в качестве примера рассматривалась Chronic Wasting Disease (CWD) у оленей. Олени обычно образуют семейные группы в среднем по 5 особей, а CWD является высокоинфекционным заболеванием.

Ограничение метода: биологи на практике часто не могут проводить простую случайную выборку, и реалии сбора образцов могут, несмотря на корреляцию внутри групп, увеличивать необходимый размер выборки.

Для помощи биологам в определении необходимого количества образцов разрабатывается онлайн-приложение. В него можно будет ввести данные о конкретном животном (естественная история, время года, репродуктивный статус, уровень контактов) и заболевании, и приложение оценит, сколько особей нужно обследовать.