Где скрываются следующие зоонозные вирусы?
Новый метод на основе искусственного интеллекта (ИИ) позволил выявить десятки тысяч потенциальных взаимодействий между вирусами и млекопитающими, увеличив известный "виром" в 15 раз.
Исследователи применили машинное обучение для прогнозирования взаимодействий "хозяин-вирус". Проанализировав данные о связях между тысячей видов млекопитающих и таким же количеством вирусов, они использовали 35 000 часов компьютерного времени на системах Calcul Québec.
Было идентифицировано 80 000 потенциально новых взаимодействий. Затем эту сеть ассоциаций сопоставили с моделью генома вируса, чтобы переоценить потенциал заражения человека всеми вирусами в базе данных. Результатом стал список вирусов животных, способных вызвать зоонозы.
Международный проект возглавил профессор Тимоти Пуазу из Университета Монреаля. Работа финансировалась Институтом оценки данных (IVADO) и проводилась в рамках Инициативы по исследованию возникновения вирусов.
Обнаружение "забытых" вирусов
Для проверки прогнозов команда изучила научную литературу на предмет ранее зарегистрированных вспышек у человека вирусов, которые их модель определила как высокорисковые. Оказалось, что 11 из 20 вирусов с наибольшим зоонозным потенциалом действительно вызывали заболевания у людей.
"Некоторые вирусы нас очень удивили; мы не думали, что они могут передаваться человеку", — отметил Пуазу. Например, модель оценила вирус эктромелии (мышиной оспы) как имеющий "очень высокую" вероятность заражения человека. Учёные обнаружили, что вспышка, вызванная этим вирусом, действительно произошла в китайской школе в 1987 году, но не была занесена ни в одну из баз данных.
Чаще всего в списке высокого риска встречаются вирусы семейств:
- Буньявирусы (вызывают, например, лихорадку долины Рифт)
- Рабдовирусы (бешенство)
- Филовирусы (Эбола)
- Флавивирусы (лихорадка денге, жёлтая лихорадка)
"Все эти семейства известны значительным зоонозным риском, но модель может позволить точнее измерить риск внутри этих семейств", — пояснил Пуазу.
Мониторинг "горячих точек", особенно Амазонии
Это исследование может помочь направлять усилия вирусологов по предотвращению зоонозов. Список высокорисковых вирусов можно использовать для целевых кампаний по отбору проб у конкретных видов и с учётом географического распределения, которое команда также нанесла на карту.
"Как эколог, занимающийся биогеографией, я хочу знать не только то, какой вирус совместим с каким хозяином, но и где можно найти эти комбинации", — сказал Пуазу.
Согласно модели, наибольшим потенциалом для вирусных мутаций обладает Амазония. "Результаты ясны: Амазония — это горячая точка для новых взаимодействий хозяин-вирус. Это регион, где мы находим больше всего взаимодействий, которые обычно не происходят".
По словам Пуазу, эти новые контакты могут объясняться недостатком данных об амазонском вироме, вырубкой лесов, изменением климата и расширением городов, что увеличивает контакты между животными и людьми.