Ареалы обитания грызунов как потенциально опасные резервуары зоонозных заболеваний

Rodent reservoirs of future zoonotic diseases. Barbara A. Han, John Paul Schmidt, Sarah E. Bowden, John M. Drake. PNAS. 2015. Vol. 112. No 22. Р. 7039–7044.

Возможность прогнозирования вспышек опасных инфекций дает возможность органам здравоохранения проводить эффективную профилактическую работу, а также контролировать и сдерживать распространение болезней. Авторы разработали компьютерную модель, обладающую элементами искусственного интеллекта, предназначенную для прогнозирования эпидемий зоонозных заболеваний (передающихся от животных к человеку). Патогенные микроорганизмы, развивающиеся в природе, а затем передающиеся от животных к человеку – причина большинства новых вспышек инфекционных болезней во всем мире. Частота таких событий возрастает. С помощью данной модели возможно составить максимально точный прогноз будущих пандемий на основе данных об изменениях в популяциях грызунов, переносящие на своей шерсти многих инфекционных агентов, в том числе блох, зараженных чумной палочкой Yersinia pestis, а также микроорганизмов-возбудителей таких страшных заболеваний, как болезнь Лайма или лихорадка Эбола. Авторы составили базу данных о 217 видах грызунов, которые являются подтвержденными переносчиками 58 заболеваний, опасных для человека. Затем была создана модель, учитывающая размер тела животных, места их обитания, плотность популяции, особенности репродуктивного поведения – всего 86 параметров. Программа анализирует скорость размножения животных и позволяет составить прогноз начала возможных эпидемий заболеваний, возбудителей которых переносят эти животные. Компьютерная модель, обладающая системой машинного обучения, с точностью до 90% определила, какие виды грызунов являются переносчиками патогенов, опасных для человека. Система машинного обучения построена на способности компьютера просеивать огромные объемы данных и находить в них закономерности, которые невозможно обнаружить другими способами.  По результатам анализа данных по 2277 видам выяснилось, что 150 потенциально опасных видов грызунов-распространителей заболеваний сконцентрированы главным образом на Ближнем Востоке, в Центральной Азии и на Среднем Западе США. Основное отличие этих видов от менее опасных для человека в том, что они начинают размножаться раньше и более плодовиты. Интересно, что среди возможных переносчиков заболеваний оказались некоторые полевки, белки и даже морские свинки. Разработанная модель является очередным шагом на пути к созданию проактивной стратегии смягчения рисков и предотвращения вспышек инфекционных заболеваний, вооружая ученых списком видов грызунов, чьи особенности определяют их опасность как носителей инфекций, передающихся людям. Модель также учитывает возможное усиление влияния некоторых видов в условиях ускорения темпов изменений окружающей среды. На основе результатов моделирования были построены карты, на которых отмечены «горячие точки» распространения известных грызунов-носителей инфекций, 150 новых вероятных видов-носителей, а также ареалы трех видов, которые с высокой вероятностью (около 70%) являются потенциальными источниками новых, еще  не открытых, инфекций.

В.В. Стрекопытов