Модельное исследование оценивает вероятность того, что исторические путешествия помогли вирусам распространиться на новые континенты.
Когда в 1492 году Христофор Колумб отплыл в Америку, инфекционные заболевания, такие как корь, грипп и оспа, не отставали от него, быстро и неизбежно распространяясь среди населения, которое никогда раньше не сталкивалось с этими бедствиями. По крайней мере, так принято считать. В действительности же, как показывает история, на распространение многих инфекций через океаны уходили десятилетия и даже столетия.
Работа по математическому моделированию, опубликованная в Proceedings of the National Academy of Sciences, показывает, почему патогенам было трудно преодолевать такие большие расстояния. Исследователи рассчитали вероятность того, как эти исторические путешествия могли привести к появлению патогена в месте назначения, и обнаружили, что во многих случаях эти шансы были довольно низкими.
«Приветствую подход, в котором математическое моделирование сочетается с историческими знаниями», - говорит эпидемиолог Лоне Симонсен, который руководит Датским центром междисциплинарного изучения признаков пандемии и не принимал участия в работе. Однако другие исследователи считают, что результаты ожидаемы.
Джейми Ллойд-Смит, исследователь инфекционных заболеваний из Калифорнийского университета, рассказывает, что проект развился из вопроса, который занимал его на протяжении десятилетий. «Мы все знали о том, что патогены были завезены в Новый Свет и привели к разрушительным последствиям. Но как они могли попасть на маленький корабль, на котором находилось 30 путешественников?», - спрашивает Ллойд-Смит. Ведь для того, чтобы вирус смог совершить трансатлантическое путешествие, должна существовать непрерывная цепочка инфицирования от места происхождения до места назначения. «Это не совсем похоже на правду», - говорит он. Когда к его группе присоединилась Элизабет Блэкмор, получившая историческое образование, они решили разобраться в этом вопросе.
Исследователи смоделировали, как заболевания распространяются на кораблях и как долго может длиться цепочка инфекций в каждом конкретном рейсе, учитывая передаваемость вируса, продолжительность путешествия и количество людей на борту. Неудивительно, что вирусы, обладающие высокой способностью к передаче, быстро заражают все население корабля, в то время как вирусы, которые передаются с трудом, часто затухают. Но именно вирусы с промежуточной передаваемостью вызывают самые продолжительные вспышки и имеют больше шансов добраться до другого берега. Другими важными показателями являются инкубационный период болезни и ее продолжительность. В целом, как выяснили авторы, вероятность выживания на борту корабля у оспы выше, чем у кори, а у гриппа меньше всего шансов пережить длительное путешествие.
Это означает, что ранние путешествия через Атлантический океан могли принести оспу или корь в Америку. Например, в путешествии Колумба на корабле «Санта-Мария» в 1492 году, которое длилось 35 дней и включало 41 человека, вероятность того, что он привезет с собой корь, составляла бы 24%, если бы он отплыл с одним больным на борту, подсчитали исследователи. То же самое относится и к оспе. Но грипп слишком быстро пронесся бы через команду «Санта-Марии» и вряд ли был бы занесен таким образом. (Конечно, по мере того как все больше кораблей совершали путешествие, у вирусов появлялось все больше и больше шансов).
Исследователи также использовали свою модель и исторические данные о судах, прибывавших в порт Сан-Франциско в период с 1850 по 1852 год, в разгар калифорнийской золотой лихорадки, чтобы оценить вероятность занесения кори, оспы или гриппа в ходе различных рейсов. Если один человек заразился гриппом на борту парохода «Колумб», которому потребовалось 18 дней, чтобы перевезти 420 пассажиров из Панамы в Сан-Франциско, то вероятность занесения гриппа в пункт назначения составляла 0,1%, подсчитали исследователи.
Для сравнения, риск занесения инфекции составлял 66%, если инфицированный человек садился на пароход «Колумбия», совершавший 3-дневный рейс с 74 пассажирами из Орегона в Сан-Франциско. Появление паровых судов, которые значительно сократили время в пути и позволили перевозить большее количество пассажиров, сделало распространение вирусов на большие расстояния гораздо более вероятным, пишут авторы. «Весьма примечательно, что возможность путешествовать по морю в два-три раза быстрее, могло сыграть решающую роль в дальнейшем распространении столь важных человеческих патогенов», - комментирует Себастьен Кальвиньяк-Спенсер, эволюционный биолог из Института здоровья Гельмгольца.
По мнению Блэкмор, эта работа подчеркивает, что люди часто недооценивают время, необходимое для распространения болезней по всему миру. «Об этом пишут историки, но наша работа дает действительно четкое, биологически обоснованное объяснение того, почему это заняло столько времени, сколько заняло».
Однако результаты вряд ли удивляют, говорит независимый историк медицины Моника Грин: виды транспорта, которые быстрее перемещают больше людей, позволяют болезням быстрее распространяться. (Она называет COVID-19 «пандемией авиационной эпохи»). Грин также обвиняет исследователей в узком взгляде на историю человечества, поскольку они, похоже, подразумевают, что патогены начали распространяться через океан в 1492 году; но и до этого корабли помогали распространять туберкулез, малярию, проказу и чуму. «Сама идея о том, что передача болезней на большие расстояния начинается только с Колумба, - это очень устаревшее и европоцентристское представление», - утверждает Грин.
Симонсен отмечает, что авторы не располагали достоверными данными об одном важном факторе: иммунитете. Например, в XV веке почти каждый взрослый житель Европы мог заразиться корью и оспой, а те, кто не умер, выработали пожизненный иммунитет против этих заболеваний. В своих расчетах исследователи просто предположили, что 5% пассажиров были восприимчивы к вирусам, но в действительности, вероятно, были большие различия, в зависимости от места и времени, по мнению Симонсена.
Блэкмор признает, что им пришлось сделать несколько «обоснованных предположений» о восприимчивости людей. По ее словам, важную роль в трансокеанском распространении болезней могло сыграть перемещение детей, которые были гораздо более восприимчивы, чем взрослые.
