Специалисты в области общественного здравоохранения из Колумбийского университета с помощью сложного компьютерного моделирования проследили, как пандемии гриппа H1N1 в 2009 году и COVID-19 в 2020 году распространялись по территории США. Результаты, опубликованные в журнале «Proceedings of the National Academy of Sciences», демонстрируют, с какой молниеносной скоростью могут распространяться респираторные вирусы и почему их ранняя остановка является чрезвычайно сложной задачей. Это первое исследование, в котором напрямую сравнивается география распространения двух этих пандемий в американских мегаполисах.
Обе вспышки имели серьезнейшие последствия для Соединенных Штатов. Пандемия гриппа H1N1 привела к 274 304 госпитализациям и 12 469 смертям. Пандемия COVID-19 оказалась еще более разрушительной – на сегодняшний день в стране подтверждено 1,2 миллиона летальных исходов. Понимание механизмов распространения этих заболеваний имеет решающее значение для планирования ответных мер на будущие угрозы.
Чтобы реконструировать пути распространения вирусов, ученые объединили подробную эпидемиологическую информацию с компьютерными моделями, учитывающими авиаперелеты, ежедневные поездки на работу и вероятность событий-суперраспространителей. Анализ охватил более трехсот городских агломераций по всей стране.
Моделирование показало, что обе пандемии уже широко циркулировали в большинстве крупных городов в течение всего нескольких недель, причем это происходило еще до того, как были развернуты системы раннего выявления и приняты первые правительственные меры. Хотя H1N1 и COVID-19 распространялись по разным маршрутам, оба вируса использовали общие транспортные узлы, включая такие мегаполисы, как Нью-Йорк и Атланта. Ключевую роль в быстром распространении сыграли именно авиаперелеты, а не ежедневные маятниковые миграции. В то же время непредсказуемость путей передачи вносила значительную неопределенность, мешая прогнозировать возникновение новых очагов в реальном времени.
«Быстрое и хаотичное распространение гриппа H1N1 в 2009 году и COVID-19 в 2020-м подчеркивает, с какими трудностями сопряжено своевременное выявление и контроль. Расширение охвата систем надзора за сточными водами в сочетании с эффективным инфекционным контролем потенциально может замедлить начальное распространение будущих пандемий», – отмечает старший автор исследования, доктор Сен Пей, доцент кафедры наук о гигиене окружающей среды Колумбийского университета.
Предыдущие исследования уже указывали на ценность анализа сточных вод как инструмента раннего предупреждения. Новая работа служит дополнительным подтверждением: расширение такого мониторинга может сыграть важную роль в повышении готовности к пандемиям. Помимо реконструкции прошлых событий, ученые создали гибкую модель, которую можно применять для изучения ранних стадий других вспышек. Команда подчеркивает, что, хотя перемещение людей, особенно авиаперелеты, является главным двигателем пандемий, на их развитие влияют и другие факторы – демография, школьные каникулы, праздники и погодные условия.
