В недавнем исследовании, опубликованном на сервере препринтов medRxiv* , исследователи использовали математическое моделирование для изучения влияния перекрестно-реактивного иммунитета от предыдущих инфекций на возникающий вариант коронавируса тяжелого острого респираторного синдрома 2 (SARS-CoV-2) и изучали вероятность новый вариант, вызывающий широкое распространение инфекции или исчезновение.

Фон

Два фактора определяют, может ли возникающий вариант SARS-CoV-2 вызвать широкомасштабную инфекцию в популяции — внедрение и инвазия. Мутация de novo или расселение из другой области вводит вариант в популяцию хозяина. Затем вариант должен заразить многих людей, чтобы закрепиться в популяции, что известно как инвазия.

Помимо повышенной трансмиссивности, одним из факторов, влияющих на риск инвазии нового варианта, является уровень фонового иммунитета, сформированного из-за инфекций от предыдущих вариантов. Математические модели использовались во время пандемии коронавирусной болезни 2019 года (COVID-19) для оценки трансмиссивности и инфекционности возникающих вариантов, таких как альфа, бета и гамма, а также для прогнозирования течения вспышки новых вариантов с высокой степенью трансмиссивности.

Недавние исследования показали, что гуморальный иммунитет, полученный в результате комбинации вакцин и предыдущих инфекций, более успешно защищает от новых вариантов SARS-CoV-2. Также были получены противоречивые результаты других исследований, показывающих, что иммунитет от предыдущих инфекций связан с усилением тяжести последующих инфекций.

Об исследовании

В настоящем исследовании исследователи использовали математическое моделирование, чтобы понять влияние предыдущих инфекций SARS-CoV-2 на риск проникновения новых вариантов SARS-CoV-2 в популяцию. В исследовании рассматривались два вируса — новый вариант SARS-CoV-2 и вариант, ранее инфицировавший население и антигенно связанный с новым вариантом.

В исследовании рассматривались сценарии, в которых иммунитет от предыдущей инфекции частично или полностью защищал от нового варианта или был вредным при заражении новым вариантом. Исследователи также исследовали роль интродуктивного пути в вероятности инвазии новым вариантом.

Kyolic, Aged Garlic Extract, выдержанный экстракт чеснока с лецитином, 200 капсул

В этом исследовании использовалась простая математическая модель с периодом вирусной инфекции, следующим за экспоненциальным распределением. Уровни перекрестно-реактивного иммунитета также предполагались фиксированными для ранее инфицированных лиц. Авторы считают, что в действительности эпидемиологические периоды следуют гамма-распределению, а перекрестный реактивный иммунитет в популяции неоднороден. Они стремятся включить эти факторы в более сложную математическую модель в будущем исследовании.

Полученные результаты

Результаты показывают, что если гуморальный иммунитет от предыдущей инфекции завершен, новый вариант должен быть более заразным, чем предыдущий вариант, чтобы проникнуть в популяцию хозяина. Слабый или частичный иммунитет от предыдущих инфекций не препятствует закреплению в популяции нового варианта. Частичный перекрестно-реактивный иммунитет представляет собой большой пул восприимчивых людей для заражения новым вариантом.

С другой стороны, даже новые варианты с низкой трансмиссивностью могут проникать в популяцию, если предшествующие инфекции способствуют последующим инфекциям. Авторы упоминают несколько экспериментальных исследований, демонстрирующих пагубные последствия предшествующих инфекций.

Кроме того, путь внедрения нового варианта также влияет на вероятность инвазии. Если новый вариант распространился из другого места, вероятность того, что путешественник, несущий этот вариант, ранее перенес инфекцию от антигенно родственного варианта, невелика. Это увеличивает вероятность вторжения нового варианта в популяцию хозяина. И наоборот, если новый вариант возникает в результате мутации de novo , иммунный статус человека, впервые заразившегося этим вариантом, определяет его проникновение в популяцию.

Выводы

Подводя итог, в исследовании использовалось математическое моделирование для понимания влияния перекрестно-реактивного иммунитета, возникающего в результате заражения предыдущим антигенно родственным вариантом, на инвазию в популяцию хозяина новым вариантом SARS-CoV-2.

Полученные данные показывают, что полный перекрестно-реактивный иммунитет обеспечивает защиту от инфекции и предотвращает инвазию нового варианта. Частичный иммунитет делает большую часть населения восприимчивой к заражению новым вариантом, что увеличивает вероятность инвазии. Напротив, если предыдущие инфекции делают популяцию более восприимчивой к новым вариантам, даже варианты с низкой трансмиссивностью могут прижиться в популяции хозяина.

В исследовании подчеркивается важность оценки перекрестно-реактивного иммунитета для обеспечения того, чтобы появляющиеся варианты SARS-CoV-2 не вызывали широкомасштабных и тяжелых вспышек COVID-19.

*Важное замечание

medRxiv публикует предварительные научные отчеты, которые не рецензируются экспертами и, следовательно, не должны рассматриваться как окончательные, направляющие клиническую практику/поведение, связанное со здоровьем, или рассматриваться как установленная информация.