Феноменологическое Моделирование Трех Сценариев Локальных Эпидемий Коронавируса

Abstract

Пандемия COVID-19 не завершилась, но перешла в стадию динамичного противоборства мутирующего возбудителя и популяционного иммунитета (естественного и вакцинного). Пандемии штаммов гриппа гарантированно затухали после трех волн. SARS-COV-2 способен поддерживать вариативность своих E и S белков. Разнообразие штаммов SARS-COV-2 увеличивается импульсно. Большинство штаммов выбывают из распространения, но оставшиеся дают начало новым ветвям, таким как BA.2.86 «Pirola» и ее потомки серии JN.x, активным в зимней волне 2024 г. Эволюция отражается пульсацией фиксируемых заражений, но периодичность и амплитуда пиков различается в регионах. Не только свойство вариативности антигенов вируса приводит после затухания осцилляций числа случаев заражений к новым повторным вспышкам. Формируются региональные сценарии эпидемий, некоторые из них необычны и интересны для моделирования. Для модельного описания трех сценариев возникновения новых волн мы предложили три уравнения c запаздыванием как гибкий инструмент анализа сложных форм колебательной динамики. Уравнения дополнены специальными пороговыми функциями затухания волн. В моделях удалось получить сценарии и разрушающихся, и затухающих колебаний с возможностью новой вспышки, что описывает эффект одиночной экстремальной волны после увеличения длины активных цепочек заражений в Нью-Йорке, -- резко выделяющегося среди осцилляций заболеваемости J-образного пика с колебательным затуханием. Сценарий волн в Бразилии существенно отличается и от первичной вспышки 2020 г., и от особого сценария эпидемии в Японии 2022--23 гг. в форме серии восьми последовательных коротких по времени пиков с возрастающей амплитудой волн. Обновляясь, коронавирус успешно противодействует иммунной системе, потому учащаются тяжелые случаи повторного заболевания COVID-19 в группе особенно восприимчивых. Важный фактор для замедления эволюции коронавируса -- гетерогенность популяционного иммунитета, когда активированные Т-лимфоциты и выработанные антитела в популяции способны реагировать на большой спектр эпитопов из разных консервативных участков белков.