После прививки следует ненадолго ограничить контакты

Научная группа Евгения Кунина из Национального центра биотехнологической информации (Национальные институты здоровья, Бетесда, США) смоделировала развитие эпидемии вирусной инфекции в зависимости от уровня вакцинации с учетом появления устойчивых к вакцине штаммов. Работа размещена в базе medRxiv.

При оптимизации распространения вакцин необходимо учитывать множество социальных и экономических факторов. Дополнительные сложности возникают при появлении устойчивых вариантов вируса. Вакцинация создает давление отбора, и чем больше размер привитой популяции, тем давление сильнее. При этом устойчивость скорее разовьется у вируса, попавшего в организм привитого индивида в период между иммунизацией и установлением иммунного ответа.

Авторы новой работы оценили ограничения, которые налагает на распространение вакцины потенциальное возникновение устойчивого штамма. Они создали эпидемиологическую модель для симуляции вакцинных кампаний и рассмотрели множество сценариев, чтобы определить оптимальную стратегию для каждого случая.

Популяция в модели была разделена на семь групп. Три группы были чувствительными к заражению исходным штаммом или устойчивым мутантом: N — невакцинированные, полностью чувствительные, I — недавно получившие вакцину, частично чувствительные к исходному штамму и полностью чувствительные к мутантам, и V — вакцинированные с минимальной чувствительностью к исходному штамму и полностью чувствительные к мутантам. Две группы представляли инфицированных исходным штаммом и различались по состоянию хозяина: инфицированные-наивные (F) и инфицированные-привитые (M). Третья группа инфицированных — инфицированные мутантным вариантом вируса (E). Наконец, группа выздоровевших (R) включает всех инфицированных ранее. Вакцинация снижает чувствительность к исходному штамму, но привитые не приобретают иммунитет немедленно — они переходят в группу V с некоторой задержкой. Предполагается, что выздоровление дает стабильный иммунитет, а изменениями размера популяции из-за рождаемости/смертности можно пренебречь. Модель учитывает контакты зараженных. Так, группы N или I заражаются от групп F или M с равной вероятностью. Также за одинаковую была принята вероятность заражения мутантным штаммом групп N и V.

Используя модель, ученые показали, что исход программы вакцинации зависит не только от охвата населения, но и от того, насколько далеко зашла эпидемия перед началом программы, то есть от относительной величины группы R. Кроме того, важна заразность мутантного варианта по сравнению с исходным вирусом. Если мутант значительно менее заразен, ранний старт вакцинации и быстрое распространение вакцины снизит кумулятивное число заражений и в наиболее благоприятном случае сделает его незначительным.

Если же резистентный мутант более заразный, чем исходный штамм, возможны разные исходы программы вакцинации. Так, при высокой скорости распространения вакцины кумулятивное число заражений остается высоким. При этом существует оптимальная скорость распространения, превышение которой увеличивает количество заражений.

Однако количество заражений можно сократить, минимизировав контакты между индивидами. Ученые показали, что небольшие изменения числа контактов для группы I существенно влияют на успех программы вакцинации. Так, если превышена оптимальная скорость вакцинации, ограничение контактов группы I дает снижение числа инфицированных. Контакты группы I также влияют на исход вакцинной кампании при скорости распространения вакцины ниже оптимального: чем меньше контактов, тем ниже кумулятивное число заражений.

По словам авторов, определить период после иммунизации, в течение которого индивиду следует ограничить контакты, можно по результатам клинических исследований вакцин: скорости сероконверсии, вероятности заражения в первые 7 дней и другим. Этот период будет достаточно коротким, чтобы не навредить социальной жизни. Авторы отмечают, что хотя их модель представляет значительный интерес в свете старта вакцинации против COVID-19, ее целью не было долгосрочное прогнозирование. Кроме того, не исключено, что все устойчивые варианты вируса будут иметь сниженную заразность. В таком случае оптимальной будет наивысшая скорость распространения вакцин.