Модель показывает, что долгосрочные издержки инфекций повышают оптимальный охват вакцинацией

Новое математическое моделирование, выполненное междисциплинарной группой учёных из Университета Британской Колумбии (UBC), может помочь органам общественного здравоохранения учитывать долгосрочные последствия инфекций при выборе целевого уровня охвата вакцинацией.

«Наши модели показывают, что даже небольшие постинфекционные затраты могут перевесить чашу весов и стать аргументом в пользу элиминации с помощью вакцин», — сказал доктор Чади Саад-Рой, доцент кафедры математики и микробиологии и иммунологии UBC и старший автор нового исследования, опубликованного на этой неделе в Proceedings of the National Academy of Sciences.

Пандемия COVID-19 продемонстрировала, что последствия инфекции могут сохраняться длительно: по оценкам, более 400 миллионов человек во всем мире испытывают стойкие симптомы, которые часто называют «длительным COVID». Несмотря на растущее количество данных о поствирусных эффектах, большинство моделей, оценивающих стратегии борьбы с инфекциями, традиционно фокусировались только на острой фазе болезни.

Чтобы устранить этот пробел, авторы разработали систему математических уравнений, позволяющую изучить взаимодействие между мерами вмешательства и постинфекционными эффектами.

С экономической точки зрения производство и распространение вакцин сопряжены с расходами, но сокращение числа инфекций и связанных с ними длительных последствий приносит общественную выгоду. Поэтому ключевой вопрос — где находится оптимум между затратами и выгодами.

Доктор Чади Саад-Рой — доцент кафедры математики и кафедры микробиологии и иммунологии Университета Британской Колумбии.

«Для доброкачественного патогена, возможно, массовая вакцинация вообще не оправдана. Для других инфекций лучше стремиться к уровню вакцинации, достаточному для элиминации. А иногда оптимальная точка может лежать посередине», — пояснил доктор Саад-Рой. «Наше моделирование помогает ответить на такие вопросы».

Команда сначала использовала классическую эпидемиологическую модель, оценивающую доли восприимчивых, заразных и выздоровевших людей, чтобы просчитать влияние нефармацевтических мер (например, ношение масок, социальное дистанцирование и фильтрация воздуха) как дополнение к вакцинам.

Исследователи выяснили, что в долгосрочной перспективе такие нефармацевтические вмешательства существенно уменьшают долю людей, которые заражаются и затем выздоравливают — а значит, число тех, кто рискует столкнуться с постинфекционными последствиями. Это указывает на то, что эти меры могут эффективно снижать долгосрочное бремя болезней.

Далее учёные объединили эпидемиологическую и экономическую модели, чтобы оценить, как затраты, связанные с поствыздоровительными синдромами, влияют на оптимальный уровень охвата вакцинацией.

Авторы записали уравнения, которые учитывают социальные издержки как острой, так и долгосрочной инфекции (например, расходы на госпитализацию и потери производительности), а также стоимость вакцинации с точки зрения разработки, производства, распределения и привлечения персонала.

Они рассмотрели три сценария изменения предельной стоимости по мере увеличения числа вакцинированных: сценарий, в котором стоимость растёт (например, первая волна лёгкодоступных добровольцев сменяется более трудно достигаемыми группами из‑за нерешительности или логистических барьеров); сценарий, в котором рост стоимости замедляется (когда влияние сверстников облегчает привлечение дополнительных людей); и сценарий с колебаниями, в котором предельная стоимость то ускоряется, то замедляется.

Команда обнаружила, что во всех трёх сценариях оптимальный объём охвата вакцинацией очень чувствителен к постострым последствиям: даже относительно небольшие пост‑инфекционные затраты способны сдвинуть оптимум в сторону более высокого охвата, а в ряде условий — и к уровням, соответствующим элиминации болезни.

«К нам нужно относиться серьёзно и не сводить к анекдотам описания опыта отдельных людей», — отметил доктор Саад-Рой. По его словам, для более систематичного отслеживания и документирования постинфекционных эффектов могут потребоваться крупные долгосрочные когортные исследования, в которых участников регулярно опрашивают по широкому набору симптомов. «Такие стратегии помогут снизить острую инфекцию, что в свою очередь уменьшит постострую нагрузку и приведёт к более здоровому обществу».

Авторам также важно определить, какой сценарий изменения стоимости вакцины — ускоряющийся или замедляющийся — реализуется в конкретных условиях. Для этого потребуются социально‑экономические исследования, изучающие динамику принятия решений о вакцинации в разные моменты времени и в разных сообществах, с учётом влияния информационных кампаний.

«Если мы сможем лучше объяснить людям преимущества вакцинации и снизить нерешительность, это уменьшит стоимость расширения охвата и может склонить чашу весов в пользу вакцинации для ликвидации болезни», — сказал Прахар Джайсвал, аспирант математического факультета UBC и первый автор исследования.

В междисциплинарную группу входят соавторы Дэниел Кумбс (математика, UBC), Кэролайн Вагнер (биоинженерия, Макгилл) и Трой Дэй (математика и статистика, Куинс). Исследование было поддержано Советом естественных наук и инженерных исследований Канады (NSERC) и Канадскими институтами исследования здоровья (CIHR).