Но в мире моделирования заболеваний во многих прогнозах используется высокоуровневый подход к географической области, такой как округ или штат, и прогноз основан на общей идее о том, что вирус пустит корни и распространится с одинаковой скоростью, пока не достигнет своей пик заражения.
Исследовательская группа под руководством Калифорнийского университета в Ирвине и Вашингтонского университета создала новую модель распространения коронавируса через сообщество. Этот подход, опубликованный сент. 10 в Proceedings of the National Academy of Sciences, факторы воздействия сети – с кем можно взаимодействовать – и демографические данные, которые необходимо моделировать на более детальном уровне, где и как быстро коронавирус может распространиться по Сиэтлу и 18 другим крупным городам.
Команда использовала U.S. Демографические данные Бюро переписи населения, методы моделирования и данные о случаях COVID-19 с весны 2020 года для оценки диапазона дней, в течение которых вирус распространяется в данном городе.
Результат: одни районы достигают пика раньше, чем другие. И в каждом городе вирус остается гораздо дольше, чем некоторые могли ожидать.
"Главный вывод из этого исследования – риск.
Люди подвергаются риску дольше, чем они думают, вирус просуществует дольше, чем ожидалось, и момент, когда вы думаете, что вам не нужно проявлять бдительность, означает, что с вами этого еще не случилось », – сказал соавтор Зак. Альмквист, доцент социологии Университета штата Вашингтон.
Альмквист и его команда взяли за основу свое исследование с двух основных предпосылок: учет социальных и географических связей в пределах участка, которые могут повлиять на течение вируса; и предполагаем, что никакая вакцина или другое серьезное вмешательство не изменит его путь. Затем, основываясь на фактических данных о COVID-19 и демографических данных, спроецируйте вероятный сценарий распространения во времени.
Возьмите Сиэтл. На карте города, составленной в рамках исследования, обозначен каждый переписной участок и указан цветной диапазон дней, в течение которых каждый участок может достичь пика инфекции, прежде чем вирус перейдет в низкую ремиссию. Общий диапазон огромен: от районов с самым быстрым пиком – 83 дня – до районов, где требуется более 1000 дней.
Это более трех лет, если не будет никаких существенных мер по сдерживанию распространения.
В более густонаселенных районах Сиэтла, таких как Капитолийский холм или Университетский округ, пик заражения достигается раньше. Но моделирование предсказывает, что даже близлежащие районы не достигнут пика заражения раньше, чем через несколько недель или даже лет.
Эти модели предсказывают более «взрывное» поведение распространения вируса, чем стандартные модели – с короткими внезапными эпизодами заражения по всему городу, сказал Алмквист.
В исследовательской модели Вашингтона Д.C., участки переписи также, по-видимому, достигают пикового уровня заражения в разное время. Опять же, более плотные участки обычно достигают пика раньше. Но сетевые соединения могут вызывать дни «всплеска» пикового заражения, когда в одних областях наблюдаются ранние пиковые инфекции, а в других – намного позже, в зависимости от относительной связи районов друг с другом, сказал Алмквист.
Прогнозирование пути распространения вируса может помочь оценить влияние на местные больницы. Исследователи предсказали это несколькими способами, например, смоделировав количество случаев в больнице с течением времени и количество дней, в течение которых больница находится на пике пропускной способности.
Модель прогнозируемых больничных случаев показывает, как географические различия в сроках пиковых инфекций COVID-19 могут повлиять на больницы в разных регионах.
Без вмешательства извне некоторые больницы будут работать в течение многих лет, особенно те, которые находятся дальше всего от крупных населенных пунктов.
По словам Альмквиста, эти типы моделей важны, потому что они обеспечивают более подробное и детальное предсказание неизвестного, такого как новый коронавирус. Определение того, как вирус может распространиться по городу и вызвать нагрузку на его больницы, может помочь местным чиновникам и поставщикам медицинских услуг спланировать множество сценариев. И хотя это исследование предполагает, что никакие серьезные вмешательства не обуздут вирус, разумно полагать, что вирус в какой-то степени сохранится, даже с такими растворами, как вакцина, по словам Альмквиста.
«Если вы спроецируете эти модели на то, что это означает по всей стране, мы можем ожидать, что в некоторых областях, таких как сельское население, не будет инфекции в течение месяцев или даже лет до того, как произойдет их пик заражения», – сказал Алмквист. «Эти прогнозы, как и другие, начинают предполагать, что могут потребоваться годы, чтобы распространение COVID-19 достигло насыщения среди населения, и даже если это произойдет, без вакцины оно может стать эндемическим."
Соавторы: Лоринг Томас, Пэн Хуан, Фань Инь, Сяошуан Ирис Ло, Джон Хипп и Картер Баттс, все из Калифорнийского университета в Ирвине.
Исследование финансировалось Национальным научным фондом и Калифорнийским университетом в Ирвине.