Новая модель инфекционных заболеваний поможет лучше прогнозировать пандемии
Существующие модели инфекционных заболеваний часто не учитывают динамику хозяев и экосистем, из которых возникают пандемии, что ограничивает их способность предсказывать вспышки. Ученые Смитсоновского института и их коллеги предлагают новый подход, опубликованный 17 мая в Nature Ecology & Evolution.
Суть нового подхода
Модель адаптирует установленные методы изучения природных систем (климата, океанических течений, роста лесов) для анализа паразитов и патогенов. Она рассматривает болезнь в полном экологическом и антропологическом контексте.
Ключевая проблема: Около 75% инфекционных заболеваний человека имеют зоонозное происхождение. Риски передачи (спилловера) включают вторжение в среду обитания, незаконную торговлю дикими животными и потребление мяса диких животных (бушмит).
От экосистемных к "эписистемным" моделям
Исследователи предлагают создать общие "эписистемные" модели (general "episystem" models). Они основаны на:
- Общих экосистемных моделях, которые предсказывают структуру пищевых цепей и передачу энергии.
- Интеграции в эти модели инфекционных агентов (паразитов, вирусов, бактерий).
Цель — выявить общие правила структурирования пищевых цепей, включающих патогены, чтобы предсказать:
- Типы патогенов в конкретной экосистеме.
- Характеристики экосистемы (например, уровень нарушения), повышающие вероятность наличия зоонозов.
- Угрозу для людей, взаимодействующих с этой экосистемой.
- Эффективность вмешательств для снижения угрозы с помощью компьютерного моделирования.
Цитаты экспертов
- Доктор Джеймс Хасселл: "Применение системного мышления для прогнозирования возникновения болезней требует фундаментального изменения в том, как мы концептуализируем инфекционные заболевания... Когда вы взвешиваете стоимость профилактики и устранения последствий, инвестиции в наше общее глобальное здоровье жизненно важны".
- Ивонн-Мари Линтон: "Мы предлагаем новый подход к моделированию инфекционных заболеваний, циркулирующих в природе... чтобы смоделировать поведение этих патогенов в популяциях диких животных и то, как они реагируют на деятельность человека".
- Катрина М. Пейгенкопп Лохан: "Вы могли бы использовать этот новый подход... чтобы посмотреть на лучший способ ведения аквакультуры или выращивания здорового скота... Мы могли бы это смоделировать. Это потрясающе".
Практическая реализация и вызовы
- Стартовые точки: Долгосрочные исследования нетронутых экосистем, где уже собираются данные о паразитах.
- Масштабирование: Можно использовать крупные экологические проекты, такие как ForestGEO и MarineGEO Смитсоновского института.
- Требует сотрудничества: Экспертов из ветеринарии, медицины, экологии болезней, сохранения биоразнообразия, биотехнологий и антропологии.
- Стоимость и сложность: Подход требует глобального сотрудничества, значительных инвестиций, улучшенного сбора и обмена данными в масштабах, превышающих текущие.