Поведение людей могло повлиять на эволюцию коронавируса

Международная группа ученых с помощью математического алгоритма и ИИ определила, что меры по предотвращению распространения коронавируса, такие как ношение масок, самоизоляция и так далее, повлияли на его эволюцию. Именно в связи с поведением людей у новых штаммов сократился инкубационный период, а процент бессимптомных инфекций увеличился, что повысило распространяемость вируса. Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.

Вирус SARS-CoV-2 изначально был открыт в Ухане (Китай) в декабре 2019 года, откуда распространился по всему миру. Вскоре вирус начал мутировать, и осенью 2020 года в Великобритании был обнаружен штамм альфа. Его заразность была на 43-90% выше по сравнению с существовавшими до этого вариантами. Однако вскоре, той же осенью, ему на смену пришел штамм дельта, впервые найденный в Индии. Он также был более заразным и летальным. Впоследствии в Южной Африке осенью 2021 года появился штамм омикрон, который начал агрессивно распространяться по миру и стал основным штаммом с февраля 2022 года. Этот штамм не только стал более эффективно заражать людей, но и приобрел устойчивость к существующим вакцинам. Все это указывает на то, что вирус SARS-CoV-2 способен постоянно эволюционировать.

Международная группа ученых разработала математический алгоритм с использованием искусственного интеллекта, чтобы проанализировать влияние мер по профилактике распространения коронавирусной инфекции на эволюцию вируса. Для этого ученые проанализировали клинические данные, такие как доля бессимптомных инфекций, длительность инкубационного периода и другие. В результате математическая модель показала, что человеческое поведение, а именно самоизоляция, использование масок и так далее, действительно могло повлиять на эволюцию вируса. Так, в ходе эволюции от штамма альфа до омикрона повысилась вирусная нагрузка — количество вируса в организме при заболевании. Чем больше вирусная нагрузка, тем больше вероятность заразить другого человека. Однако слишком высокая вирусная нагрузка опасна, так как может привести к тяжелому течению заболевания, из-за чего человек не сможет распространять инфекцию дальше. Чтобы увеличить вирусную нагрузку и стать более заразными, штаммы коронавируса «изменили» в ходе своей эволюции несколько параметров. Во-первых, от штамма альфа до омикрона стал сокращаться инкубационный период: если для альфы он составлял пять дней, то для омикрона — чуть больше трех. Чем меньше инкубационный период, тем быстрее вирус может начать размножаться в теле человека. Во-вторых, по мере эволюции коронавируса стало повышаться число бессимптомных инфекций, что стало особенно заметно в случае с омикроном. Таким образом, несмотря на большую вирусную нагрузку, люди не находились в изоляции, так как не испытывали симптомов. Такие условия благоприятны для вируса, так как способствуют его распространению.

Ученые отметили, что в своем исследовании не учитывали влияние вакцинации на эволюцию коронавируса. При этом известно, что такая связь может существовать. Если у большинства людей в популяции есть иммунитет к вирусу, то он будет вынужден мутировать, чтобы снова получить возможность их заражать. Однако для того, чтобы точно установить такую связь, нужно проводить дополнительные анализы и исследования.

Также ученые предположили, что для эволюции вируса важное значение имела оптимальная скорсоть возникновения мутаций. Если бы он мутировал слишком быстро, то тогда он бы постоянно убивал своих носителей и не мог распространяться, а без носителя вирус не может существовать. Если бы мутации происходили слишком медленно, то вирус бы не успевал адаптироваться к мерам, которые принимают люди для профилактики инфекции, и тоже не смог бы эффективно их заражать. Соответственно, скорость мутации коронавируса была оптимальной в сочетании с поведением людей, поэтому эти факторы и поспособствовали возникновению новых штаммов.