Как пандемия может развиваться в 2021 году и позднее

Опубликовано: 11.08.2020

Вот что ученые предсказывают на следующие месяцы и годы.

Photo copyright: Silvision. CC BY-ND 2.0

Июнь 2021. Мир живет в режиме пандемии уже полтора года. Вирус продолжает медленно распространяться; периодические карантины стали новой нормой. Одобренная вакцина дает иммунитет на шесть месяцев, однако международные сделки замедлили ее распространение. Согласно статистике, 250 миллионов людей по всему миру были заражены, 1,75 миллиона — мертвы.

Подобные сценарии предполагают, как пандемия коронавируса будет развиваться в дальнейшем. По всему миру эпидемиологи строят краткосрочные и долгосрочные прогнозы, чтобы подготовиться и по возможности смягчить распространение и влияние SARS-CoV-2, вируса, спровоцировавшего covid-19. Хотя их прогнозы и временные рамки отличаются, ученые сходятся на двух моментах: covid-19 пришел надолго, и будущее зависит от множества неизвестных, включая возможность формирования долгосрочного иммунитета у человека, влияние сезонов на распространение вируса и, возможно, это самое главное, решения государств и отдельных личностей. «Где-то карантин снимают, где-то нет. Мы еще не знаем наверняка, что случится», — говорит Розанид Эгго, разработчик моделей распространения инфекционных заболеваний Лондонской школы гигиены и тропической медицины.

«Будущее будет во многом зависеть от того, насколько возобновиться социальное смешивание, и какие меры профилактики мы примем», — сообщает Джозеф Ву, разработчик моделей заболеваний Университета Гонконга. Недавние модели и свидетельства положительного влияния карантинов показывают, что изменения в поведении могут снизить распространение коронавируса, если многие, необязательно все, будут их соблюдать.

На прошлой неделе число подтвержденных случаев заболевания covid-19 по всему миру преодолело отметку в 15 миллионов человек, при этом зарегистрировано 650 тысяч летальных исходов. Во многих странах ослабляют ограничительные меры, и многие люди предполагают, что пандемия закончилась, рассказал Йонатан Град, эпидемиолог Гарвардской школы общественного здравоохранения им. Т. Х. Чана в Бостоне, штат Массачусетс. «Однако это не так. Нам предстоит долгий путь».

Если иммунитет к этому вирусу длится менее года, например, как это происходит в случае с другими коронавирусами человека, то нас ожидают ежегодные волны заболеваемости covid-19 вплоть до 2025 года и позднее. В этой статье Nature приводит мнения ученых о том, как будут развиваться события в ближайшие месяцы и годы.

Что произойдет в ближайшем будущем?

Пандемия по-разному течет на разных территориях. Такие страны как Китай, Новая Зеландия и Руанда добились низкого уровня заболеваемости с помощью карантинов различной продолжительности и сейчас снимают ограничения, но следят за вспышками. В других местах, например, в США и Бразилии заболеваемость стала быстро расти после того, как правительства резко сняло ограничительные меры или не вводило их вообще.

Вторая группа стран заставляет создателей моделей волноваться. Для ЮАР, которая сейчас занимает пятое место в мире по количеству заболевших, консорциум разработчиков моделей подсчитал, что страна может ожидать пика заболеваемости в августе или сентябре при почти миллионе случаев, а к началу ноября в стране будет в общей сложности 13 миллионов человек с симптомами заболевания. Что касается возможностей больниц, Джулиет Пуллиам, директор Южноафриканского центра эпидемиологического моделирования и анализа Университета Стелленбос рассказывает следующее: «В некоторых регионах мы уже преодолели уровень возможностей, так что, я думаю, наш лучший сценарий не самый оптимистичный».

Однако с упрощением ограничительных мер приходят хорошие новости. Ранние свидетельства показывают, что поведение людей в том, что касается мытья рук и ношения масок, сохраняется даже после снятия карантина. Это помогает замедлить волну заболеваемости. Июньский доклад команды Центра глобального анализа инфекционных заболеваний Имперского колледжа Лондона показывает, что в 53 странах, начавших снятие ограничений, всплеск заболеваемости не превысил порог, предсказанный на основе предыдущих данных. «Недооценивается, насколько поменялось поведение людей в отношении ношения масок, мытья рук и социального дистанцирования. Все не так, как раньше», — говорит Самир Бхатт, эпидемиолог, специализирующихся на инфекционных заболеваниях, Имперского колледжа Лондона и соавтор исследования.

Исследователи, находящиеся в «горячих точках» распространения вируса, изучают, насколько полезны новые особенности поведения. В Университете Аньемби Морумби в Сан-Паулу, Бразилия, вычислительный биолог Осмар Пинту Нету и его коллеги создали более 250 тысяч математических моделей различных стратегий социального дистанцирования, описанных как постоянные, периодические и «снижающиеся» (когда ограничения снимаются постепенно). Наряду с ними изучались поведенческие изменения такие, как ношение масок и мытье рук.

Команда пришла к выводу, что если 50-65% населения соблюдают эти меры, то упрощение мер социального дистанцирования каждые 80 дней позволит избежать пиков заболеваемости в следующие два года. «Мы должны будем изменить нашу культуру общения с другими людьми», — говорит Нету. В целом, это хорошие новости. Даже без тестирования и вакцины изменение поведения может значительно снизить распространение заболевания, добавляет он.

Разработчик моделей распространения инфекционных заболеваний Хорхе Веласко-Эрнандес из Национального автономного университета Мексики в Хурикиоте и его коллеги также изучали баланс между карантинными мерам и индивидуальной защитой. Они установили, что если 70% населения Мексики будет носить маски и мыть руки, а также соблюдать самоизоляцию, начавшуюся в конце марта, то заболеваемость будет снижаться после прохождения своего пика в конце мая/начале июня. Однако правительство сняло ограничительные меры 1 июня, и, вместо того чтобы падать, наибольшее число смертей от covid-19 в неделю осталось без изменений. Команда Веласко-Эрнандеса считает, что два государственных выходных послужили причиной быстрого распространения вируса, спровоцировав высокий уровень заболеваемости накануне снятия ограничений.

Регионам, где заболеваемость covid-19 снижается, исследователи рекомендуют внимательно наблюдать за ситуацией с помощью тестирования, изолировать новых заболевших и отслеживать их контакты. Кстати, это ситуация Гонконга. «Мы экспериментируем, наблюдаем и медленно приспосабливаемся», — говорит Ву. Он надеется, что такая стратегия предотвратит массивный всплеск заболеваемости, но увеличение частоты авиаперелетов грозит появлением большого числа ввезенных случаев.

Однако насколько отслеживание контактов и изоляция действительно помогают сдерживать вспышки?

Анализ группы, изучающей covid-19, Центра математического моделирования распространения инфекционных заболеваний Лондонской школы гигиены и тропической медицины изучил новые вспышки различной контагиозности, начиная с 5, 20 или 40 новых случаев. Команда пришла к выводу, что отслеживание контактов должно быть быстрым и обстоятельным. Чтобы контролировать вспышку, надо отследить 80% контактов заболевшего за несколько дней. Группа сейчас оценивает эффективность цифрового отслеживания контактов, а также сколько времени инфицированные люди могут провести в карантине, рассказала соавтор исследований Эгго. «Очень важно найти баланс между тем, сколько времени люди смогут выдержать в изоляции, и тем, сколько нужно для сдерживания вспышки».

Отследить 80% контактов почти невозможно в регионах, которые до сих пор имеют дело с тысячами новых случаев еженедельно. Более того, самый высокий предполагаемый уровень заболеваемости, вероятно, является заниженным. Команда из Массачусетского технологического института (MIT) в Кембридже в июле опубликовала исследование, где представлен анализ тестирования на COVID-19 в 84 странах. Оно показывает, что реальная заболеваемость по всему миру была в 12 раз выше, чем сообщалось в официальных источниках, смертность была занижена на 50%. «Случаев заболевания больше, чем рассказывают нам официальные данные. Как следствие, вероятность заболеть выше, чем люди думают», — рассказывает Джон Стерман, соавтор исследования и директор Группы системной динамики MIT.

На настоящий момент меры по смягчению заболеваемости такие, как социальное дистанцирование, должны сохраняться как можно дольше, чтобы предупредить вторую массовую волну, говорит Бхатт. «Так будет до начала зимы, когда все опять станет несколько опасней».

Что случится, когда придет холод?

Уже понятно, что лето не смогло полностью остановить вирус, но теплая погода помогла сдержать его в регионах с умеренным климатом. В регионах, где во второй половине года похолодает, эксперты предсказывают ускорение распространения заболевания.

Многие респираторные вирусы человека — грипп, другие коронавирусы человека респираторно-синцитиальный вирус — подвержены сезонным колебаниям, приводящим к зимним вспышками. Есть большая вероятность, что SARS-CoV-2 последует такой же логике. «Я считаю, уровень распространения SARS-CoV-2 и потенциальная вспышка заболеваемости повысятся зимой», — рассказывает Акико Ивасаки, иммунобиолог Йельской школы медицины в Нью-Хейвене, штат Коннектикут. Имеющиеся данные свидетельствуют о том, что сухой зимний воздух улучшает стабильность и распространение респираторных вирусов, а иммунная защита дыхательных путей может быть ослаблена поступлением сухого воздуха.

Кроме того, в холодную погоду люди обычно остаются в помещениях, где велик риск передачи вирусов воздушно-капельным путем, объясняет Ричард Неэр вычислительный биолог Базельского университета в Швейцарии. Модели, созданные его командой, показывают, что сезонные колебания с высокой вероятностью повлияют на распространение вируса и сделают его сдерживание в Северном полушарии затруднительным.

В будущем вспышки SARS-CoV-2 могут происходить каждую зиму. Риск для взрослого населения, уже переболевшего этим заболеванием, понизится, но все будет зависеть от того, насколько быстро исчезает иммунитет к коронавирусу, говорит Неэр. Более того, сочетание SARS-CoV-2 и гриппа осенью и зимой может вызывать проблемы, рассказывает Веласко-Эрнандес, который проводит исследование того, как эти вирусы могут взаимодействовать.

Остается неизвестным, помогает ли инфицирование другим коронавирусом человека защититься от SARS-CoV-2. В эксперименте с клеточными культурами SARS-CoV-2 и близкий к нему SARS-CoV антитела, выработанные против одного коронавируса, связывались с другим, но не обезвреживали и не уничтожали его.

Для победы над пандемией вирус или будет устранен во всем мире, но это почти невозможно, так как он слишком широко распространился, или люди выработают к нему иммунитет, переболев или создав вакцину. Подсчитано, что в зависимости от страны 55-80% населения должно иметь выработанный иммунитет, чтобы это произошло.

К сожалению, существующие исследования показывают, что нам предстоит еще долгий путь. Анализ тестирований на антитела, который демонстрируют подвергались ли Вы коронавирусу и имеете ли к нему антитела, сообщил, что только малая часть населения была заражена. Модели распространения заболевания подтверждают это. Исследование 11 европейских стран показало, что к 4 мая уровень инфицирования составлял 3-4%. Эти цифры вытекает из соотношения числа случаев заболевания к смертности и числа летальных исходов. В США, где было более 150 тысяч случаев смертей от covid-19, исследование тысяч образцов сыворотки, проводимое Центром по контролю и профилактике заболеваний США, показало наличие антител у 1-6.9% населения, в зависимости от региона.

Что случится в 2021 и позднее?

Курс пандемии в следующем году во многом зависит от появления вакцины и от того, насколько долго длится иммунитет после вакцинации или выздоровления от болезни. Многие вакцины формируют иммунитет на десятилетия, например, вакцины от кори или полиомиелита. Другие со временем теряют свой эффект, как вакцина от коклюша или гриппа. Таким же образом к некоторым вирусным инфекциям иммунитет вырабатывается на долгий срок, а к другим — нет. «Общая распространенность SARS-CoV-2 к 2025 году в значительной степени зависит от длительности иммунитета», — пишут Град, гарвардский эпидемиолог Марк Липситч и их коллеги в майском документе, посвященном возможным сценариям.

Пока ученые мало знают о том, сколько длится иммунитет к SARS-CoV-2. Одно исследование переболевших им показывает, что антитела сохранялись в течение 40 дней после начала заболевания. В некоторых других работах говорится, что уровень антител снижается за недели или месяцы. Если covid-19 следует логике SARS, то высокий уровень антител должен сохраняться на протяжении 5 месяцев и медленно снижаться в течение 2-3 лет.

Однако создание антител — не единственный способ иммунной защиты. Память В и Т клеток также защищает нас от будущих встреч с тем же вирусом, но пока мало известно об их роли в инфицировании SARS-CoV-2. Для точного ответа на вопрос о длительности иммунитета, ученым нужно исследовать большое число людей на значительном временном промежутке, объяснил Майкл Остерхольм, директор Центра исследований и политики в области инфекционных заболеваний при Университете Миннесоты, Мннеаполис. «Нам просто придется подождать». Если уровень заболеваемости продолжит быстро расти в условиях отсутствия вакцины и краткосрочного иммунитета, «мы увидим регулярное интенсивное движение вируса», — говорит Град. В таком случае вирус станет эндемическим, рассказала Пуллиам. «Это будет по-настоящему болезненно». И это не невообразимо. Малярия, предотвратимое и поддающееся лечению заболевание, убивает 400.000 человек ежегодно. «Эти сценарии наихудшего развития событий разворачиваются во многих странах с предотвратимыми болезнями, вызывая высокую смертность», — объясняет Бхатт.

Если вирус формирует краткосрочный иммунитет, как это делают два других человеческих коронавируса OC43 и HKU1, иммунитет к которым длится около 40 недель, тогда люди могут заболевать повторно, и каждый год нас ждут новые вспышки, предполагает команда Гарварда. Дополнительный доклад Центра исследований и политики в области инфекционных заболеваний, в котором приводится исследование трендов восьми глобальных пандемий гриппа, указывает на значительную активность covid-19 в следующие полтора-два года. Она может выражаться в серии постепенно уменьшающихся пиков и долин или в постоянном медленном распространении вируса без каких-либо конкретных волн. Однако эти сценарии — просто предположения, так как до настоящего времени эта пандемия не следует схеме пандемий гриппа, объясняет Остерхольм. «Мы столкнулись с беспрецедентной коронавирусной пандемией».

Существует и вероятность того, то иммунитет к SARS-CoV-2 постоянный. В таком случае даже без вакцины вирус сам по себе исчезнет к 2021 году после общемирового вспышки. Однако если иммунитет умеренный и длится около двух лет, то, согласно информации гарвардской команды, может показаться, что вирус исчез, но он вернется обратно не позднее 2024 года.

Этот прогноз, однако, не учитывает изобретение эффективной вакцины. Маловероятно, что вакцина никогда не будет изобретена. На ее разработку уже направлено огромное количество сил и денег, кроме того, некоторые варианты уже тестируются на людях, рассказал Веласко-Эрнандес. По данным ВОЗ сейчас проходят тестирование на людях 26 вариантов вакцины, 12 из которых во второй фазе, а 6 в третьей. Даже если вакцина не будет обеспечивать полной защиты, она поможет снизить тяжесть течения заболевания и избежать госпитализации, объясняет Ву. Однако на производство и распространение успешной вакцины понадобятся еще месяцы.

Мир не будет повержен covid-19 одинаково. Регионы с большим количеством старого населения будут иметь непропорционально больше случаев заболевания на поздних стадиях эпидемии, говорит Эгго. Математическая модель ее команды, опубликованная в июне и основанная на данных 6 стран, показывает, что уязвимость к инфекции детей и людей младше 20 лет почти в два раза ниже, чем у более взрослых.

Существует одна вещь, которая объединяет все страны, города и сообщества, страдающие от пандемии. «Мы столько еще не знаем об этом вирусе, — говорит Эгго. — До того момента, как у нас появится более точная информация, мы все будем подвержены неопределенности».

Меган Скуделлари (Megan Scudellari)
Источник