В новом исследовании, опубликованном в журнале iScience, ученые из Миланского университета (University of Milan) обнаружили, что сочетание 2 механизмов запускает сезонность эпидемий.
Актуальность вопроса
Почему большинство вирусных эпидемий циклически распространяются осенью и зимой в умеренных регионах земного шара? А что вызывает и определяет такую сезонность? По мнению ученых, ответ тесно связан с солнцем. Их теоретическая модель показывает, что как распространенность, так и эволюция эпидемий сильно коррелируют с количеством ежедневного солнечного излучения, которое попадает в данное место на Земле в данное время года.
В новом исследовании ученые предполагают, что причиной сезонности эпидемий, передаваемых воздушно-капельным путем, является точно такой же механизм, который вызывает времена года на нашей планете: количество ежедневного солнечного излучения на Земле. Хорошо известно, что ультрафиолетовый (УФ) свет способен дезактивировать различные виды вирусов и бактерий. Солнечный ультрафиолетовый свет, достигающий Земли, должен поэтому иметь некоторую дезинфицирующую силу на открытых частях планеты. Эффективность УФ-дезактивации конкретного вируса или бактерии зависит от самого вируса или бактерии, но для данного местоположения на Земле она, несомненно, больше, когда солнечное излучение сильнее (лето) и меньше, когда солнечное излучение слабее (зима). Такая цикличность солнечного дезинфицирующего действия с годовой частотой способна конструктивно резонировать с другой частотой, характерной для эпидемий: потерей иммунитета хозяина вируса вследствие его антигенного сдвига/дрейфа. Сочетание этих 2 механизмов запускает сезонность эпидемий в масштабах от нескольких лет до десятков лет, в зависимости от частоты встречаемости антигенов.
Материалы и методы исследования
Модель, предложенная итальянскими исследователями, точно воспроизводит сезонность, наблюдаемую в различных точках Земли для эпидемий с внутренним репродуктивным числом (R0) ниже примерно 2 — грипп обычно имеет R0~1 — и также способна моделировать эпидемии с гораздо большим внутренним репродуктивным числом, такие как нынешняя пандемия SARS-CoV-2 с R0≈3-4. Эти модели предсказывают высокоинтенсивные прерывистые начальные циклы, которые в конечном итоге стабилизируются (на временных масштабах, зависящих от частоты антигенного сдвига) на сезонно синхронизированные годовые циклы умеренной интенсивности.
Результаты научной работы
С эпидемиологической точки зрения эти модели проясняют важную и давнюю загадку: почему эпидемии гриппа исчезают каждый год, когда количество восприимчивых особей все еще очень далеко от того, что необходимо для запуска механизма стадного иммунитета? Итальянские данные о пандемии SARS-CoV-2 также могут быть точно описаны новой моделью, но прогностическая сила модели критически зависит (помимо реализации новых мер ограничения) от точных смертельных доз УФ для вируса COVID-19.
Авторы другого исследования обнаружили механизм восстановления клеточной ДНК после повреждения, вызванного солнцем.
