Ученые разработали модели для предотвращения распространения опасных инфекций домашнего скота

Во время вспышки инфекционных болезней домашнего скота, например, ящура или свиного гриппа, быстрая выбраковка больных животных и утилизация туш являются лучшими способами  для прекращения инфекции и ограничения ее последствий. Однако даже при ее быстром выявлении любое промедление могут привести к передаче патогена с зараженных ферм.

Группа исследователей обнаружила, что, нередко разработчики математических моделей распространения инфекций пренебрегают таким фактором, как задержка с реагированием. Полученные результаты также могут иметь последствия для заболеваний человека, включая COVID-19.

«Вспышки болезней домашнего скота могут иметь разрушительные экономические, социальные и политические последствия», - сказал Мэтью Феррари, доцент кафедры биологии. - Например, предотвращение вспышек ящура ежегодно обходится в 1,5 миллиарда долларов во всем мире в странах, свободных от ящура, и на порядок больше в странах, где заболевание является эндемичным. Эти затраты могут быть значительно снижены, если быстро обнаружить и изолировать больные стада для предотвращения передачи инфекции другим животным».

Используя вспышку ящура 2001 года в Соединенном Королевстве в качестве примера, Феррари вместе с ученым Юном Тао, бывшим аспирантом Университета Пенсильвании, который в настоящее время является научным сотрудником Исследовательского сообщества в Калифорнийском университете Санта-Барбары, и их коллегами создали модель для формирования различных сценариев распространения инфекционного заболевания. Прежде всего исследователей интересовало, как разное время реагирования повлияло бы на общий результат вспышки.

«Правительство Соединенного Королевства поставило амбициозные цели по предотвращению распространения ящура, однако все еще наблюдались значительные задержки в реагировании, которые усугубили последствия», - сказал Феррари.

Исследователи использовали данные с отдельных ферм, собранных Министерством окружающей среды, продовольствия и по делам сельских районов Соединенного Королевства во время вспышки, чтобы изучить влияние трех факторов: размера фермы, информирование о заражении животных официальных властей и плотности фермерских хозяйств.

Авторы исследования определили размер фермы как количество скота на ферме, подлежащей отбраковке, спрос на контроль как количество ферм, запланированных для контроля, и плотность ферм как количество зараженных ферм в географическом радиусе 5 километров. Затем они смоделировали различное время задержки в различных сценариях, включая зараженные фермы, которые еще не были отбракованы, и фермы, которые были отбракованы, но с оставшимися тушами.

«Наши результаты показали, что размер фермы и спрос на контроль были ключевыми факторами, связанными с деятельностью по отбраковке и утилизации на отдельных фермах», - сказал Тао. «В частности, ветеринарным врачам потребовалось больше времени, чтобы инициировать ответные меры на более крупных фермах, которые являются основными источниками потенциального распространения инфекции. Они также заняли больше времени, когда вспышка была в самом разгаре, вероятно, потому, что система была перегружена».

Для размера фермы модель команды предсказала, что ферма, которая была больше на 100 животных, отбиралась на 3,7% медленнее, а туши утилизировались на 2,2% медленнее. Количество ферм, которые стояли в очереди на выбраковку, также коррелировало с падением эффективности как выбраковки, так и утилизации. Для каждых 10 ферм, стоящих в очереди, ежедневная норма выбраковки была снижена на 13%, а ежедневная норма утилизации-на 8,4%.

Результаты исследования опубликованы в журнале The Journal of The Royal Society Interface.

«Наши результаты показывают, что модели, предполагающие фиксированные, своевременные меры реагирования, сильно недооценивают серьезность эпидемии и ее долгосрочные последствия», – говорит Тао. Динамика реагирования и признание частичной контролируемости вмешательств в наши модели может помочь определить приоритеты управления во время эпидемий болезней домашнего скота».

Полученные результаты могут также иметь значение для моделирования инфекционных заболеваний человека.

«По целому ряду причин мы наблюдали задержки в области здравоохранения и тестирования во время пандемии COVID-19. Признание того, как задержки в работе могут усугубляться самой вспышкой, является первым шагом к разработке надежных стратегий, которые могли бы сократить число людей, заболевших во время вспышки», - отметил Мэтью Феррари.  


Источник: agroxxi.ru