Ученые утверждают, что чем неоднороднее население, тем быстрее заканчивается эпидемия

При распространяющихся быстро эпидемиях, таких как нынешняя пандемия коронавируса, обычно ожидается, что большая часть населения заразится до того, как будет достигнут коллективный иммунитет и эпидемия стихнет. 

Оценка того, когда будет достигнут порог для коллективного иммунитета, обычно основывается на моделях, которые предполагают, что все люди идентичны. Исследователи из Института физики сложных систем им. Макса Планка в Дрездене использовали новую модель, чтобы продемонстрировать, что коллективный иммунитет может быть достигнут при более низком пороге, если одни люди заражаются легче, чем другие.

Большинство эпидемий стихают до того, как заражается большая часть населения. Что именно определяет этот поворотный момент и масштабы эпидемии, еще не совсем понятно. Многие модели эпидемий основаны на предположении, что люди в популяции по сути идентичны. Однако в реальной популяции все люди разные. Например, у некоторых людей меньше шансов заразиться при контакте с инфицированным человеком – возможно, из-за более эффективной иммунной системы или лучшей гигиены.

Команда немецких ученых из Института Макса Планка изучает влияние этой неоднородности на распространение эпидемии. Когда люди различаются по своей восприимчивости к инфекции, в первую очередь инфицируются наиболее уязвимые. Это приводит к быстрому увеличению числа инфицированных в начале эпидемии. Однако эта очень уязвимая часть населения вскоре становится невосприимчивой или умирает. Следовательно, у неинфицированного населения средняя восприимчивость к вирусу снижается. Это снижает скорость распространения эпидемии – и, следовательно, порог коллективного иммунитета может быть ниже, чем предполагалось ранее. Таким образом, популяция может достичь коллективного иммунитета, даже если иммунитет имеет лишь меньшинство людей. Напротив, в однородной популяции коллективный иммунитет может быть достигнут только тогда, когда иммунитет возникнет у большинства.

Согласно модели дрезденских исследователей, разные сценарии могут привести к одному и тому же течению эпидемии. В частности, две эпидемии, которые имеют разные уровни неоднородности и эффективности мер смягчения, могут иметь одинаковый зарегистрированный временной ход инфекции. В однородной популяции иммунитет играет значительную роль во влиянии на уровень инфицирования только тогда, когда значительная часть популяции была иммунизирована. Следовательно раннее снижение уровня инфицирования можно объяснить только другими факторами, такими как меры сдерживания. Напротив, для очень разнообразной популяции значительное сокращение числа заражений может произойти, если даже небольшая часть населения была иммунизирована.

Раннее снижение уровня инфицирования не обязательно является результатом одних лишь мер сдерживания, но также может быть связано с тем, что популяция приближается к коллективному иммунитету гетерогенной популяции.