В Сеченовском Университете разработали уникальную агент-ориентированную модель для оценки схем вакцинации от кори

Как можно с помощью современных методов моделирования воспроизвести эпидемический процесс? Насколько справляется с задачей действующая схема иммунопрофилактики кори? И можно ли повысить ее эффективность? Теперь на все эти вопросы сможет ответить агент-ориентированная модель для оценки схем вакцинации от кори. Уникальный инструмент разработали на кафедре эпидемиологии и доказательной медицины Института общественного здоровья им. Ф.Ф. Эрисмана Сеченовского Университета.

Согласно мировой статистике, корь остается одной из основных причин детской смертности. До внедрения массовой вакцинации в 1963 году она ежегодно фиксировали около 30 млн случаев заболевания и 2 млн. летальных исходов. Несмотря на наличие эффективной и безопасной вакцины, глобальная ситуация по кори в последние годы нестабильна: с 2000 по 2023 год цифры говорят то о взлете, то о падении заболеваемости. «Ключевые факторы, которые влияют на сохранение циркуляции вируса кори – это недостаточный охват и несвоевременность вакцинации, кластеризация непривитых лиц в отдельных сообществах, феномен вторичного провала вакцинации (2–10 % дважды привитых утрачивают защитные антитела через 10–15 лет), различия в продолжительности и качестве поствакцинального и постинфекционного иммунитета», - отмечает Николай Брико, академик РАН, заведующий кафедрой эпидемиологии и доказательной медицины Сеченовского Университета. Также заносу вируса в благополучные регионы способствуют миграционные процессы и международный туризм, сказал эксперт. 

Иммунологические исследования показывают, что возраст введения первой дозы критически влияет на эффективность защиты. В мире существует шесть наиболее распространенных сценария иммунопрофилактики кори, три из которых сравнивали в ходе исследования: стандартная двухдозовая схема (12 мес. и 6 лет), схема с ранней первой дозой (9 мес. и 6 лет, строгое окно своевременности) и схема с бустерной дозой (12 мес., 6 и 18 лет). Для оценки эффективности различных стратегий иммунизации применяются методы математического моделирования. Компартментальные модели (SIR, SEIR, SVEIR) позволяют оценить пороговые значения популяционного иммунитета и влияние охвата вакцинацией на динамику заболеваемости. «Эти модели не учитывают ряд показателей, например, гетерогенность контактов, индивидуальные траектории иммунитета и пространственную структуру популяции. У агент-ориентированных моделей (АОМ) нет таких ограничений, они позволяют имитировать сложные социальные взаимодействия, возрастную структуру контактов, угасание материнского и поствакцинального иммунитета, а также влияние миграционных процессов – все факторы, которые могут влиять на распространение заболеваемости корью. Такие модели особенно ценны для сравнительной оценки альтернативных календарей вакцинации в долгосрочной перспективе», - рассказывает Артем Поздняков, старший преподаватель кафедры эпидемиологии и доказательной медицины Сеченовского Университета.

Для сравнения долгосрочной эффективности схем вакцинации на кафедре эпидемиологии и доказательной медицины разработали агент-ориентированную модель, которая объединяет модули демографии, миграции, материнского и поствакцинального иммунитета, а также возрастно-пространственных контактов. Уникальность модели в возможности воспроизвести многодозовые схемы вакцинации с учетом своевременности введения доз и угасания поствакцинального иммунитета. Архитектура модели включает несколько модулей, каждый из которых отвечает за определенный аспект эпидемического процесса. «Так, базовый модуль отвечает за функционирование всей модели. Пространственный - учитывает матрицу контактов возрастных групп, имитирует контакты между индивидами. Модуль демографии обеспечивает естественное движение населения с учетом функций рождаемости и смертности, а миграционный - ежегодно добавляет 0,5 % от популяции новых агентов.  Модуль материнского иммунитета описывает нелинейное угасание пассивных антител у новорожденных в зависимости от иммунного статуса матери», - поясняет Артем Поздняков.

Результаты исследования показали, что сценарий вакцинации с ранней первой дозой   продемонстрировал снижение среднемноголетней заболеваемости в 2,5 раза по сравнению с базовым сценарием. Именно при нем наблюдались более длинные межэпидемические интервалы (6,12 лет против 5,75 лет у стандартной двухдозовой схемы), двукратное снижение пиковой заболеваемости и более сглаженная динамика вспышек. Распределение случаев по возрастам показало значительное снижение заболеваемости как среди детей до года жизни, так и среди взрослых (18+) в сценарии с первой ранней дозой по сравнению с двумя другими. Введение бустерной дозы при не привело к значимому снижению среднемноголетней заболеваемости по сравнению со стандартной схемой.

«Сравнительное исследование эффективности различных сценариев иммунопрофилактики кори – важная научно-практическая задача. Результаты, полученные командой исследователей кафедры эпидемиологии и доказательной медицины, помогут системе здравоохранения обеспечить более значимое и устойчивое снижение заболеваемости корью», - подчеркивает Николай Брико.