Ученые бьются над вакцинами, математики разрабатывают модели с пиками и спадами, но COVID-19 продолжает наступать

Людмила Николаева

До сих пор неясно, что способствовало столь мощной второй волне ковида в России - резко возросшее ли после летних каникул число контактов среди сограждан, возобновившиеся ли их вояжи в зарубежные страны, а специалисты пугают уже третьей волной.

"Все предыдущие эпидемии - испанки, азиатского гриппа в 1962 году, свиного, птичьего гриппов - протекали в три волны, так или иначе были связаны с сезонными, весенними и осенними вспышками", - заявил в минувшую среду Денис Проценко, главврач больницы № 40, что в московской Коммунарке. Добавив: ждать эту самую третью волну надо "примерно в марте". И напоследок "утешив", что "будет она слабее предыдущих".

Между тем, вторая волна, накатившая в сентябре, никак не желает спадать, постоянно к тому же мутируя. В нашей стране зафиксировано на данный момент аж 1424 мутации COVID-19! Правда, ни одна из них, если верить главе Роспотребнадзора Анне Поповой, не связана с изменением свойств вируса. То есть, надо понимать, поддается лечению? Не случится у нас как в Великобритании, где обнаруженный новый штамм нынешнего вируса оказался более опасным для людей, чем те, что уже изучены?

Считается, что он завезен на британские острова из ЮАР и более заразный. Государства ЕС оперативно позакрывали свои границы с Туманным Альбионом, пытаясь тем самым "закрыться" и от SARS-CoV-2.

Пока одни ученые бьются над расшифровкой этого - очередного - вирусного штамма, другие - над вакцинами, их коллеги в области вычислительной механики и компьютерного инжиниринга разрабатывают математические модели развития ситуации, с помощью которых, как считается, на данную ситуацию можно влиять. В частности, прогнозируя пики и спады эпидемии как в отдельно взятой стране, так и в мире в целом.

В Петербурге этим занимаются сотрудники Института передовых производственных технологий Политехнического университета, а также Центра интеллектуальной логистики СПбГУ. О прогнозах первых "СП" раннее уже рассказывала. Послушаем вторых.

На вопросы вашего корреспондента согласился ответить заведующий кафедрой математического моделирования энергетических систем Большого университета, доктор физико-математических наук Виктор Захаров.

- Моделирование прогнозов, связанных с ковидом, началось в мире сразу же после того, как о нем появились первые сообщения, - сказал Виктор Васильевич. - Специалисты сразу же столкнулись со сложностями. Ведь существующие классические модели опираются на статистику прошлых лет, а новый вирус такой статистики не имел. Но есть формула для расчетов. Она не сложная, напоминает известную банковскую формулу: на вклад ежемесячно насчитываются проценты, при этом каждые последующие "накладываются" на уже подросшую с учетом предыдущих процентов сумму. У нас это называется процентный прирост. Благодаря которому мы можем формировать и прогнозировать динамику изменений численности кови-инфицированных. Чем с весны и занимаемся.

"СП": - Но вы говорите, что не было статистики…

- К маю она появилась. В Европе к тому времени уже начали публиковаться графики. В основном "скачущие", однако, определенная закономерность в их кривых проглядывала. Мы решили, что на них можно опираться. Потому что в странах ЕС эпидемия началась на месяц раньше, чем у нас. То есть, была уже некая предыстория. Мы по аналогии, путем предположения на основе подобных случаев построили модель распространения вируса для России (модель Case Based Reasoning или просто CBR - авт.).

Опирается она на создание цепочек распространения в которую мы включили Италию, Испанию, Францию и Великобританию. Наблюдая за приростом ковидных больных в этих странах, выбрали те параметры, которые задают динамику генерирования. Результат: среднее значение отклонения в прогнозе за период с 8 мая по 15 июня в РФ составило у нас всего 1,77%.

За период с 6 июня по 30 июня отклонений практически нет. А в октябре, когда наша страна вышла из стабильного периода, и начался подъем, как и во всей Европе, мы обнаружили, что в одних странах инфицирование происходит более медленно, в других - более быстро, и смоделировали две траектории для РФ на ноябрь-декабрь. Что получилось? На 21 декабря прогнозируемые показатели фактически совпали с реальными. Заболевших был 2 млн. 877727 человек. В наших предположениях на 500 человек меньше.

"СП": - Что вообще влияет на точность прогнозов?

- Мы обнаружили, что есть связь между прошлой историей, которая реализовалась в России к началу эпидемии, и той, которая реализуется, когда люди выздоровели или, к сожалению, скончались. Что, как оказалось, значительно влияет на прогнозы. Так как любое отклонение дает скачок примерно на 14,5 тысячи человек. Так получилось в Петербурге, где динамика распространения COVID-19 меняется в последние полтора месяца очень серьезно. В Москве же ситуация более стабильная, хотя и далека пока от благополучной.

"СП": - Поэтому и не сбылись ранние прогнозы о пике по стране "всего" в несколько десятков тысяч активных больных? И когда теперь пик?

- Ожидать, что прогнозы попадут в точку с точностью до одного, невозможно. Модели - это не всегда точное представление реальности. Оценивать их показатели нужно по отклонениям, которые получаем в целом. Тут важна тенденция. И понимание, сколько потребуется мест в стационарах, работы в поликлиниках, лекарств, аппаратов ИВЛ.

Что касается пиков, их моделировать сложнее. Сильно влияет средняя продолжительность болезни. Кроме того, нужна оперативная и, главное, точная информация о ежедневных случаях инфицирования. Но с оперативностью бывают проблемы.

"СП": - Начало вакцинации рассматривается вами?

- Для этого нужно знать число участников вакцинации, эффективность самой вакцины. Но таких данных нет, кажется, пока ни у специалистов здравоохранения, ни в Роспотребнадзоре. Сама процедура массовой вакцинации, безусловно, имеет значение и чем быстрее она будет проведена, тем меньше вероятность заражения тех сограждан, кто восприимчив к инфекционным заболеваниям.

"СП": - Прогнозируется ли вами третья волна ковида, о которой россиян уже предупредили медики?

- Да, это возможно. Но будет она или нет, зависит от многих факторов. В том числе, от того, какие вводятся ограничения в том или ином регионе. А больше всего от того, как они соблюдаются.

"СП": - Что скажете о развитии событий на ближайший месяц в России в целом и в ее двух столицах, в частности?

- Мы ожидали, что к 21 декабря начнется замедление распространения вируса в стране, а потом медленный спад. Но, похоже, он запаздывает. Прежде всего, в обеих столицах, дающих России основной прирост. Хотя общероссийский процент прироста, пусть и не так быстро, как хотелось бы, но убывает. И это может быть началом положительного процесса. Сейчас важно, как поведут себя россияне в приближающиеся новогодние праздники с их затяжными выходными. От их социальной ответственности. Отсюда - два сценария. Либо снижение напряженности, стабилизация и спад, как это было на майские праздники. Либо взрывной рост, как в сентябре.

"СП": - Вы не единственные, кто разрабатывает в России математические модели прогнозирования. При этом получаемые данные нередко разнятся. Почему бы не объединить усилия? По-моему, только бы выиграли - и вы, разработчики, и медики. Все!

- Мы в нашем Центре СПбГУ готовы к сотрудничеству и обмену информацией. В частности, с коллегами из МГУ. Чем больше будет возможностей для сравнения разных подходов, тем лучше будет для России.