Мы уже говорили о том, что современная мобильность и скученность человечества способствует быстрому распространению эпидемий. Человек сходит с трапа самолета, едет автобусом из аэропорта в город, пересаживается в метро и при этом время от времени чихает. Этого оказывается достаточно, чтобы по пути он уже заразил несколько сот человек, случайно оказавшихся с ним рядом. А дальше эпидемия развивается подобно цепной реакции в атомном котле. Каждый из вновь заразившихся, в свою очередь, в течение суток способен заразить еще как минимум десятки людей. И через несколько дней об эпидемии все заговорят как о факте.
Таков лишь один из возможных сценариев вспышки эпидемии, рассчитанный в Институте математического моделирования РАН. Причем поначалу математики вовсе не собирались вторгаться в медицину. Одна из задач, которую они решали в конце прошлого века, состояла в расчете траектории движения приземляющихся космических аппаратов.
Математики использовали в работе так называемый метод прямого статистического моделирования Монте-Карло; он позволял оперировать огромным количеством исходных данных. Сегодня для расчета спуска космического корабля исследователи могут учитывать параметры движения десятков миллионов частиц. И вот тут неожиданно выяснилось, что частицы эти ведут себя подобно людям – обитателям многомиллионного мегаполиса; те тоже имеют собственные траектории движения, соприкасаются между собой, вносят свой вклад в происходящие вокруг них процессы. Только в городе вместо спускаемого космического аппарата сквозь толпу пробирается, например, инфекция.
Впрочем, поначалу исследователи не догадывались, что у них в руках отличный инструмент для моделирования процессов, происходящих в человеческой популяции. Но у них попросили помощи биологи, чтобы проанализировать изменения поголовья леммингов, которые тоже страдают от разного рода эпидемических заболеваний. Отсюда был уже один шаг до моделирования распространения эпидемий среди людей.
И если раньше для анализа подобных случаев использовали лишь дифференциальные уравнения, то новый математический аппарат помог сделать анализ, а затем и прогноз куда более точным. Причем математики достигли бы еще более впечатляющих успехов, если бы им не мешала пресловутая секретность. Так, в частности, в СССР секретились практически все статистические данные.
Причин тому как минимум две. Во-первых, зачастую наши статистики работают довольно небрежно, и собранные ими данные бывают довольно далеки от реальности. Вторая причина чисто политическая: даже приблизительные статистические данные довольно отчетливо показывали промахи социалистической системы хозяйствования. Так, вопреки тому, что писали газеты, ни один из пятилетних планов СССР так и не был выполнен полностью, провалилась и знаменитая семилетка, обещавшая, что все мы уже давным-давно должны жить при коммунизме.
По словам директора НИИ гриппа РАМН академика Олега Киселева, так называемые компетентные органы старательно секретят и по сию пору медицинские показатели. Когда академику уже в нынешнем веке понадобились данные об эпидемиях гриппа в 50—60-е годы прошлого века, «никаких, даже самых приблизительных цифр нам достать не удалось».
И ныне исследователи пытаются пробить бюрократическую стену: собирают данные по разным каналам, налаживают связи с руководством железных дорог и авиакомпаний, чтобы отследить основные транспортные потоки. Эта информация окажется бесценной, если понадобится смоделировать движение инфекции по стране на случай пандемии или теракта. Однако, похоже, эта проблема пока волнует лишь ученых. А ведь если новый вирус все же придет в человеческую популяцию, просчитывать последствия будет поздно.
Между тем за океаном уже давно поняли преимущества предварительного прогнозирования. В США с 2002 года работает междисциплинарный государственный проект MIDAS (Models of Infectious Diseases Agent Study – Модели исследования инфекционных заболеваний), созданный по рекомендации Главного национального консультативного совета по медицинским наукам. Математики вкупе с представителями иных специальностей прорабатывают сценарии возможных пандемий и биотеррористических атак. В проекте принимают участие два десятка крупнейших американских университетов и исследовательских центров, его выводы учитываются при разработке национального плана действий на случай экстренных обстоятельств.
Загадки менингита
Одна из самых загадочных болезней человечества – менингит, или воспаление мозга – раскрыла свои тайны российским ученым. Правда, для этого медикам из ЦНИИ эпидемиологии Минздрава России пришлось основательно покопаться в истории.
Сначала ученые исследовали геномы бактерий, спровоцировавших сравнительно недавнюю вспышку менингита в Москве. Напомним, что осенью 2003 года в столице заболели почти три сотни человек, имелись реальные предпосылки к возникновению эпидемии.
Среди населения возникла легкая паника. Но, как выяснилось чуть позднее, опасения оказались напрасны – вспышку быстро подавили. Причин тому оказалось две. Во-первых, была проведена оперативная вакцинация населения. А во-вторых – менингит оказался «не тот», которого больше всего опасались. Это подтвердили результаты почти детективного расследования истории распространения менингита в России.
Тут надо, наверное, сказать, что болезнь эта довольно странная. Хотя бы уже тем, что в мире есть страны, где вспышек менингита не было никогда, – например, в Японии и Швеции. А вот у нас в России менингит впору считать национальной болезнью. И вот почему.
Менингит считается болезнью скученности и плохих условий проживания. А у нас пресловутый жилищный вопрос портит жизни не только и не столько москвичам. Только в XX веке Россия прошла через три серьезные эпидемии. Причем болезнь, летальный исход при которой остается одним из самых высоких, каждый раз приходила внезапно и столь же неожиданно уходила.
Но почему так? Ведь возбудитель менингита – менингококк – постоянно «живет» среди нас. Носителями его, сами того не зная и не замечая, ежегодно являются от 1 до 10 процентов россиян. Обычно менингококк без всяких симптомов поживет на задней стенке носоглотки неделю-другую, а потом исчезает под действием иммунных сил организма. И до недавнего времени никто не мог толком объяснить, почему эта безобидная, казалось бы, бактерия временами вдруг становится причиной страшных эпидемий.
Причиной острых менингитов являются различные вирусы. Возбудителями примерно в 80 % всех случаев заболевания являются вирусы эпидемического паротита и энтеровирусы
Лишь недавние исследования российских эпидемиологов показали, что, используя современные знания о геноме менингококка, эпидемию вскоре можно предсказать, а значит, и предотвратить.
В 30—40-е годы прошлого века, когда эпидемия менингита впервые пришла в Россию, предвидеть пути ее развития не брался никто. Врачи лишь составляли сводки о заболевших, порой напоминавшие фронтовые донесения о потерях. По словам руководителя лаборатории менингококковой инфекции Московского НИИ эпидемиологии и микробиологии им. Г.Н. Габричевского Татьяны Чернышевой, заболеваемость менингитом в те годы была колоссальной. Если сегодня медики бьют тревогу, когда количество заболевших переваливает 3 человека на 100 тысяч населения, то тогда этот показатель доходил до 50 больных на 100 тысяч населения.
Эпидемиологи связывали вспышки болезни с волнами миграции населения, которые отмечались в те годы. На социалистические стройки добровольно или в принудительном порядке хлынули потоки людей из разных концов страны. Многие приезжали из сельской местности, где люди живут не кучно и циркуляции менингококка среди населения минимальны. Селяне-то и заболевали в первую очередь.
Позднее та же ситуация сложилась и в солдатских казармах, где новобранцев готовили к отправке на фронты Великой Отечественной войны, в бараках послевоенных строек. «Очаги заболевания менингитом чаще всего возникали именно в таких новообразованных коллективах, где были люди, у которых по какой-то причине не выработался иммунитет к менингококку», – полагает заведующий отделом новых и вновь возникающих инфекций ЦНИИ эпидемиологии Минздрава России Александр Платонов.
Аналогичная ситуация имела место и за рубежом. Эпидемии менингита сопровождали все главные события XX века начиная с Первой мировой войны, когда менингит прошелся по сражающимся как на восточном, так и западном фронтах. А Великая депрессия 30-х годов в США была знаменита не только массовым исходом разорившихся фермеров в города, но и эпидемией все того же менингита.
Впрочем, как говорится, нет худа без добра. По окончании Второй мировой войны вспышка менингита резко пошла на убыль. По крайней мере, в нашей стране. Медики ломали головы: «Почему? Ведь жизнь в послевоенном СССР не стала намного лучше»… Потом до кого-то дошло. Менингитом почему-то болеют в основном мужчины, причем цветущего возраста. А вот их-то в стране стало намного меньше. Многие навечно остались лежать где-нибудь «в полях, над Вислой сонной». Поэтому заболеваемость тогда была самая низкая в XX веке – 0,3 на 100 тысяч населения.
Когда же выросло новое поколение мужчин, в 1969–1973 годах на страну обрушилась новая эпидемия менингита. Причем дело тут оказалось не только в том, что молодежь в это время поехала на новые стройки коммунизма. Положение усугубилось еще и тем, что причиной заболевания стал менингококк субгруппы III. Впервые появившийся в Китае в середине 60-х годов он был занесен в нашу страну пассажирами восточного экспресса, на котором ехали через Китай на учебу в советские ПТУ молодые вьетнамцы.
Во Вьетнаме менингококк субгруппы III не встречается, поэтому иммунитета к нему у вьетнамцев не было. Подхватив заболевание в Китае, пассажиры восточного экспресса начали болеть еще в пути. Их снимали и развозили по больницам в Курске, Липецке, Москве… И тут же по маршруту следования этого поезда стали болеть и местные жители. Эпидемию тогда удалось погасить большими усилиями.