Когда Христофор Колумб отплыл в Америку в 1492 году, инфекционные заболевания, такие как корь, грипп и оспа, не отставали, быстро и неизбежно распространяясь среди населения, которое никогда раньше не сталкивалось с этими бедствиями. По крайней мере, таково распространенное мнение. В действительности, как показывает история, многим инфекциям потребовались десятилетия или даже столетия, чтобы распространиться через океаны.
Теперь, статья по математическому моделированию, опубликованная в Proceedings of the National Academy of Sciences, показывает, почему патогенам было трудно преодолевать такие большие расстояния. Исследователи подсчитали вероятность того, что серия исторических путешествий привела к появлению патогена в пункте назначения, и обнаружили, что во многих случаях эти шансы были довольно низкими.
«Ура подходу, в котором математическое моделирование встречается с историческими знаниями», — говорит эпидемиолог Лоне Симонсен, которая руководит Датским центром междисциплинарного изучения сигнатур пандемий и не принимала участия в работе. Но другие исследователи говорят, что результаты неудивительны.
Джейми Ллойд-Смит, исследователь инфекционных заболеваний в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе, говорит, что проект возник из вопроса, который он задавал себе десятилетиями. «Мы все знали о том, что патогены были завезены в Новый Свет и имели разрушительные последствия. Но как они могли перебраться на маленьком судне с 30 исследователями на борту?» — спрашивает Ллойд-Смит. В конце концов, для того, чтобы вирус совершил трансатлантическое путешествие, должна быть непрерывная цепочка инфекций от источника до пункта назначения. «Это не совсем соответствовало действительности», — говорит он. Когда Элизабет Блэкберн, которая получила ученую степень по истории, прежде чем заняться наукой, присоединилась к его группе в качестве нового аспиранта, они решили заняться этим вопросом.
Исследователи смоделировали, как болезни распространяются на кораблях и как долго цепочка заражения, вероятно, продлится в течение любого конкретного рейса, учитывая заразность вируса, продолжительность поездки и количество людей на борту. Возможно, неудивительно, что очень заразные вирусы быстро уничтожают всю популяцию корабля, тогда как вирусы, которые не передаются легко, часто исчезают. Именно вирусы со средней заразностью вызывают самые длительные вспышки и с большей вероятностью добираются до другого берега. Другими важными показателями являются инкубационный период болезни и то, как долго инфицированные люди остаются заразными. В целом, оспа имеет больше шансов выжить на борту корабля, чем корь, обнаружила команда, а грипп имеет меньше всего шансов выжить в долгом путешествии.
Это означает, что ранние путешествия через Атлантический океан могли принести оспу или корь в Америку. Например, путешествие Колумба в 1492 году на «Санта- Марии» , которое длилось 35 дней и включало 41 человека, имело бы 24% вероятность занести корь, если бы оно отплыло с одним случаем на борту, подсчитали исследователи. То же самое касается и оспы. Но грипп слишком быстро бы сжег экипаж « Санта-Марии », и было очень маловероятно, что он был занесен таким образом. (Конечно, по мере того, как все больше кораблей совершали путешествие, у вирусов становилось все больше и больше шансов.)
Исследователи также использовали свою модель и набор данных о кораблях, прибывающих в порт Сан-Франциско в период с 1850 по 1852 год, в разгар калифорнийской золотой лихорадки, чтобы оценить вероятность заноса кори, оспы или гриппа во время различных рейсов.
По оценкам исследователей, если один человек заразился гриппом на борту парохода Columbus , которому потребовалось 18 дней, чтобы перевезти 420 пассажиров из Панамы в Сан-Франциско, то вероятность заноса гриппа в пункт назначения составляла 0,1%. Напротив, риск заноса составлял 66%, если инфицированный человек поднимался на борт Columbia для его 3-дневного путешествия с 74 пассажирами из Орегона в Сан-Франциско. Появление пароходов, 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 скромное экологическое изменение для людей — возможность путешествовать в два-три раза быстрее по морю — могло сыграть решающую роль в дальнейшем распространении таких важных человеческих патогенов», — говорит Себастьен Кальвиньяк-Спенсер, эволюционный биолог из Института Гельмгольца по единому здоровью.
В статье подчеркивается, что люди часто недооценивают время, необходимое для распространения болезней по всему миру, говорит Блэкберн. «Это то, о чем писали историки, но наша статья дает действительно четкое, механистическое, биологически обоснованное объяснение того, почему это заняло так много времени».
Но результаты вряд ли удивительны, говорит Моника Грин, независимый историк медицины из Финикса: виды транспорта, которые перевозят больше людей быстрее, позволяют болезням распространяться быстрее. (Она называет COVID-19 «пандемией века авиации».) Грин также обвиняет исследователей в узком взгляде на историю человечества, поскольку они, по-видимому, подразумевают, что трансграничное перемещение патогенов началось в 1492 году; ранее корабли способствовали распространению туберкулеза, малярии, проказы и чумы. «Сама идея о том, что передача болезней на большие расстояния началась только с Колумба, является очень устаревшей и европоцентричной идеей», — говорит Грин.
Симонсен указывает, что у авторов не было хороших данных по одному важному фактору: иммунитету. Например, в XV веке почти каждый взрослый в Европе подвергался воздействию кори и оспы, а те, кто не умирал, вырабатывали пожизненный иммунитет против этих болезней. В своих расчетах исследователи просто предположили, что 5% пассажиров были восприимчивы к вирусам, но на самом деле, вероятно, были большие различия, в зависимости от места и времени, говорит Симонсен.
Блэкберн признает, что команде пришлось сделать некоторые «обоснованные предположения» о восприимчивости людей. Она говорит, что перемещение детей, которые были гораздо более восприимчивы, чем взрослые, могло сыграть важную роль в трансокеанском распространении болезней.
