За неполных 450 лет человечество пережило около 400 масштабных эпидемических вспышек, утверждают исследователи из Падуанского университета (Италия), университетов Дьюка и Маркетта (США). Результаты их анализа опубликованы в официальном журнале Национальной академии наук США PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences). А расчеты показали, что ежегодный риск возникновения опасных эпидемий возрастет до трех раз уже в ближайшие десятилетия.
Есть ли в них закономерность
Авторы стремились найти ответ на главный вопрос последних двух лет: насколько вероятны новые пандемии, подобные COVID-19? Возможно, бушующая сейчас инфекционная вспышка нового патогена, унесшая жизни более 4,5 млн человек, станет самой смертоносной за столетие. Но это еще не точно. Продолжающаяся с 1980-х годов эпидемия ВИЧ/СПИД, например, уже отняла не менее 36 млн жизней. Пока же самой смертоносной мировой пандемией в истории считается эпидемия испанского гриппа, или испанки, продлившаяся с 1918 по 1920 год и убившая, по разным подсчетам, от 17 млн до 100 млн человек.
Однако эпидемии, которые продолжаются в настоящее время, — COVID-19, ВИЧ/СПИД, малярию — ученые в расчет не включили. Кроме того, для построения модели не брали эпидемии, которые могут быть прекращены вмешательством в виде вакцинации или эффективного лечения, чтобы пронаблюдать естественное распространение болезни. Согласно этим критериям были исключены все вспышки инфекционных заболеваний после 1945 года. При отборе не учитывали повторные вспышки болезни через небольшой промежуток времени, так как авторы хотели пронаблюдать статистику появления инфекций из природной среды (новых или персистирующих в природном резервуаре, как, например, чума).
Повторные эпизоды, причиной которых могла быть передача от человека к человеку, считали частью предыдущей эпидемии. В целом были тщательно изучены все данные по 476 задокументированным событиям всплеска инфекционных заболеваний (217 эпидемий с известной частотой, продолжительностью и количеством смертей, 145 эпидемий, ставших причиной менее 10 000 смертей, и 114, для которых известны только частота и продолжительность). Учитывалось, что отдельные эпидемии одного и того же заболевания не могут перекрываться во времени: эпидемия не может закончиться в тот же год, который знаменует начало последующей вспышки того же заболевания, независимо от места их возникновения.
Зарегистрированные в литературе эпидемии, произошедшие в один и тот же период времени, были объединены в одну (например, несколько эпидемий чумы в Европе в 17–18-м веках). За точку отсчета был взят 1600 год.
С учетом всех ограничений в расчет модели легли данные по 182 эпидемиям с известной частотой возникновения, продолжительностью и количеством смертей, 108 эпидемиям, вызвавшим менее 10 000 смертей, и 105, в отношении которых зарегистрированы только частота и продолжительность (всего 395 событий). Все они произошли с 1600 по 1945 год. Это прежде всего чума, холера, оспа, сыпной тиф и грипп.
Интенсивность эпидемии оценивали как число смертей, деленное на численность населения и продолжительность эпидемии. Для построения прогноза использовалась модель метастатистического распределения экстремальных значений (metastatistical extreme value distribution, MEVD). Она исходит из того, что вероятность эпидемий непостоянна во времени, а также что эти события достаточно редки. При этом зависимость вероятности эпидемии от ее интенсивности считали постоянной и описывали ее обобщенным распределением Парето: чем выше интенсивность эпидемии, тем ниже ее вероятность, но снижается она медленно и не достигает нуля даже при очень больших значениях интенсивности.
Согласно таким расчетам, ожидаемое время повторения эпидемии, подобной испанке, — около 400 лет (95 % ДИ: 332–489). Вероятность пандемии такого масштаба колеблется от 0,27 % до 1,9 % ежегодно. Она кажется низкой, но ни для одного года не является нулевой, а это означает, что мы не можем отсчитать 400 лет от минувшей эпидемии такого же уровня и чувствовать себя в безопасности. Однако и это еще не все.
Огромную роль в эпидемиях последних десятилетий играет антропогенный фактор: скорость распространения невероятно возросла по сравнению с минувшими столетиями, частота вспышек увеличивается. Если заложить в модель наблюдаемое увеличение скорости, то вероятность чрезвычайно больших эпидемий в ближайшие десятки лет возрастает втрое. Таким образом, предполагаемым временем появления новой испанки вместо 400 лет становится период в 127 лет.
Габриэль Катул, заслуженный профессор гидрологии и микрометеорологии Университета Дьюка:
Ни в коем случае не следует думать, что мы можем рассчитывать на 59-летнюю отсрочку от пандемии, подобной COVID-19, или что мы можем не готовиться к катастрофе масштаба испанского гриппа еще 300 лет. Такие события равновероятны в любой год в течение обозначенного времени. Когда сегодня происходит наводнение, подобного которому не было уже 100 лет, ошибочно предполагать, что можно позволить себе подождать еще 100 лет, прежде чем наступит другое такое же событие. Ведь уже в следующем году может случиться еще одно 100-летнее наводнение.
На наш век эпидемий хватит
Интереснее всего количественный расчет, как часто в будущем может происходить событие, подобное COVID-19. Текущая информация указывает на то, что эпидемия прогрессирует со скоростью около 2,5 млн смертей в год, что соответствует интенсивности 0,33 ‰ в год (относительно численности населения мира).
Используя количество эпидемий, наблюдавшихся за последние 20 лет в модели MEVD, эта интенсивность соответствует среднему времени рецидива 59 лет (95 % ДИ: 55–64). Это значение намного ниже, чем можно было ожидать. Однако активные противоэпидемические мероприятия, отслеживание контактов и карантин значительно снизили количество смертей, которые могли бы произойти, не будь приняты эти меры.
Детальное моделирование показывает: неограничиваемое распространение эпидемии привело бы к тому, что число смертей в некоторых странах могло бы возрасти в 8 раз. С учетом этого коэффициента усиления получается интенсивность, равная 2,63 ‰ в год, что соответствует среднему времени повторения 209 лет (95 % ДИ: 182–244).
Если попытаться вычислить вероятность столкнуться с событием такой интенсивности в течение жизни (для простоты взятой за 100 лет), то она будет равна 0,38. Но если ежегодный риск возникновения заболевания возрастает втрое, то эта вероятность может увеличиться до 0,76.
Вероятность повторения пандемии, схожей по масштабам с COVID-19, равна примерно 2 % каждый год, а поскольку вероятности подобных событий складываются, то для человека, рожденного в 2000-м, она оценивается более чем в 38 % к нынешнему моменту, и случиться такое событие может примерно в 2078 году. Так как патогены, подобные SARS-CoV-2, распространяются стремительно, а вероятность новых вспышек умножается, риски возрастают до 76 %. И вполне вероятно, человек, на молодой возраст которого выпал COVID-19, в течение своей жизни может столкнуться с еще одной не менее грандиозной пандемией.
Уильям Пэн, доцент кафедры глобального экологического здоровья Университета Дьюка, один из соавторов статьи:
Самый важный вывод заключается в том, что крупные пандемии, такие как COVID-19 и испанский грипп, вполне вероятны.
По его словам, важно понимать тот факт, что пандемии вовсе не так редки, как может показаться. Как ученый в области гигиены окружающей среды, Уильям Пэн, размышляя о причинах учащения вспышек, отмечает, что рост населения, изменения в системах обеспечения продовольствием, ухудшение состояния окружающей среды и более частые контакты между людьми и животными, являющимися переносчиками болезней, выступают чрезвычайно важными факторами в этих процессах.
Он подчеркивает, что статистический анализ предназначен только для характеристики рисков, а не для объяснения того, что ими движет. Тем не менее глубокие научные исследования необходимы, чтобы повысить приоритет усилий по предотвращению разрушительных пандемий в будущем и обрести контроль над ними. По словам Уильяма Пэна, «полученные результаты указывают на важность скорейшего реагирования на вспышки новых болезней, а также наращивания потенциала эпиднадзора за пандемией в местном и глобальном масштабе. Необходимы новые исследования, чтобы понять, почему крупные вспышки инфекций становятся все более распространенными».
В пресс-релизе Университета Дьюка опубликованы данные по вероятности наступления пандемии, способной уничтожить все человечество. Ученые рассчитали, что ее появление статистически возможно в течение следующих 12 тысяч лет.