Какие признаки важны для прогнозирования возникновения болезни в новых популяциях?

Новое исследование, проведенное учеными из Университета Пенсильвании и Университета Миннесоты в Дулуте, определило характеристики, которые могут помочь предсказать, сохранится ли патоген в новой популяции хозяина после межвидовой передачи (спилловера). Понимание этого может помочь направить ресурсы общественного здравоохранения на предотвращение распространения новых заболеваний.

Исследование опубликовано в журнале PLOS Biology.

Модельная система и метод

Ученые использовали модель вирусного спилловера в системе с нематодами Caenorhabditis, которые имеют множество общих генов с человеком. Они изучили восемь штаммов червей, относящихся к семи видам, подвергнув их воздействию вируса Орсе.

Процесс включал:

  1. Экспозицию популяций червей вирусу.
  2. Последующий рост и размножение в течение 5–13 дней.
  3. Последовательный перенос 20 взрослых червей в новые, свободные от вируса чашки Петри (до 10 раз или до тех пор, пока вирус не переставал обнаруживаться).

Измеряемые признаки

На начальной стадии (в первой чашке Петри) исследователи измерили:

  • Распространенность инфекции — доля инфицированной популяции.
  • Интенсивность инфекции — количество вируса внутри каждого зараженного червя.
  • Выделение вируса — способность высвобождать копии вируса в окружающую среду.
  • Восприимчивость к инфекции — уязвимость хозяев к вирусу.

Результаты

С помощью математических моделей было установлено, что динамика распространения вируса в первые дни после передачи критически важна для прогнозирования его долгосрочного сохранения.

Три фактора положительно коррелировали с вероятностью закрепления вируса в новой популяции хозяев:

  1. Распространенность инфекции.

  2. Выделение вируса.

  3. Восприимчивость к инфекции.

При этом распространенность инфекции и выделение вируса имели особое значение. Более половины различий в том, сохранится ли вирус, можно было связать с этими характеристиками, измеренными на начальном этапе.

Интенсивность инфекции (тяжесть заражения) не позволяла предсказать сохранение вируса.

Значение и дальнейшие планы

Исследование помогает определить, на какие вспышки после спилловера стоит обращать внимание в первую очередь. В дальнейшем ученые планируют изучить, как патогены адаптируются к новым хозяевам на генетическом уровне, чтобы понять эволюционные изменения, позволяющие вирусу сохраняться.