
Группа исследователей из Университета Калифорнии и Стэнфордского университета разработала математическую модель, позволяющую прогнозировать эпидемии гриппа на основе многолетних наблюдений за влажностью и температурой. Статья опубликована в журнале PNAS, кратко о ней рассказывается в редакционном материале Science.
Целью исследования был поиск взаимосвязи между периодичностью вспышками гриппа и климатом. В северном полушарии такая связь кажется очевидной: эпидемии происходят зимой, когда климат более холодный и сухой. Однако в тропических регионах, где сезонные циклы отсутствуют, спрогнозировать эпидемии гораздо сложнее. Для поиска взаимосвязи авторы проанализировали данные по температуре, влажности и вспышкам гриппа за 18 лет наблюдений по всему миру.
В своей работе ученые использовали так называемое «эмпирическое математическое моделирование», учитывающее хаотичность природных систем. Эта модель была ранее разработана для изучения «хаотичных» популяций сардин и анчоусов. В основе метода лежит анализ изменений, происходящих в системе при изъятии из нее отдельных факторов — а не просто изучение корреляции между разными факторами в системе.
Оказалось, что самым важным фактором, позволяющим предсказать эпидемию гриппа, является влажность. Однако температура тоже важна, причем она взаимодействует с влажностью довольно сложным образом. Так, при температурах до 24°C вспышки гриппа с большей вероятностью происходят при пониженной влажности: именно это наблюдается в северном полушарии. Однако при температурах выше 24°C взаимосвязь обратная: эпидемии с большей вероятностью происходят при повышенной влажности. Иными словами, в северном полушарии эпидемии возникают зимой, а в тропиках — в основном в сезон дождей. Однако в тропиках сезонность эпидемий гриппа все равно остается очень смазанной, поскольку колебания влажности и температуры там не такие резкие, как в северных широтах.
Как отмечают авторы, обнаруженная взаимосвязь хорошо согласуется с тем, что известно про биологию вируса гриппа. Его вирусная оболочка, или суперкапсид, имеет две уязвимости: она разбухает и разрывается при холодных влажных условиях и высыхает от сухости и высокой температуры. Такие свойства суперкапсида объясняют, почему взаимоотношения между влажностью и температурой «переворачиваются» при 24°C.
Исследователи также предлагают простой способ борьбы со вспышками гриппа, основанный на результатах работы: ставить увлажнители воздуха в школах, больницах и других общественных местах. Однако некоторые другие ученые раскритиковали эту идею, заметив, что влажность в помещении хотя и может помешать распространению вируса гриппа, создаст идеальные условия для распространения любящих влажный воздух бактерий и плесени.
Софья Долотовская
