Болезнь пика это: история заболевания, диагностика и лечение

история заболевания, диагностика и лечение

Болезнь Пика – одна из разновидностей сенильной деменции, при которой происходят атрофические изменения, чаще всего, в лобных и височных долях головного мозга. Встречается преимущественно у пожилых людей после 50 лет. По клиническим проявлениям сходна с болезнью Альцгеймера, но встречается реже и протекает более злокачественно. У женщин диагностируется в два раза чаще, чем у мужчин.

История болезни

Болезнь Пика исследована мало, диагностируется редко. С момента выявления проходит 6–8 лет до конца жизни. В основе заболевания – атрофические процессы в мозге, причём это не обусловлено наследственной предрасположенностью, хотя раньше врачи считали именно генетику основным фактором развития болезни.

Чешский врач Альберт Пик первый описал симптомы болезни в 1892 году, после чего патологии присвоили его имя. Именно он предположил наследственную связь – выявил, что у родственников людей, которые страдают слабоумием, также возможно его развитие.

Арнольд Пик не считал патологию отдельным заболеванием, а предполагал, что это лишь вариант старческой деменции. Когда развитие заболевания было исследовано патологоанатомически, обнаружились отличительные морфологические признаки, и его выделили в самостоятельную нозологию.

Описание заболевания

Согласно данным литературы, болезнь Альцгеймера встречается чаще деменции Пика в четыре раза. Ввиду редкости и сложности диагностики (по крайней мере, прижизненной) данных о заболевании не так много. Точно известно, что мужчины болеют реже, а патология носит прогрессирующий характер.

Старческая деменция характеризуется грубым умственным нарушением, неврологическими патологиями. Головной мозг поражается в основном в лобно-височной зоне, в результате чего нарушаются поведение и речь.

Нередко болезнь Пика диагностируют на фоне психических расстройств, но не они считаются первопричиной заболевания, хотя и провоцируют его развитие. Атрофии могут подвергаться не только височные и лобные доли – иногда она выходит за пределы и затрагивает подкорку. При этом нет воспаления, сосудистые нарушения или отсутствуют, или выражены слабо.

Нейродегенеративное заболевание сначала прогрессирует медленно, но уже на начальных стадиях отмирают целые группы нервных клеток. За 5-7 лет они могут распространиться на весь мозг, хотя очаг наблюдается преимущественно в височных и лобных долях. Сначала разрушительные процессы затрагивают вторую и третью извилины, чуть позже – первую. Реже могут быть затронуты теменные доли.

Манифестация болезни Пика начинается с передних лобных отделов мозга, что сразу же сказывается на поведении человека и его личностных характеристиках. Позже изменениям подвергаются височные доли, которые отвечают за интеллект, память, концентрацию внимания. Также разрушается кора речевого анализатора, что сразу же сказывается на речевых способностях.

В отличие от других нейродегенеративных патологий в психиатрии для болезни Пика характерно глубокое поражение всей доли головного мозга, а не только её части. Сначала затрагиваются верхние слои, затем процесс распространяется вглубь.

Исследование тканей мозга под микроскопом показало, что у больных возникает «вспучивание» клеток, уменьшается толщина серого вещества, переход от серого к белому веществу размыт, границы нечеткие. Еще одна характерная черта – отделение эндотелия сосудов мозга. Это вызывает нарушение кровообращения, застой ликвора и, как итог, усиливает нейродегенеративные процессы и атрофию. Причём отделение эндотелия при болезни Пика встречается всегда, а при болезни Альцгеймера – только в 25% случаев.

Причины заболевания

Этиология болезни Пика до сих пор не выяснена. Хотя встречаются «семейные» эпизоды заболевания, причём чаще оно передается не от родителей детям, а диагностируется у родных братьев и сестёр. Тем не менее, полностью наследственный фактор опровергнут.

Этиологическими факторами считают:

• негативное влияние на человека, в частности на головной мозг, химических веществ;
• неправильное дозирование и/или частое использование наркоза;
• психические расстройства.

Не основным, но провоцирующим фактором можно считать нехватку витаминов группы В, черепно-мозговые травмы, интоксикацию. Некоторые специалисты полагают, что провоцирующим фактором также может стать сбой обмена тау-протеина – компонента, который является элементом клеточных мембран нейронов.

Клетки головного мозга при этом заболевании подвергаются атрофии и деструкции – теряют функциональность, уменьшаются в размере или полностью разрушаются. Вне зависимости от комбинации симптомов оно всегда сопровождается слабоумием на фоне нарушения высшей функции коры мозга. В данном случае деменция – приобретённая.

В группе риска – пациенты старше 50–55 лет, женского пола, в семье которых есть случаи этой разновидности деменции. Черепно-мозговые травмы к инфекции не служат провоцирующим фактором, но значительно ускоряют и утяжеляют течение заболевания.

Болезнь могут диагностировать и у более молодых людей уже с 40–45 лет. Но в этом возрасте прогрессирует она медленно, симптомы выражены слабо, поэтому пациенты редко обращаются к врачу, а на момент постановки диагноза уже выявляется вторая стадия. Дебют чаще всего протекает не так выражено и может проявляться в повышенной тревожности, нарушении контроля над своими действиями, депрессивных состояниях, что сами больные обычно оправдывают стрессом или другими подобными причинами.

Отличие болезни Пика от Альцгеймера

Болезни Альцгеймера и Пика имеют схожесть, но это две отдельные формы патологии со своими клиническими проявлениями. Общее для заболеваний – слабоумие. Но при диагностировании болезни Пика:

• частично сохраняется память;
• остаётся концентрация внимания;
• изменение характеристик личности выражено сильнее – отсутствие эмоций и снижение частоты их проявления, апатия, безразличие;
• если повреждается базальная кора головного мозга, исчезают понятия морали и нравственности – человек теряет чувство такта, не соблюдает общепринятые нормы поведения;
• если одновременно поражается мозг в зоне лба и висков, меняется речь, она становится неразборчивой, появляется неуклюжесть в движениях.

В отличие от болезни Альцгеймера при болезни Пика человеку сложно ориентироваться в новой обстановке. Он может отходить совсем недалеко от дома, но не в состоянии найти обратную дорогу. Кроме того, характерна дезориентация во времени – сложно определить, какое сейчас время суток.

В целом болезнь Альцгеймера протекает мягче, симптоматика при ней не так выражена. Это сказывается на качестве жизни пациента и на её продолжительности. Пациенты, как правило, живут меньше, их состояние более тяжёлое, из-за прогрессии болезни они быстрее теряют человеческий облик.

Стадии заболевания

Болезнь Пика делят на три стадии. От выявления до окончания третьей стадии проходит максимум 10 лет, чаще 6-7. Типы патологии:

1. Первая стадия. Характеризуется расторможенностью, действиями, у которых нет мотива. Например, у пациента могут нивелироваться основные инстинкты, отсутствовать контроль над своими действиями и эмоциями. Еще одна характерная черта начала заболевания – эгоистичность. Кроме того, иногда усиливается либидо, возникает сексуальная расторможенность. Есть изменения и в речи – возникает многократное повторение одних и тех же слов, предложении или историй. Эмоциональная сфера на этом этапе относительно стабильная – чаще всего есть эйфория, которая проявляется приподнятым настроением, но она может внезапно сменяться полной апатией. Нарушения памяти ещё нет, но объяснить свое странное поведение человек на этом этапе не может или оправдывает его нетерпением.
2. Вторая стадия. Все описанные выше симптомы усугубляются. Появляются очаговые признаки слабоумия, речь становится ещё менее внятной, пациенту сложно понять и усвоить информацию, он может забывать события, которые случились давно или совсем недавно. Ему бывает сложно считать и выполнять целенаправленные движения – нарушается мелкая моторика. На этом этапе заболевание практически идентично болезни Альцгеймера, но приступов эпилепсии нет. Еще одна характерная черта – подражание движениям/мимике других людей и автоматическое повторение новых слов. Также повышается болевой порог (кожная гиперальгезия).
3. Третья стадия. Считается завершающей. Характеризуется полным маразмом, сниженным тонусом мышц и, в конце концов, вегетативным состоянием пациента. Он не может передвигаться, решать бытовые вопросы, например, есть, справлять естественные нужды, одеваться. На этом этапе диагностируют неизлечимую инвалидизацию, которая завершается летальным исходом.

Слабоумие на третьей стадии необратимо. В это время больному нужен постоянный уход – сам он не в состоянии выполнить даже простейшие дела, поскольку дееспособность, как умственная, так и физическая, утрачена.

Симптомы

Выраженность симптомов, а также их набор, зависят от того, на какой стадии находится болезнь Пика. Основные признаки заболевания:

1. Утрата моральных принципов. Больной может справлять естественные нужды в неподходящих для этого местах, не контролировать своё поведение, высказывания, обостряются эгоистичные черты характера, в целом поведение становится асоциальным.
2. Немедленная реализация инстинктов. Это относится и к половому влечению – при усилении либидо возможны частые случайные половые контакты, в том числе с незнакомыми людьми. Также исчезает возможность ожидания – все физиологические потребности больному необходимо реализовать как можно быстрее. Например, может развиваться булимия – неконтролируемое поедание большого количества пищи даже после насыщения.
3. Изменение речи. Она становится невнятной, прослеживаются многократные повторы шуток, слов, отдельных фраз. Это называется симптомом «граммофонной пластинки».
4. Перепады настроения. Оно может колебаться от эйфории до полной апатии, причём, между этим может пройти всего несколько минут.
5. Слабоумие. Его выраженность зависит от того, как развиваются атрофические процессы в мозге. Но в целом прослеживается эмоциональная неустойчивость, периоды расторможенности и ригидности, утрата желаний, целей, полное безволие. Возможно развитие депрессии, а иногда – сочетание неадекватного поведения с эйфорией.

Чем больше прогрессирует болезнь Пика, тем более выраженными становятся симптомы:

• непонимание речи окружающих;
• потеря основных навыков счёта, письма и чтения;
• неадекватное восприятие происходящего вокруг;
• провалы в памяти;
• неспособность последовательно и логично выполнять действия;
• в конце развивается глубокая деменция, дезориентация, потеря навыков по самообслуживанию.

Если вначале такие нарушения носят эпизодический характер, то к концу второй и на третьей стадиях они становятся постоянными, прогрессируют вплоть до полного разрушения интеллекта.

Гибель пациентов с болезнью Пика чаще всего обусловлена сочетанием ряда факторов:

• церебральной недостаточностью;
• инфицированием пролежней, за которыми следует сепсис;
• застойной пневмонией из-за постоянного нахождения в горизонтальном положении;
• восходящим пиелонефритом и др.

Изменения затрагивают физическую и психическую сферы человека. У некоторых развивается ожирение или, напротив, истощение, сильно страдает интеллект – постепенно уменьшается словарный запас, человек теряет полученные ранее знания, даже если до болезни он был специалистом в своей области с уровнем интеллекта выше среднего.

Диагностика

Диагностику начинают, как правило, с опроса родных и близких, сбора анамнеза и осмотра пациента. Диагностические мероприятия разделяют на несколько этапов:

1. Дифференциация заболевания с другими патологиями, например, болезнью Альцгеймера. Также необходимо исключить онкологию, сосудистые нарушения, шизофренический синдром, опухолевые процессы в лобной зоне мозга.
2. Дополнительные консультации узких специалистов. Например, могут потребоваться консультации невролога, психиатра.
3. ЭЭГ. Регистрируют уменьшение биоэлектрической сигнатуры, исходящей от лобных зон мозга.
4. РЭГ, УЗИ. Такая диагностика позволяет исключить или подтвердить сосудистые изменения.
5. ЭхоЭГ. Позволяет выявить наличие жидкости в головном мозге.
6. МРТ. Необходимо для четкой визуализации атрофических изменений в тканях головного мозга.

Лабораторные исследования, как правило, больному не требуются. Диагностической ценности они не представляют. Крайне редко может быть назначен биохимический анализ крови.

Лечение

К сожалению, сколь-либо результативной терапии болезни Пика на данный момент не существует. Основная задача врача после диагностирования этого заболевания – поддержать организм больного и замедлить разрушительные процессы в головном мозге. Соответственно, лечение подбирают исходя из стадии патологии и наличия тех или иных симптомов. Это могут быть:

• антидепрессанты;
• ингибиторы МФО;
• нейропротекторы для стимуляции процессов обмена в мозге и повышения активности клеток, что позволяет замедлить атрофические процессы;
• иногда нужна противовоспалительная терапия;
• седативные средства стабилизируют психоэмоциональный фон, уменьшают агрессивность.

Один из этапов помощи больному – постоянный уход на последних стадиях. Когда пациент теряет навыки самообслуживания, он не только не способен решить большинство обычных бытовых задач, но и может причинить вред себе или окружающим. Решение этой проблемы – профессиональный сестринский уход, если родные не могут круглосуточно находиться с больным.

Специфической профилактики болезни Пика также не существует. Общие рекомендации касаются ведения здорового образа жизни, своевременного обращения к врачу при подозрении на патологии головного мозга, выполнение мероприятий, которые улучшают когнитивные функции. Особо внимательным надо быть людям, имеющим родственников с аналогичным заболеванием или другими разновидностями слабоумия.

Прогноз болезни Пика неблагоприятный. На продолжительность заболевания до смерти пациента влияют возраст, общее состояние здоровья, адекватность назначенной терапии.

Симптомы и признаки болезни Пика — диагностика в ЦМЗ «Альянс»

Основное проявление болезни Пика — прогрессирующая деменция (слабоумие) с нарушением всех высших функций головного мозга. Страдает память, мышление, понимание, ориентировка в пространстве и времени, суждения, речь и способность к обучению.

Характерным признаком этого заболевания является поражение умственной деятельности как бы «сверху вниз». Вначале на первый план выступают выраженные изменения личности: снижение критики, продуктивности мышления и способности к осмыслению. И лишь на поздних стадиях к ним присоединяются выраженные нарушения памяти и других «рабочих» функций.

Первые симптомы болезни Пика обычно появляются в возрасте 50–60 лет (средний возраст — 54 года), однако иногда наблюдается более раннее или более позднее начало заболевания.

Первая стадия

Первым проявлением синдрома Пика становится изменение поведения человека. Они начинают совершать необдуманные поступки, например, могут бросить работу или уйти из дома. Иногда отмечается детское, несоответствующее возрасту поведение.

При поражении базальных (орбитальных) участков лобных долей на первый план выходит эгоистичность, резкое снижение критики и растормаживание желаний. Пациенты с болезнью Пика удовлетворяют свои потребности, не считаясь с местом, временем и окружающими обстоятельствами. Характерна сексуальная расторможенность, отправление физиологических потребностей в неподходящей обстановке и т.д. Атрофия участков правого полушария сопровождается эйфорией, поражение левого — депрессией или субдепрессивными состояниями.

При атрофии конвексиальных поверхностей лобных долей отмечается эмоциональное отупение, безразличие, бездеятельность, пассивность и отсутствие спонтанности. Оскудевает речь и мышление. Уменьшается двигательная активность.

При поражении лобно-височных областей вначале развивается стереотипное поведение. Затем стереотипии распространяются на речь и письмо.

Гораздо реже первым проявлением болезни Пика становится чувство измененной реальности или четко выраженная очаговая симптоматика, симулирующая сосудистые или опухолевые поражения. Встречаются также формы с преобладанием безразличия, безучастности и аспонтанности. Из-за сходства с негативной шизофренической симптоматикой пациентам с такими симптомами в некоторых случаях даже ошибочно выставляют диагноз «шизофрения».

Иногда в начальной стадии болезни Пика наблюдаются кратковременные психические расстройства: эпизоды спутанности, стереотипные конфабуляции, кратковременное психомоторное возбуждение, бредовые высказывания, рудиментарные галлюцинации и т.д.

Вторая стадия

Характеризуется нарастанием очаговой симптоматики в виде агнозии (нарушение слухового, зрительного и тактильного восприятия), афазии (нарушение речи), акалькулии (нарушение счета). Обычно наблюдается умеренная апраксия (нарушение сложных двигательных актов).

Распад речи развивается постепенно. Вначале речь обедняется по смыслу, уменьшается активно используемый словарный запас, возникают речевые стереотипии. Типичным симптомом синдрома Пика является эхолалия. Пациент повторяет услышанные слова, фразы или звуки. При поражении лобных долей отмечается выраженное снижение речевой активности: пациенты способны говорить, но не делают этого без стимула извне. При атрофии лобных и височных отделов они забывают слова, понимание речи затрудняется.

Третья стадия

Симптомы усугубляются. Возникает тотальная деменция, полная афазия, неспособность к узнаванию и какой-либо целенаправленной деятельности. Физическая слабость, приступы которой наблюдались в течение всей болезни, становится более выраженной. Несмотря на то, что настоящие параличи при болезни Пика не развиваются, пациенты не могут самостоятельно ходить, принимать пищу и т.д. В последующем развивается вегетативная кома со снижением мышечного тонуса.

Специфического лечения не существует. При неблагоприятном течении смерть наступает через 3–4 года, при благоприятном — через 10–12 лет. Средняя продолжительность жизни пациентов с болезнью Пика составляет около 6 лет.

Главная страница

Свое название болезнь Пика получила по инициативе доктора… Альцгеймера, так как впервые была описана его коллегой — чешским неврологом Арнольдом Пиком. Сегодня болезнь Пика рассматривается как один из вариантов лобарной дегенерации, ведущей к деменции лобно–височного типа. На долю лобно–височной деменции приходится примерно пятая часть всех случаев раннего слабоумия. Кроме болезни Пика, к вариантам лобно-височной деменции относят первичную прогрессирующую афазию.

Болезнь Пика (и лобно-височная деменция в целом) классифицируется как  пресенильная (предстарческая) деменция, поскольку, в отличие, например, от болезни Альцгеймера или деменции с тельцами Леви, нередко наступает до 65 лет.

Особенность болезни Пика также состоит с том, что в начале заболевания преобладают не расстройства памяти, как при болезни Альцгеймера, а нарушения в поведении, речи и эмоциональные расстройства. Ведь именно за них, а также за планирование и решение задач отвечают лобные доли головного мозга, страдающие при этом заболевании. Из-за такой нетипичной для деменции картины окружающие списывают всё на возрастные изменения характера, депрессию и другие проблемы.

Причины болезни Пика

Механизм развития болезни Пика и лобарной дегенерации в целом пока изучен недостаточно. Ученые предполагают, что главную роль здесь играет нарушение метаболизма тау-протеина (он входит в состав мембраны нервных клеток). В этом смысле болезнь Пика — один из вариантов таупатии, вместе с прогрессирующим надъядерным параличом и кортико-базальной дегенерацией.

Характерная черта болезни Пика – важная роль генетического фактора. До половины случаев заболевания имеют семейную форму, передаются по наследству вместе с одним из трех мутированных генов: MAPT, GRN or C9ORF72. При носительстве этих генов риск развития болезни составляет 50%.

Диагностика болезни Пика

В диагностике деменций с преимущественным поражением лобных долей имеет значение сопоставление результата по Батарее лобной дисфункции (FAB) и Краткого исследования психического состояния (MMSE): на начальном этапе о лобной деменции говорит низкий результат FAB (менее 11 баллов) при относительно высоком результате MMSE (24 и более баллов). При деменции альцгеймеровского типа легкой выраженности, напротив, снижается прежде всего показатель MMSE (20–24 балла), а показатель FAB остается максимальным или снижается незначительно (более 11 баллов).

Симптомы болезни Пика

1. Пациент с болезнь Пика (лобно–височной деменцией) становится пассивен, порученную работу выполняет неохотно и неряшливо, тяготится контактами с окружающими, инициативу в общении не проявляет, а на обращенную к нему речь отвечает односложно. Ограничивается стереотипными действиями как в профессиональной сфере, так и в межличностном общении. С развитием болезни на фоне общей апатии может появиться пренебрежение личной гигиеной. Этот процесс усугубляется рано развивающимся при лобно–височной деменции недержанием мочи.

2. Другой важный аспект клинической картины в дебюте – снижение критики в отношении своих действий. В результате в поведении больного проявляются нетактичные поступки: он начинает пренебрегать общественными приличиями, проявляет сексуальную распущенность, плоско и скабрезно шутит, демонстрирует неадекватную игривость. У больного могут развиваться пристрастие к алкогольным напиткам, патологическая тяга к сладкому, булимия (утрата чувства насыщения).

3. Еще один симптом болезни Пика (лобно–височной деменции) – нарушение регуляции произвольной деятельности. Пациент утрачивает способность организации целенаправленных действий: он не в состоянии планировать и программировать деятельность, а затем и контролировать ее осуществление. Поэтому действия больного выглядят хаотичными, бессмысленными. Страдает также способность отделять в анализе главное от второстепенного, обобщать, сопоставлять, выносить суждения и делать на их основе умозаключения.

4. Память работает относительно нормально до наступления самых тяжелых стадий. Этим заболевание отличается от болезни Альцгеймера и деменции с тельцами Леви, при которых нарушения в первую очередь затрагивают когнитивную сферу (память, гнозис, речь).

Стадии болезни Пика (лобно–височной деменции)

1 стадия

Поведение: снижение критики, утрата чувства такта.

Когнитивные функции: нарушение мышления и регуляции произвольной деятельности.

Двигательная сфера: без патологий.

2 стадия

Поведение: продолжающееся снижение самоконтроля, синдром Клювера–Бьиси (нарушение пищевого и сексуального поведения), гиперорализм (постоянное жевание, сосание, причмокивание), неузнавание эмоций окружающих, гиперметаморфоз (избыточное внимание к объектам в поле зрения.

Когнитивные функции: выраженные нарушения мышления и регуляции произвольной деятельности, речевые стереотипии, другие нарушения речи.

Двигательная сфера: без патологий.

3 стадия

Поведение: бездеятельность, апатия, отсутствие мотивации к действиям.

Когнитивные функции: выраженные нарушение мышления и регуляции произвольной деятельности, проблемы речи вплоть до мутизма. Возможные нарушения памяти, счета, зрительно–пространственной ориентации.

Двигательная сфера: паркинсонизм, возможны пирамидные знаки.

Лечение болезни Пика

В отличие от других форм деменции, применение ацетилхолинергических препаратов неэффективно, может быть полезен мемантин (Акатинол) в стандартных дозах, серотонинергические препараты.

Средняя продолжительность жизни пациентов с болезнью Пика (лобно–височной деменцией) – 8–11 лет. Смерть наступает в результате обездвиженности, развития пролежней, присоединения легочной или мочевой инфекции.

Болезнь Пика

Болезнь Пика – очень редкое заболевание центральной нервной системы, оно характеризуется деструктивными поражениями коры больших полушарий головного мозга. Такое заболевание является характерным для людей старческого возраста. Неудивительно, что средний возраст пациентов – 57 лет. Процесс деструкции происходит в течение многих лет. По статистике ВОЗ до клинической смерти пациентам при сильном обострении болезни Пика остается около 6 лет. Клинические исследования показывают, что редкость данного заболевания обусловлена генетической предрасположенностью. Однако возможность возникновения деструктивных процессов может быть следствием тяжёлых травм и поражений головного мозга. Пока, что это всё лишь теории. Данную патологию можно отнести к социальным, потому что человек, у которого наблюдается обострение, почти полностью лишается коммуникативных навыков.

Клиническая картина

Болезнь Пика считается хроническим заболеванием, однако длительный деструктивный процесс способствует постепенному проявлению симптомов. Сначала появляется нарушения речи. Возможно забывания слов, их значения, меняется порядок в предложении. При общении пациент может терять нить разговора, перестает замечать причинно-следственную связь, постепенно теряются аналитические способности. Данному заболеванию присущ «симптом граммофона». Это, когда пациент повторяет одну и ту же эмоциональную историю через определённое время, не меняя манеру повествования. Кроме патогномоничных симптомов можно наблюдать классические симптомы, как слабость, утомляемость, нарушений сложных моторных актов движений, например действие выполняемое пальцами рук. Возможно, нарушение движений частичное или полное. Частичное – выпадение половины или трети части тела. Нарушения моторных функций организма будут проявлять себя по мере прогрессирования хронического обострения.

Диагностика

Первостепенно важно произвести МРТ головного мозга. Для полного понимания происходящих процессов в коре больших полушарий. Как правило, для динамического наблюдения данный инструментальный метод производят каждые 1-2 месяца. Обычные клинические анализы не имеют особой важности. Из-за специфичности заболевания тяжело отследить или предугадать момент обострения. Для людей старческого возраста характерно возникновение болезни Альцгеймера. Примерная её частота около 47 процентов. Однако её клиника очень близко похожа с болезнью Пика. Только есть существенное отличие. Болезнь Пика имеет более злокачественный характер

Патофизиология

ПиД впервые был признан отдельным заболеванием, отличным от других нейродегенеративных заболеваний, из-за присутствия крупных, темных агрегатов белков в неврологической ткани, а также вышеупомянутых раздутых клеток, известных как клетки Пика. Пиковые тела почти повсеместно присутствуют у пациентов с ПиД, но были обнаружены некоторые новые случаи атипичного ПиД, в которых отсутствуют заметные ПиД-тела. Разнообразные окрашивания могут помочь в визуализации тельцов Pick и клеток Pick, но иммуногистохимическое окрашивание с использованием антител против тау- и убиквитина оказалось наиболее эффективным и специфичным. Окрашивание гематоксилином и эозином позволяет визуализировать другую популяцию клеток Pick, которые являются отрицательными как по тау, так и по убиквитину . Несколько серебряной пропитка пятна были использованы, в том числе Bielschowsky, Бодиан методы и Gallyas. Последние два метода достаточно чувствительны, чтобы позволить отличить PiD от AD, поскольку Bodian будет связываться преимущественно с клетками с PiD по сравнению с методом Галляса, который предпочтительно связывается с клетками с болезнью Альцгеймера.

Многочисленные области мозга поражены ПиД, но конкретные пораженные области позволяют различать ПиД и АД. Тела пика почти всегда находятся в нескольких местах головного мозга, включая зубчатую извилину , пирамидные клетки сектора CA1 и субикулума гиппокампа , а также неокортекс, а также множество других ядер. Расположение в слоях мозга, а также анатомическое расположение демонстрируют некоторые уникальные особенности ПиД. Поразительной особенностью неокортекса является то, что тела Пика находятся во II и IV слоях коры, которые отправляют нейроны внутри коры и в таламические синапсы соответственно. В то время как в слоях III и V очень мало тел Пика, если они вообще отсутствуют, они демонстрируют крайнюю потерю нейронов, которая в некоторых случаях может быть настолько серьезной, что в мозгу вообще остается пустота. Другие вовлеченные области включают хвостатое, которое сильно поражено, дорсомедиальную область скорлупы , бледный шар и голубое пятно. Латеральное туберальное ядро ​​гипоталамуса также очень сильно поражено. Мозжечковые элементы, которые важны для получения входных данных, включая мшистые волокна и монодендритные щеточные клетки в слое гранулярных клеток, и генерируют выходные сигналы, в первую очередь зубчатое ядро, поражены включениями тау-белка. Как ни странно, черная субстанция чаще всего не вовлечена или поражена незначительно, но случаи крайней дегенерации действительно существуют.

PiD имеет несколько уникальных биохимических характеристик, которые позволяют идентифицировать его в отличие от других патологических подтипов лобно-височной долевой дегенерации. Самым поразительным из них является то, что это заболевание, при котором клубки тау-белка присутствуют во многих пораженных нейронах, содержит только одну или целых две из шести изоформ тау-белка. Все эти изоформы являются результатом альтернативного сплайсинга одного и того же гена. Пиковые тельца обычно содержат изоформу 3R тау-белков как не только наиболее распространенную, но и единственную форму этого белка, но некоторые исследования показали, что в организме может присутствовать гораздо большее количество изоформ тау, включая 4R и смешанные 3R / 4R. Выберите тела. Эти клубки не только содержат преимущественно тау-белок 3R, но и имеют характерную форму с круглым телом; в области, обращенной к ядру клетки, часто есть углубление.

Тела Pick могут быть помечены N-концевым сегментом белка-предшественника амилоида, гиперфосфорилированным тау-белком, убиквитином, Alz-50, белками нейрофилиментов, клатрином, синаптофизином и красителями, специфичными для поверхностного гликозида нейронов (A2B5). Более того, предполагается, что белки тубулина βII играют роль в образовании фосфор-тау-агрегатов, которые наблюдаются как при PiD, так и при AD.

Прогноз течения и лечение заболевания

Так как первоисточник аномалии до сих пор не выявлен, терапевтические меры направлены, прежде всего, на симптоматическое лечение. При агрессивных поведенческих реакциях назначаются медикаментозные препараты, предназначенные для активации тормозящих психику процессов – нейролептические средства. На начальной стадии проводится психотерапия, работа с психологом. Далее для сохранения частично оставшихся когнитивных функций рекомендуется работа в сенсорной комнате, стимулирование ощущения присутствия, рисование.

Болезнь Пика весьма загадочное заболевание, имеющее очень сложное течение. Необходимое требование к данной патологии – правильная дифференциальная диагностика с учётом клинической картины заболевания.

ФГБНУ НЦПЗ. ‹‹Эндогенно-органические психические заболевания››

Заболевание было описано А. Пиком в 1892 г., который дал клиническую характеристику деменции с прогрессирующей афазией, развившейся как проявление прогрессирующей локальной атрофии мозга Нейроморфологические изменения были представлены несколько лет спустя А. Альцгеймером (1910, 1911), который выделил клетки и тельца Пика и указал на сочетание их с локальной мозговой атрофией в области лобных и височных долей. Как А. Пик, так и другие его современники,

поначалу рассматривали такие случаи, как атипичный вариант старческого слабоумия Предположение о том, что описанная А. Пиком деменция представляет собой самостоятельную в нозологическом отношении клиническую форму, впервые высказал Richter (1918). Это предположение было подтверждено в многочисленных публикациях 20—30-х годов. В последующем самостоятельность болезни Пика была обоснована тщательно выполненными клинико-анатомическими исследованиями [Sjogren T. et al., 1952; Штернберг Э. Ф., 1967]

В последнее десятилетие клинические представления о болезни Пика получили новое развитие После того как стало очевидно, что лишь относительно небольшая часть случаев заболевания сопровождается классическими нейропатологическими признаками, те клетками и тельцами Пика [Neary D et al., 1986; Brim A, 1987], для его обозначения был предложен ряд других терминов- лобно-долевая деменция неальцгеймеровского типа [Brim А, 1987], деменция лобного типа [Neary D. et al., 1987], лобно-долевая дегенерация [Miller В et al, 1991]. Недавно две группы исследователей (из Лунда и Манчестера) ввели термин лобно-височная дегенерация, одновременно предложив соответствующие диагностические критерии [Brun A. et al., 1994]. Последние являются предварительными, и их предстоит валидизировать.

Если 20—30 лет назад исследователи в основном интересовались анализом взаимоотношений между болезнью Пика и болезнью Альцгеймера [Штернберг Э. Я., 1967, 1977; Gustafson L., Nielsson L, 1982], то в последние годы в литературе обсуждается вопрос о взаимоотношениях между болезнью Пика, т. е. деменцией лобного типа и другими системными нейродегенеративными заболеваниями. Речь идет в частности, о сочетании деменции лобного типа и заболевания, сопровождающегося поражением двигательных нейронов (motor neuron disease — MND). Болезнь Пика и MND отличаются большим сходством клинических проявлений, демографических характеристик, а также близостью нейроморфологических и прижизненных компьютерно-томографических данных [Talbot P. R., 1996]. На этих находках основана концепция единого мультисистемного расстройства, характер проявлений которого определяется топографическим распределением церебральной дегенерации. Однако вопрос о нозологическом единстве этих заболеваний остается открытым, и приведенные взгляды еще нуждаются в специальном изучении.

«Деменция лобного типа» — это генерический термин, относящийся к клиническому синдрому, который определяется глубоким распадом личности и ее социального функционирования в сочетании с адинамичной спонтанной речью, переходящей в мутизм, т е. симптоматикой, которая указывает на двустороннюю лобную дисфункцию (наличие последней подтверждается данными функциональной нейроинтраскопии, а на более поздних этапах болезни — КТ и МРТ).

Как уже говорилось, далеко не все случаи деменции лобного типа имеют классические Нейроморфологические признаки болезни Пика, поэтому остается открытым вопрос о том, можно ли при жизни больного (без нейроанатомических данных) выделить болезнь Пика из общей группы нейродегенеративных деменции, клинически проявляющихся синдромом деменции лобного типа.

В настоящее время большинство зарубежных авторов придерживаются термина «деменция лобного типа», хотя по-прежнему широко используется и обозначение «болезнь Пика» (МКБ-10). Именно этого обозначения болезни и классического взгляда на диагностические границы болезни Пика мы придерживаемся в этой главе.

Болезнь Пика: причины, стадии, симптомы, диагностика и лечение

Излечить болезнь Пика полностью невозможно, имеются лишь методики, позволяющие ослабить симптоматику. Медикаментозное лечение болезни Пика увеличивает продолжительность жизни и повышает её качество. Для устранения негативных признаков применяется Мемантин.

Во время терапии используются антидепрессанты и нейролептики. В виде вспомогательного лечения можно проводить тренировки, восстанавливающие мыслительные процессы. Обычно это занятия в группах, помогающие развивать информационное восприятие и память. На них пациента просят полностью описать свою жизнь.

Длительность жизни даже в случае проведения терапии можно увеличить не более чем на 10-15 лет. На поздних этапах пациентам необходим круглосуточный уход и наблюдение, поскольку они неспособны самостоятельно двигаться.

Для обеспечения пожилому родственнику хорошего качества жизни в старости нужно знать о симптомах начала слабоумия. Например, существует несколько разных типов деменции: атрофическая, сосудистая и смешанная.

При атрофической сначала поражаются головномозговые нейроны. Это приводит к дезориентации, провалам в памяти, ухудшению внимания и речи.

Сосудистая возникает на фоне атеросклероза. Если его развитие произошло из-за инсульта, наблюдается обширное мозговое поражение. Если его причиной стала ишемия, то патология развивается медленно. Появляется слабость и цефалгия, ухудшается память. Из-за расстройств кровоснабжения начинают поражаться головномозговые нейроны.

При смешанной форме отмечается сочетание поражения мозговых сосудов и Альцгеймера. При этом наблюдается атеросклероз, признаки гипертонии, поведенческое и мыслительное нарушение, ухудшение интеллекта и памяти.

Если больному был поставлен диагноз слабоумие, когда дальнейшее лечение болезни Пика становится неэффективным, нужно нанять для него профессиональную сиделку. При прогрессировании болезни пациент перестаёт ходить и жевать пищу, узнавать самого себя в зеркале. Он утрачивает интерес к общению с людьми, занятию любимыми делами. Могут отмечаться эпилептические приступы или обмороки.

Пациенты становятся плаксивыми, обидчивыми, подозрительными, перестают осознавать своё заболевание и неадекватное поведение. Начинаются проблемы с функционированием кратковременной памяти, а из долговременной исчезают практически все воспоминания. Больной постепенно становится беспомощным маленьким ребёнком, живущим исключительно инстинктами. Он пугается даже самых простых вещей, не узнаёт родственников, считая их посторонними людьми. Может задавать простые вопросы, но получив на них ответ, сразу его забывает и начинает переспрашивать снова. Из-за этого забота о таком человеке превращается в сложное испытание.

Общайтесь с больным простыми словами, медленно. Не кричите, давайте ему возможность поразмышлять. На ванную с туалетом нанесите яркую отметку, которая будет служить больному ориентиром.

Рекомендуется завесить зеркала или вообще убрать. Не стоит включать громко и надолго радио или телевизор, чтобы не пугать и не напрягать мозг больного. Также лучше избавиться от любых источников шума.

Пациенту нужно регулярно есть и пить много воды (это очень важно). Старайтесь понимать его без слов, поскольку с прогрессированием патологии речь становится совершенно непонятной. Также больной может вообще перестать говорить. Относитесь к нему терпеливо и внимательно.

Часто напоминайте пациенту его имя, ваше имя, родственные связи между вами. Он может не понимать сложной речи, но хорошо воспринимает мимику и интонации, так что старайтесь говорить спокойно и с улыбкой.

Окружающим поясните, что у человека болезнь, чтобы они не задавали лишние вопросы и не смеялись над ним. Из-за возможного развития у пациента склонности к бродяжничеству его нельзя оставлять в одиночестве.

Спрячьте от больного острые вещи и медикаменты, лишите его доступа к источникам электричества и газа. Также уберите из проходов любые предметы, которые могут мешать или нанести травму.

Болезнь Пика — Медичний центр «Ліко-Мед»

Дата публикации 3 октября 2018

Что такое болезнь Пика?

Болезнь Пика является редким типом деменции (слабоумия), которая вызвана атрофией определенных участков головного мозга. Причина данного заболевания — образование в нейронах головного мозга аномальных включений — клеток и телец Пика.

Болезнь Пика часто передается по наследству. У больного наблюдается изменение личности, неуместное социального поведения, перепады настроения, потеря памяти, недержания мочи и распад речи. Человек теряет способность здраво мыслить, писать и читать. Лечение болезни Пика фокусируется на управлении симптомами.

Чего ожидать?

Болезни Пика поражает в основном людей в возрасте 40-60 лет и имеет симптомы очень схожие с болезнью Альцгеймера. Однако у людей с болезнью Пика, как правило, наблюдаются более выраженные изменения поведения и намного быстрее проходит распад личности.

С появлением симптомов наступает их резкое ухудшение. За короткий промежуток времени (2-10 лет) большинство людей с болезнью Пика полностью теряют способность мыслить. Болезнь Пика, к сожалению, неизлечима. Медикаментозное лечение способно лишь помочь несколько облегчить симптомы.

Распространение.

Болезнь Пика – крайне редкая патология. С общей численности случаев деменции она диагностируется в 5% больных.

Факторы риска.

Болезнь Пика в медицинской истории семьи.

Лечение.

Лечение болезни Пика может включать:

— Прием антидепрессантов.

— Антипсихотическую терапию.

— Употребление лекарств для лечения деменции.

— Модификацию поведения.

— Лечение сопутствующих медицинских проблем.

Когда обращаться к врачу?

Посетите врача, если вы заметили любые признаки болезни Пика. Ищите чрезвычайной помощи, если вы страдаете болезнью Пика и ваша психическая функция стала резко ухудшаться.

О чем спросить врача?

1. Мои симптомы вызваны болезнью Пика или другим условием?

2. Какие анализы мне нужно сдать?

3. Какие мне нужны процедуры?

4. Как быстро могут ухудшиться мои симптомы?

5. Какой долгосрочный прогноз заболевания?

Постановка диагноза.

Врач задает вопросы о медицинской истории пациента и проводит физический осмотр. Возможно назначение МРТ, КТ или биопсии головного мозга.

«Еще не все, пока не все»: 5 фактов о достижении пика COVID-19

По мере того как в Нью-Йорке, Калифорнии и других штатах количество новых случаев заболевания COVID-19 снижается или даже сокращается, может показаться, что пандемия приближается к концу.

Президент Дональд Трамп и некоторые губернаторы указали на замедление темпов роста как на указание на то, что настал день для открытия страны. «Наши эксперты говорят, что кривая сгладилась, и пик новых случаев уже позади», — заявил в четверг Трамп, объявив в четверг руководство администрации штатам о том, как начать ослабление мер социального дистанцирования и приказов о домогательствах.

Но с учетом того, что число смертей от коронавируса в стране растет с каждым днем, и постоянный дефицит тестов, эксперты в области здравоохранения предупреждают, что страна еще не приблизилась к «тому дню». Действительно, исследование, опубликованное на этой неделе учеными Гарварда, предполагает, что без эффективного лечения или вакцины меры социального дистанцирования, возможно, придется сохранить до 2022 года.

Kaiser Health News поговорили с несколькими детективами о том, что означает достижение пика заболеваемости и при каких условиях люди могут вернуться к работе и учебе, не опасаясь заразиться.Вот что они сказали.

Трудно увидеть пик

Эксперты в области здравоохранения говорят, что не следует ожидать, что один пиковый день — когда новые случаи заболевания достигнут своего наивысшего уровня — определит, когда ситуация изменится. Как и при любом заболевании, цифры должны снижаться по крайней мере в течение недели, чтобы выявить реальную тенденцию. Некоторые эксперты в области здравоохранения говорят, что это две недели, потому что это позволит лучше понять, насколько широко распространяется болезнь. Обычно людям требуется столько времени, чтобы проявить признаки инфекции после контакта с вирусом.

Но получить точное представление о количестве случаев COVID-19, заболевания, вызываемого коронавирусом, сложно из-за отсутствия тестирования во многих местах, особенно среди людей в возрасте до 65 лет и лиц без симптомов.

Другой фактор заключается в том, что штаты и округа будут достигать пиков в разное время в зависимости от того, как быстро они ввели приказы о домохозяйстве или другие правила социального дистанцирования.

«Мы являемся историей множественных эпидемий, и опыт на Северо-Востоке совершенно иной, чем на Западном побережье», — сказала Эстер Чернак, директор Центра готовности и коммуникации общественного здравоохранения при Университете Дрексель в Филадельфии.

Также затрудняет определение пика успех в некоторых областях «сглаживания кривой» новых случаев. Широко распространенные усилия по социальному дистанцированию были направлены на то, чтобы помочь избежать резкого скачка числа людей, заражающихся вирусом. Но вместо этого это может привести к фиксированной ставке, которая может оставаться высокой в ​​течение нескольких недель.

«Чем пологее кривая, тем труднее определить пик», — сказал Уильям Миллер, профессор эпидемиологии в Университете штата Огайо.

Пик не означает, что пандемия почти закончилась

Снижение числа новых случаев важно, но это не означает, что вирус исчезает.Вместо этого это предполагает, что социальное дистанцирование замедлило распространение болезни и продлило течение пандемии, сказала Пиа Макдональд, эксперт по инфекционным заболеваниям в RTI International, некоммерческом исследовательском институте в Северной Каролине. Стратегия «сглаживания кривой» была разработана, чтобы помочь уменьшить наплыв пациентов, чтобы у системы здравоохранения было больше времени для наращивания потенциала, поиска лучших методов лечения и, в конечном итоге, разработки вакцины.

Преодоление пика важно, сказал Чернак, но только в том случае, если это приведет к относительно небольшому количеству новых случаев.

«Это абсолютно не означает, что пандемия подходит к концу», — сказал Макдональд. «Как только вы преодолеете пик, он не закончится, пока не закончится. Это всего лишь начальное время для оставшейся части ответа «.

Что будет дальше, зависит от готовности

Хотя Трамп сказал, что страна преодолела пик новых случаев заболевания, эксперты в области здравоохранения предупредили, что с научной точки зрения это не будет ясным до тех пор, пока не произойдет последовательное снижение числа новых случаев — что не соответствует действительности ни на национальном, ни на международном уровне. много крупных государств.

«Мы находимся на плато кривой во многих штатах», — сказал д-р Рикардо Изуриета, специалист по инфекционным заболеваниям из Университета Южной Флориды. «Мы должны убедиться, что мы увидим снижение числа заболевших, прежде чем мы сможем увидеть свет в конце туннеля».

Даже после пика многие люди становятся восприимчивыми.

«Единственный способ остановить распространение болезни — уменьшить контакты с людьми», — сказал Чернак. «Хорошая новость в том, что то, что люди остаются дома, работает, но это жестоко для людей, общества и экономики.”

Прежде чем позволить людям собираться в группы, необходимо провести дополнительное тестирование, инфицированных людей нужно поместить в карантин, а их контакты необходимо выследить и изолировать в течение двух недель, сказала она, но добавила: «Мы не кажемся иметь национальную стратегию для достижения этой цели ».

«Прежде чем будут ослаблены какие-либо меры общественного здравоохранения, нам лучше быть готовыми проверить каждого человека на COVID», — сказал Макдональд.

Кроме того, по ее словам, городским и окружным отделам здравоохранения не хватает персонала для связи с людьми, которые были рядом с инфицированными, чтобы заставить их изолироваться.Инструменты, «необходимые для усиления социального дистанцирования, к которому мы еще не готовы», — сказал Макдональд.

Маски понадобятся вам надолго

Могут ли люди вернуться к повседневной деятельности, будет зависеть от их индивидуального риска заражения.

В то время как некоторые штаты заявляют, что будут работать вместе, чтобы определить, как и когда снизить стандарты социального дистанцирования для перезапуска экономики, Чернак сказал, что потребуется более национальный план, особенно с учетом желания американцев путешествовать по стране.

«Без агрессивного тестирования и отслеживания контактов люди все равно будут подвергаться риску, когда выходят на улицу», — сказала она. Общественные собрания будут ограничены несколькими людьми, и, вероятно, по-прежнему будет необходимо носить маски на публике.

Она сказала, что в работе домов престарелых потребуются серьезные изменения, чтобы уменьшить распространение болезни, потому что пожилые люди подвергаются наибольшему риску осложнений от COVID-19.

Миллер сказал, что после ослабления мер социального дистанцирования, вероятно, может произойти еще один всплеск случаев COVID-19.

«Насколько это будет большим, зависит от того, как долго вы будете ждать с точки зрения общественного здравоохранения [для ослабления профилактических мер]. Чем дольше вы ждете, тем лучше, но с экономикой хуже ».

Эксперты указали на пандемию гриппа 1918 года, от которой заразилась четверть населения мира и погибло 50 миллионов человек. Через несколько месяцев после первого всплеска было несколько всплесков заболеваний, причем второй всплеск оказался самым смертоносным.

«Если мы примем меры общественного здравоохранения слишком рано, вирус все еще будет циркулировать и может заразить больше людей», — сказал д-р.Говард Маркел, профессор истории медицины Мичиганского университета. «Мы хотим, чтобы этот тираж был среди как можно меньшего числа людей. Поэтому, когда появляются новые случаи заболевания, отделы общественного здравоохранения могут проверять и изолировать людей ».

Гарвардские исследователи в своей статье, опубликованной на этой неделе в журнале Science, заявили, что их модель предполагает, что возрождение вируса «может произойти не позднее 2025 года даже после длительного периода очевидной элиминации».

Будут ли звонить школьные колокола осенью?

Эксперты говорят, что не существует универсального подхода к тому, когда снова открываются офисные здания, возобновляются школы и возобновляются массовые собрания.

Решение о том, отправлять ли детей обратно в школу, является ключевым. Хотя детей госпитализируют или убивают от вируса гораздо реже, чем взрослых, они не обладают иммунитетом. Они могут быть носителями, которые могут заразить своих родителей. По словам Макдональда, возникают также вопросы о том, будут ли пожилые учителя подвергаться повышенному риску ежедневного нахождения рядом с десятками учеников.

Еще один фактор: следующей зимой вирус, вероятно, возобновится, подобно тому, что происходит с гриппом, — сказал Джерн Шапиро, преподаватель кафедры эпидемиологии Университета Флориды.

По ее словам, без вакцины риск для людей не изменится.

«Тот, кто восприимчив сейчас, станет восприимчивым в будущем», — сказал Шапиро.

Эксперты сомневаются, что в ближайшие месяцы состоятся крупные фестивали, концерты и бейсбольные матчи. Губернатор Калифорнии Гэвин Ньюсом поддержал эту точку зрения во вторник, заявив репортерам, что крупномасштабные события «не в планах».

«Можно с уверенностью сказать, что пройдет много времени, пока мы не увидим массовые собрания», — сказал Макдональд.

Прогностический анализ пика эпидемии вспышек в Южной Африке, Турции и Бразилии

Фракталы солитонов хаоса.2020 сен; 138: 109971.

Salih Djilali

^a Laboratoire d’Analyse Non Liné aire et Mathé matiques Appliqué es., Université Abou Bakr Belkaïd, Tlemcen 13000, Алжир

^b факультет математики и информатики , Университет Хассибы Бенбуали, Члеф, Алжир

Бехзад Ганбари

^c Кафедра инженерных наук, Технологический университет Керманшах, Керманшах, Иран

^d Кафедра математики, Факультет инженерных и естественных наук, Университет Бахчеше, Стамбул 34349, Турция

^a Laboratoire d’Analyse Non Liné aire et Mathé matiques Appliqué es., Université Abou Bakr Belkaïd, Tlemcen 13000, Algeria

^b Факультет точных наук и информатики, математический факультет, Университет Хассиба Бенбуали, Члеф, Алжир

^c Кафедра инженерных наук, Керманшахский технологический университет, Иран, Технологический университет Керманша, Иран

^d Кафедра математики, факультет инженерных и естественных наук, Университет Бахчешехир, Стамбул 34349, Турция

^⁎ Автор, отвечающий за переписку.

Поступила в редакцию 27.05.2020 г .; Пересмотрено 30 мая 2020 г .; Принято 2020 3 июня

Copyright © 2020 Elsevier Ltd. Все права защищены.

С января 2020 года компания Elsevier создала ресурсный центр COVID-19 с бесплатной информацией на английском и китайском языках о новом коронавирусе COVID-19. Ресурсный центр COVID-19 размещен на сайте публичных новостей и информации компании Elsevier Connect. Elsevier настоящим разрешает сделать все свои исследования, связанные с COVID-19, которые доступны в ресурсном центре COVID-19, включая этот исследовательский контент, сразу же в PubMed Central и других финансируемых государством репозиториях, таких как база данных COVID ВОЗ с правами на неограниченное исследование, повторное использование и анализ в любой форме и любыми средствами с указанием первоисточника.Эти разрешения предоставляются Elsevier бесплатно до тех пор, пока ресурсный центр COVID-19 остается активным.

Эта статья цитируется в других статьях в PMC.

Abstract

В этом исследовании мы заинтересованы в прогнозировании пика эпидемии коронавируса в Южной Африке, Турции и Бразилии. До сих пор не существует известного безопасного лечения, поэтому иммунная система человека играет решающую роль в выздоровлении от этого заразного заболевания. В целом, у пожилых людей, вероятно, самый высокий уровень смертности от COVID-19.Хорошо известно, что на эту систему иммунитета может влиять возраст человека, поэтому для моделирования передачи коронавируса целесообразно рассмотреть систему SEIR с возрастной структурой. В случае эпидемии COVID-19 люди на стадии инкубации способны инфицировать восприимчивых людей. Все перечисленные моменты учитываются при построении надежной прогнозной математической модели. Исследованная модель позволяет прогнозировать распространение COID-19 в ЮАР, Турции и Бразилии.Рассматривается пик эпидемии в этих странах, и расчетное время окончания инфекции рассматривается с помощью некоторых численных моделей. Далее исследуется влияние изоляции инфицированных на распространение заболевания COVID-19.

Ключевые слова: COVID-19, возрастная структура, модель SIR, базовое репродуктивное число, пик эпидемии, вычислительная эпидемиология

1. Введение

Коронавирусы — это большая группа вирусов, которые могут инфицировать животных и людей и вызывать респираторный дистресс ; они могут быть как легкими, как простуда, так и тяжелыми, как пневмония.В редких случаях коронавирусы животных заражают людей, а затем распространяются через них. Вирус SARS (тяжелый острый респираторный синдром) был примером коронавируса. Он передавался от животных человеку в период с 2002 по 2003 год ^{[1] , [27]} . Еще одна важная и более новая порода — вирус коронавируса MERS, который был обнаружен в 2012 году на Ближнем Востоке. Впервые вирус передался людям от верблюдов. Вирус обычно распространяется через кашель и чихание, личный контакт с инфицированным человеком или прикосновение к инфицированным поверхностям, а затем прикосновение ко рту, носу и глазам.В последние дни 2019 года новый коронавирус, названный новым коронавирусом, начал распространять пневмонию из Ухани по всему Китаю, а затем по всему миру. Заболевание в настоящее время представляет собой самую серьезную угрозу здоровью населения в мире. Эпидемия вируса Covid-19, вызванная коронавирусом, быстро распространяется по миру и с 1 марта 2020 года затронула 76 стран. Согласно мировой статистике, уровень смертности от этого заболевания составляет 0,9. Ранние симптомы Quaid-19 включают пневмонию, лихорадку, мышечные боли и усталость.Профилактика инфекций и борьба с ними, а также соблюдение людьми гигиенических принципов является основным приоритетом здравоохранения в борьбе с этим заболеванием. К сожалению, вакцины для лечения этого заболевания не разработано. Поскольку источником заболевания является вирус, антибиотики не действуют на возбудителя. В медицинских центрах без какого-либо специального лечения заболевания обычно лечат симптомы и помогают пациенту чувствовать себя более комфортно.

Как уже было сказано, основным способом передачи заболевания являются воздушно-капельные выделения, выделяемые человеком при кашле.Риск заболевания COVID-19 снижается при бессимптомном течении болезни. Но у многих людей с этим заболеванием наблюдаются лишь незначительные симптомы. Особенно это актуально на ранних стадиях болезни. Следовательно, COVID-19 может заразить человек, который страдает легким кашлем и не чувствует себя плохо. ВОЗ оценивает текущие исследования периода передачи COVID-19, метода изоляции и других мер по борьбе с распространением COVID-19 ^{[5] , [6] , [8] , [10] , [11] , [12] , [13] , [18] , [20] [26] , [28]} .В ^[32] выясняется, что инфицированный человек, которому исполнилось 60 лет, имеет 5,3% шанс умереть из-за болезни COVID-19. Таким образом, мы заинтересованы в изучении влияния возрастной структуры исследуемых стран на распространение COVID-19, где процент пожилых людей по отношению к общей численности населения в Южной Африке, Турции и Бразилии приведен ниже. table:

Отметим, что средний инкубационный период составляет пять дней. Некоторые западные, традиционные или домашние лекарства (например, хлорохин) могут облегчить или облегчить некоторые симптомы COVID-19.Нет никаких доказательств того, что в настоящее время существуют лекарства для предотвращения или лечения этого заболевания. ВОЗ не рекомендует заниматься самолечением какими-либо лекарствами, включая антибиотики, ни для предотвращения, ни для лечения заболевания. Однако в настоящее время проводится несколько клинических испытаний, в которых используются как западные, так и традиционные лекарства. ВОЗ по-прежнему продолжает предоставлять обновленную информацию в этом отношении, когда доступны клинические результаты. С другой стороны, с использованием заявленных ВОЗ случаев заражения в Южной Африке, Турции и Бразилии.Мы рисуем эволюцию случаев заражения и смерти в исследуемых странах, и это выделено в . Здесь нас интересует прогнозирование пика эпидемии в исследуемых странах с помощью математической модели, полученной в следующем разделе, где правильная интерпретация параметров модели дается рядом с методом аппроксимации параметров модели. Прогностические результаты получены в разделах 3, 4 и 5. Предлагаемые меры приведены в разделах 6 и 7, где выясняется, что ограничение социальных движений и изоляция инфицированных лиц являются наиболее мощными инструментами для снижения распространение пандемии COVID-19.Раздел заключений был включен, чтобы выделить достижения и дать некоторые предложения по снижению вспышки коронавирусной болезни.

Метод аппроксимации x ₁ , x ₂ и x ₃ с использованием данных в 2 для каждой страны, где t = 0 соответствует дате 15/04/2020.

Динамика числа заявленных инфицированных в Южной Африке, Турции, Бразилии в период с 15.04.2020 по 23.04.2020.

2. Математическая модель и предварительные результаты

В этом разделе мы построим ответственную математическую модель для наших прогнозов распространения эпидемии COVID-19. Во введении мы подчеркнули влияние возраста людей на смертность от этого инфекционного заболевания. Фактически, предсказание естественного поведения с использованием математических моделей было и остается очень полезным для предсказания поведения видов (человека, животных или частиц), которые мы упоминаем как воплощение в статьях ^{[2] , [3] , [4] , [21] , [22] , [23] , [24] , [25]} .В математической эпидемиологии модели с возрастной структурой играют важную роль в описании и моделировании распространения различных инфекционных заболеваний. Например, мы цитируем статьи ^{[2] , [3] , [4] , [9] , [14] , [16] , [19]} .

Модель, отвечающая за наши прогнозы, выражается как:

{∂S (t, θ) ∂t + ∂S (t, θ) ∂θ = −ρS (t, θ) (∫0 + ∞I (t, ω) dω + ∫0 + ∞E (t, ω) dω), ∂E (t, θ) ∂t + ∂E (t, θ) ∂θ = ρS (t, θ) (∫0 + ∞I (t , ω) dω + ∫0 + ∞E (t, ω) dω) −νE (t, θ), ∂I (t, θ) ∂t + ∂I (t, θ) ∂θ = νE (t, θ) — (μ + η (θ)) I (t, θ), dR (t) dt = μ∫0 + ∞I (t, θ) dθ, S (t, 0) = 0, E (t, 0) = 0, I (t, 0) = 0, S (0, θ) = S0 (θ) ∈L1 (0, + ∞), E (0, θ) = E0 (θ) ∈L1 (0, + ∞ ), I (0, θ) = I0 (θ) ∈L1 (0, + ∞),

(1)

, где 0 ≤ S ( t, θ ), E ( t, θ ), I ( t, θ ) ≤ 1 соответственно для категорий восприимчивых лиц, облученных лиц, инфицированных лиц в момент времени t (измеряется в днях) с хронологическим возрастом θ ( измеряется годами). R ( t ) — это восстановленная доля от COVID-19 на момент времени t. ρ — коэффициент передачи. Причина выбора постоянной скорости передачи, не зависящей от хронологического возраста человека, связана со способом передачи этой заразной болезни, где во вводном разделе мы подчеркнули, что коронавирус передается через капли, генерируемые инфицированным человеком на поверхности. и различные общественные места, на которые не влияет хронологический возраст инфицированного человека, поэтому мы можем считать, что скорость передачи постоянна по отношению к возрасту людей. ν — процент выхода из E-класса и перехода в I-класс. Что касается инфекции COVID-19, человек в классе E будет оставаться около пяти дней на стадии облучения, прежде чем станет полностью инфицированным человеком, на этой стадии коронавирус воспроизводится в индивидууме-хозяине, где он использует гуманные клетки для размножения. Следовательно, мы можем считать 1ν = 5 (дней), который представляет период, в течение которого недавно инфицированный человек остается в E-классе. На этом этапе смертность человека из-за COVID-19 не является потенциальной, потому что плотность вируса в организме инфицированного человека еще не является фатальной для этого класса.Кроме того, COVID-19 имеет симптомы, похожие на грипп, и остается в организме человека в течение короткого времени, около 1 мк = 15 дней, что является средним значением периода заражения. В модели (1) интеграл ∫0 + ∞I (t, ω) dω (соответственно ∫0 + ∞E (t, ω) dω) обозначает общую долю инфицированных лиц (соответственно облученных лиц) по инстансу тн . Новыми исследованиями доказано, что новорожденные (имеющие нулевой возраст) не обеспокоены этой инфекцией, где этот результат можно увидеть через граничные условия E (t, 0) = 0, I (t, 0) = 0. и S (t, 0) = 0.Также от инфекции останутся несколько ездовых животных; таким образом, новорожденным можно даже пренебречь. Благодаря исследованию ^[17] показано, что COVID-19 является смертельным для людей, достигших 60-летнего возраста, при этом вероятность смерти от COVID-19 составляет 5,3%. Функционал ответственной смертности η ( θ ) может быть выражен как:

η (θ) = {η0ifθ≥60,0ifθ <60,

(2)

Для того, чтобы наша система обладала собственностью скважины, мы предполагаем что начальные условия принадлежат пространству S = L1 (0, + ∞) × L1 (0, + ∞) × L1 (0, + ∞) × R +, где L1 (0, + ∞) — пространство положительных и лебесковых интегральные функционалы, снабженные нормой

∥ (θ1, θ2, θ3, κ) ∥ = ∫0 + ∞ | θ1 (a) | da + ∫0 + ∞ | θ2 (a) | da + ∫0 + ∞ | θ3 ( а) | da + κ,

Существование и единственность положительного решения для системы (1) можно получить аналогично тому, как это рассматривалось в ^{[2] , [7]} для начальных условий ( S0, E0, I0, R0) ∈S.

Теперь мы можем рассчитать базовое число репродукции, которое поможет прогнозировать вспышку эпидемии в исследуемых странах. Для модели (1) имеем

R0 = βs0∫0 + ∞exp − νa (1 + νμ + η (θ)) da.

с s0 = ∫0 + ∞S (0, θ) dθ, Мы можем упростить явную формулу R ₀ как

R0 = ρs0ν (μ + νμ + η0e − 60μ + η0).

Как и ожидалось, критическое значение смертности пожилых особей влияет на значение основного числа репродукции.Значение s0 = ∫0 + ∞S (0, a) da, которое представляет собой общее количество восприимчивых особей при t = 0

Теперь осталось определить значение скорости передачи ρ . Интегрируя три первых уравнения системы (1), получаем следующую систему

{ds (t) dt = −ρs (t) (i (t) + e (t)), de (t) dt = ρs (t) (i (t) + e (t)) — νe (t), di (t) dt = νe (t) −μi (t) −∫0 + ∞δ (a) I (t, a ) da,

(3)

с s (t) = ∫0 + ∞S (t, a) da, e (t) = ∫0 + ∞E (t, a) da, i (t) = ∫0 + ∞I (t, a) da. Мы ожидаем, что i ( t ) (общая доля инфицированных лиц) будет иметь следующий специальный вид:

Используя значения x ₁ , х ₂ , х ₃ найдено в , мы можем определить значение скорости передачи ρ , которое, глядя на (3), трудно вывести.Следовательно, используя тот факт, что 0 ≤ δ (0) ≤ δ *, можно получить, что:

, где ρ1 = x2 + ν2s (0), ρ2 = x2 (x2 + ν) s (0) (2×2 −x3). Кроме того, выделен выбор скорости передачи ρ .

Таблица 1

Плотность населения разных стран.

Страна	ЮАР	Турция	Бразилия
Общая численность населения (млн)	57.78	82	209,5
Процент лиц старше 60 лет	12,89%	17,60%	11,42%

Таблица 2

Приближение параметров модели для стран Юга Африка, Турция и Бразилия.

_0,000141243

Страна	ЮАР	Турция	Бразилия
x 1	1.418 × 10−4	8,8404 × 10−4	2.2184 × 10−4
x 2	0,017	0,05	0,046
0,00009	0,00011
ρ 1	0,1096	0,1262	0.1242
ρ
ρ 2	0,1100	0,1263	0,1243

3. Прогнозные результаты в Южной Африке

количество новых инфицированных людей за пять дней, это дает нам приблизительное значение к количеству людей на стадии заражения. С другой стороны, используя можно сделать вывод, что в Южной Африке инфекция достигнет своего более высокого уровня при t = 50, начиная с 15.04.2020, с 0.03141% от общей численности населения, что означает 1,8149 × 10 ⁴ случаев активного заражения, это заставляет нас говорить о том, что Южная Африка препятствует распространению COVID-19. Кроме того, из двух нижних цифр мы можем сделать вывод, что коронавирус может инфицировать все слои населения разного возраста. Кроме того, мы также можем упомянуть, что COVID-19 исчезнет из южноафриканского сообщества через 100 дней, начиная с даты 15.04.2020.

Прогнозирование пика пандемии в Южной Африке.

4. Прогнозные результаты в Турции

Для получения приблизительного количества людей в подвергнутом воздействию классе мы можем рассчитать количество новых инфицированных людей за пять дней. В Турции инфекция достигнет своего более высокого процента через 52 дня, начиная с 15.04.2020, с 0,899% от общей численности населения, что означает, что 7,3718 × 10 ⁵ случаев активного заражения, это означает, что Турция заблаговременно этап распространения COVID-19 в сравнении с Южной Африкой, где необходимы серьезные меры, прежде чем число случаев заражения станет выше.Кроме того, мы также можем упомянуть, что COVID-19 исчезнет из населения Турции через 97 дней, начиная с даты 15.04.2020.

5. Прогностические результаты в Бразилии

Аналогично предыдущему рисунку мы можем получить долю людей на стадии инкубации. В Бразилии пик эпидемии будет достигнут при t = 52, начиная с 15.04.2020, с 0,1443% от общей численности населения, что означает, что 3,0231 × 10 ⁵ случаев активного заражения, это означает, что Бразилия находится на продвинутой стадии. для распространения COVID-19, когда требуется государственное вмешательство в области здравоохранения для сокращения числа случаев заражения, прежде чем они станут намного выше.Кроме того, две нижние цифры означают, что этой инфекцией страдает все население с его разной стадией. Кроме того, мы также можем ожидать, что COVID-19 исчезнет из населения Бразилии через 100 дней, начиная с даты 15.04.2020, то есть к концу июля.

6. Ограничение социальных движений

Теперь мы в состоянии изучить влияние стратегии ограничения социальных взаимодействий на снижение пика пандемии.Фактически, после рассмотрения этого случая ограничения, контакт между инфицированными и восприимчивыми людьми резко уменьшится, что можно выбрать для экспоненциального уменьшения. Следовательно, разумно учитывать, что скорость передачи является убывающей во времени функцией. Основываясь на исследовании ^[15] , мы предполагаем, что функционал передачи η ( t ) имеет следующий специальный вид:

η (t) = {η0ift≥Tη0e − κ (t − N) ifT < t,

(5)

где η ₀ принимает значения η , используемые также в μ = 0.16 (см. ^[15] ), далее мы предполагаем, что время ограничений T = 40 начиная с 15.04.2020. Как было показано на рисунке, мы видим, что эта мера снижает пик эпидемии, когда ограничение на 35 дней позволяет избавиться от инфекции среди населения Южной Африки, Турции и Бразилии.

Влияние ограничения на распространение болезни COVID-19 в ЮАР, Турции и Бразилии.

Действительно, синие кривые — это случаи заражения, выделенные , .Черные кривые — доля случаев заражения после полного ограничения с помощью функционала передачи (5). Предполагается, что меры ограничения начнутся через 40 дней, начиная с 15.04.2020, где было получено, что 35 дней полного ограничения способны остановить распространение COVID-19 в трех выборках из исследуемых стран.

Прогнозирование пика пандемии в Турции.

Прогнозирование пика пандемии в Бразилии.

7.Влияние карантина на распространение COVID-19 в Южной Африке, Турции, Бразилии

В этом разделе мы заинтересованы в изучении влияния карантина на распространение COVID-19, при этом в данном случае количество тесты для выявления инфицированных людей имеют решающее значение для сокращения числа активных инфицированных людей. Обратите внимание, что людей, находящихся в карантине, можно рассматривать как неактивных инфицированных, что означает, что они не могут заразить восприимчивых людей. Система (1) принимает вид в присутствии этого класса индивидов

{∂S (τ, θ) ∂t + ∂S (τ, θ) ∂θ = −ρS (τ, θ) (∫0 + ∞I ( τ, ω) dω + ∫0 + ∞E (τ, ω) dω), ∂E (τ, θ) ∂t + ∂E (τ, θ) ∂θ = ρS (τ, θ) (∫0 + ∞I (τ, ω) dω + ∫0 + ∞E (τ, ω) dω) −νE (τ, θ), ∂I (τ, θ) ∂t + ∂I (τ, θ) ∂θ = νE (τ, θ) — (μ + q + η (θ)) I (τ, θ), ∂Q (τ, θ) ∂t + ∂Q (τ, θ) ∂θ = qI (τ, θ) — (μ + η (θ)) Q (τ, θ), dR (t) dt = μ∫0 + ∞I (τ, θ) dθ, S (t, 0) = 0, E (t, 0) = 0, I ( t, 0) = 0, Q (t, 0) = 0, S (0, θ) = S0 (θ) ∈L1 (0, + ∞), E (0, θ) = E0 (θ) ∈L1 ( 0, + ∞), I (0, θ) = I0 (θ) ∈L1 (0, + ∞), Q (0, θ) = Q0 (θ) ∈L1 (0, + ∞),

(6 )

, где q представляет собой долю выявленных инфицированных лиц, перемещенных на карантин.Остальные параметры интерпретируются так же, как упоминалось во вводном разделе. Неизвестно реальное значение параметра q , где количество тестов отвечает за выявление процента зараженных лиц, перемещенных на карантин. Итак, воспользуемся несколькими значениями параметра q и посмотрим, как он может повлиять на распространение болезни COVID-19. Полученные результаты выделены в . Отметим, что q = 0 относится к случаю отсутствия карантина.Следовательно, система (6) ведет себя так же, как (1).

Влияние карантина на распространение COVID-19, где цифра синего цвета обозначает уязвимый класс, красный цвет — инфицированных лиц, черный — лиц, находящихся в карантине.

Действительно, для q = 0 (без изоляции) пик пандемии будет достигнут, как это было ранее в разделах 3, 4 и 5. Однако для q = 0,3 или q = 0,5 (q = 30% или q = 50% инфицированных людей изолированы) это сокращает время пика и количество инфицированных людей на этом пике.Поэтому важно выявить инфицированных людей и изолировать их, чтобы уменьшить передачу этого заразного заболевания.

8. Обсуждение и предложения

В этом исследовании мы провели анализ некоторых данных для прогнозирования пиковых эпидемических вспышек в Южной Африке, Турции и Бразилии с использованием заявленных ВОЗ случаев инфекции и смерти ^{[28] , [29] , [30] , [31]} . Для определения результатов прогноза используется структурированная по возрасту модель.Передача заболевания COVID-19 меняется от страны к стране. Это приводит к изменению базового номера репродукции R ₀ , где для Южной Африки мы получили R0 = 1,6685, R0 для Турции = 1,9184 и R0 для Бразилии = 1,8882.

В разделах 3, 4, 5 мы нашли прогнозируемую пиковую вспышку пандемии COVID-19, когда в Южной Африке она будет достигнута при t = 50 с 18 149 активными случаями заражения, это означает, что из-за небольшого количества случаев заражения Южная Африка пытается контролировать распространение болезни COVID-19.Необходимы более строгие меры для снижения числа случаев заражения, и мы прогнозируем, что пандемия исчезнет к концу июля. Кроме того, в Турции мы ожидаем, что наибольшее количество случаев заражения будет достигнуто при t = 52 с 737 180 случаями активного заражения, и мы ожидаем, что это будет завершено к концу июля. Турции нужна серьезная мера по прекращению распространения этого инфекционного заболевания в виде полного ограничения. Действительно, 35 дней полного ограничения способны предотвратить распространение эпидемии COVID-19.Кроме того, изоляция инфицированных людей может помочь уменьшить распространение болезни Коронавирус, когда количество тестов может увеличить количество инфицированных людей, перемещенных в карантин (см.), Это помогает уменьшить количество активных инфицированных людей (не на карантине). . То же замечание можно сделать и для Бразилии, где прогнозируется достижение наибольшего числа инфицированных лиц при t = 52 с 302 310 случаями активного заражения. Ограничение рядом с изоляцией инфицированных людей — лучшая стратегия для сокращения числа инфицированных людей в Бразилии.

Отметим, что ограничение плохо влияет на экономическую систему стран, но необходимо для уменьшения числа инфицированных. Таким образом, преимущество изоляции инфицированных лиц заключается в возможности использования ее без ограничения (полного или частичного ограничения), что означает, что она позволяет экономической системе (коммерческим операциям) стран работать с меньшей опасностью распространения вируса. COVID-19 болезнь. Напротив ограничения, когда он останавливает такого рода переходы, и большинство стран должны начать работу по увеличению количества тестов в день.

Таким образом, в качестве заключения можно выделить, что количество тестов для выявления инфицированных является важным инструментом борьбы с коронавирусной болезнью, а полное ограничение плохо влияет на экономическую систему изучаемых стран. Этого можно избежать, если процент изолированных инфицированных лиц будет более 50% (q = 0,5 дюйма), когда в этом случае количество заявленных случаев заражения сразу уменьшится.

Также следует упомянуть, что было упомянуто, что 35 дней полного ограничения способны устранить инфекцию из трех выборок стран.Но на самом деле очень трудно сохранить это ограничение в течение 35 дней подряд при снабжении граждан элементарным оборудованием в виде пищевых медикаментов и прочего, что очень затрудняет соблюдение этого ограничения. Тем не менее, стратегия изоляции инфицированных лиц, предлагаемая в разделе 7, является более подходящей стратегией, которая может быть рассмотрена правительствами с целью снижения эпидемического пика вспышки, когда количество тестов играет решающую роль в увеличении числа изолированных инфицированных лиц. .Кроме того, в разделе 7 мы можем подчеркнуть огромную чувствительность наших прогнозов в связи с мерами, принятыми правительствами трех стран.

Соответствие этическим требованиям

Эта статья не содержит исследований с участием людей или животных.

Отчет об авторском взносе CRediT

Салих Джилали: Концептуализация, курирование данных, визуализация, исследование, написание — просмотр и редактирование. Бехзад Ганбари: Написание — первоначальный проект, концептуализация, методология, программное обеспечение, надзор.

Заявление о конкурирующих интересах

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Благодарности

Первого автора частично поддерживает DGRSDT Алжира.

Ссылки

1. Андерсон Р., Фрейзер Ф. Эпидемиология, динамика передачи и борьба с атипичной пневмонией: эпидемия 2002-2003 гг. Фил Транс Рой Соц Сер Б. 2004; 359: 1091–1490. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 2. Бентаут С., Туаула Т.М. Глобальный анализ возрастной модели инфекции с классом нелинейных показателей заболеваемости.J Math Anal. 2016; 434 (2): 1211–1239. [Google Scholar] 3. Джилали С., Туаула Т.М., Мири С.Э.Х. Модель эпидемии героина: очень общая нелинейная заболеваемость, возраст лечения и глобальная стабильность. Acta Appl Math. 2017; 152 (1): 171–194. [Google Scholar] 4. Diekmann O., Heesterbeek J.A.P. Wiley; Чичестер, Великобритания: 2000. Математическая эпидемиология инфекционных заболеваний: построение модели, анализ и интерпретация. [Google Scholar] 5. Фрейзер К., Райли С., Андерсон Р., Фергюсон Н. Факторы, позволяющие контролировать вспышку инфекционного заболевания.Proc Natl Acad Sci USA. 2004. 101: 6146–6151. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 7. Хейл Дж. К. Асимптотика диссипативных систем. Математические обзоры и монографии 25, American Mathematical. 1988; 48 [Google Scholar] Society, Providence, RI8. Hellewell J., Abbott S., Gimma A. и др. Возможность борьбы со вспышками COVID-19 путем изоляции случаев и контактов. Lancet Glob Health (2020), опубликовано в Интернете 28 февраля. 10.1016 / S2214-109X (20) 30074-7 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] 9. Хеткот Х.W. Возрастная модель передачи коклюша. Математические биологические науки. 1997. 145 (2): 89–136. [PubMed] [Google Scholar]

11. Килинг М., Холлингсворт Т., Рид Дж. Эффективность отслеживания контактов для сдерживания нового коронавируса 2019 года (COVID-19). medRxiv2020; опубликовано в Интернете 17 февраля (препринт). 10.1101 / 2020.02.14.20023036.

13. Li Q., ​​Guan X., Wu P. et al. Динамика ранней передачи новой пневмонии, инфицированной коронавирусом, в Ухане, Китай. n engl j med. 2020. Опубликовано онлайн 29 января.DOI: 10.1056 / NEJMoa2001316. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] 14. Лю З., Магал П., Сейди О., Уэбб Г. Понимание незарегистрированных случаев вспышки эпидемии COVID-19 в Ухане, Китай, и важность крупных вмешательств в области общественного здравоохранения. Биология. 2020; 9:50. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 15. Магал П., Уэбб Г. Прогнозирование количества зарегистрированных и незарегистрированных случаев эпидемии COVID-19 в Южной Корее. Италия, Франция и Германия, MedRxiv. 2020 doi: 10.1101 / 2020.03.21.20040154. [CrossRef] [Google Scholar] 16.Магал П., К. Маккласки С., Ф. Уэбб Г. Ляпунов Функциональная и глобальная асимптотическая стабильность для модели инфекционного возраста Прил. Анальный. 2010. 89 (7): 1109–1140. [Google Scholar] 17. Порчедду Р., Серра К., Кельвин Д., Кельвин Н., Рубино С. Сходство показателей летальности (CFR) COVID-19 / SARS-COV-2 в Италии и Китае. J Infect Dev Ctries. 2020; 14: 125–128. DOI: 10.3855 / jidc.12600. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 19. Шенцле Д. Возрастная модель передачи кори до и после вакцинации. Математическая медицина и биология: журнал IMA.1984; 1 (2): 169–191. DOI: 10.1093 / imammb / 1.2.169. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 20. Сунь Х., Цю Ю., Янь Х., Хуан Ю., Чжу Ю., Х. Чен С. Отслеживание и прогнозирование эпидемии COVID-19 в материковом Китае. medRxive. 2020 doi: 10.1101 / 2020.02.17.20024257. [CrossRef] [Google Scholar] 21. Риаз М.Б., Атангана А., Н. И. Тепломассоперенос в максвелловской жидкости с учетом локальных и нелокальных дифференциальных операторов. J Therm Anal Calorim. 2020 DOI: 10.1007 / s10973-020-09383-7. [CrossRef] [Google Scholar] 22. Джилали С.Пространственно-временные закономерности, вызванные перекрестной диффузией в модели хищник-жертва с эффектом формы стада жертвы. Международный журнал биоматики. DOI 2020: 10.1142 / S1793524520500308. [CrossRef] [Google Scholar] 23. Ганабри Б., Джилали С. Математический и численный анализ трехвидовой модели хищник-жертва с поведением стада и производной дробного порядка по времени. Math Meth Appl Scien. 2019 doi: 10.1002 / mma.5999. [CrossRef] [Google Scholar] 24. Бонях Э., Атангана А., Эльсадан А.А. Дробная модель хищника-жертвы с всеядным существом.Хаос. 2019; 29: 013136. [PubMed] [Google Scholar] 25. Джилали С. Влияние формы жертвы на взаимодействие хищника и жертвы. Хаос, солитоны и фракталы. 2019; 120: 139–148. [Google Scholar] 26. Zou L., Ruan F., Huang M. Вирусная нагрузка SARS-cov-2 в образцах верхних дыхательных путей инфицированных пациентов. N Engl J Med. DOI 2020: 10.1056 / NEJMc2001737. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] Опубликована в Интернете в феврале 1927 г. Чжу Ю., Гэ К., Вэй Х. Исследование влияния атипичной пневмонии на количество иностранных туристов в Китае.Географические исследования. 2003. 22 (5): 551–559. [Google Scholar] 2003

Прогнозный анализ пика эпидемии вспышек в Южной Африке, Турции и Бразилии

Фракталы солитонов хаоса. 2020 сен; 138: 109971.

Salih Djilali

^a Laboratoire d’Analyse Non Liné aire et Mathé matiques Appliqué es., Université Abou Bakr Belkaïd, Tlemcen 13000, Алжир

^b факультет математики и информатики , Университет Хассибы Бенбуали, Члеф, Алжир

Бехзад Ганбари

^c Кафедра инженерных наук, Технологический университет Керманшах, Керманшах, Иран

^d Кафедра математики, Факультет инженерных и естественных наук, Университет Бахчеше, Стамбул 34349, Турция

^a Laboratoire d’Analyse Non Liné aire et Mathé matiques Appliqué es., Université Abou Bakr Belkaïd, Tlemcen 13000, Algeria

^b Факультет точных наук и информатики, математический факультет, Университет Хассиба Бенбуали, Члеф, Алжир

^c Кафедра инженерных наук, Керманшахский технологический университет, Иран, Технологический университет Керманша, Иран

^d Кафедра математики, факультет инженерных и естественных наук, Университет Бахчешехир, Стамбул 34349, Турция

^⁎ Автор, отвечающий за переписку.

Поступила в редакцию 27.05.2020 г .; Пересмотрено 30 мая 2020 г .; Принято 2020 3 июня

Copyright © 2020 Elsevier Ltd. Все права защищены.

С января 2020 года компания Elsevier создала ресурсный центр COVID-19 с бесплатной информацией на английском и китайском языках о новом коронавирусе COVID-19. Ресурсный центр COVID-19 размещен на сайте публичных новостей и информации компании Elsevier Connect. Elsevier настоящим разрешает сделать все свои исследования, связанные с COVID-19, которые доступны в ресурсном центре COVID-19, включая этот исследовательский контент, сразу же в PubMed Central и других финансируемых государством репозиториях, таких как база данных COVID ВОЗ с правами на неограниченное исследование, повторное использование и анализ в любой форме и любыми средствами с указанием первоисточника.Эти разрешения предоставляются Elsevier бесплатно до тех пор, пока ресурсный центр COVID-19 остается активным.

Эта статья цитируется в других статьях в PMC.

Abstract

В этом исследовании мы заинтересованы в прогнозировании пика эпидемии коронавируса в Южной Африке, Турции и Бразилии. До сих пор не существует известного безопасного лечения, поэтому иммунная система человека играет решающую роль в выздоровлении от этого заразного заболевания. В целом, у пожилых людей, вероятно, самый высокий уровень смертности от COVID-19.Хорошо известно, что на эту систему иммунитета может влиять возраст человека, поэтому для моделирования передачи коронавируса целесообразно рассмотреть систему SEIR с возрастной структурой. В случае эпидемии COVID-19 люди на стадии инкубации способны инфицировать восприимчивых людей. Все перечисленные моменты учитываются при построении надежной прогнозной математической модели. Исследованная модель позволяет прогнозировать распространение COID-19 в ЮАР, Турции и Бразилии.Рассматривается пик эпидемии в этих странах, и расчетное время окончания инфекции рассматривается с помощью некоторых численных моделей. Далее исследуется влияние изоляции инфицированных на распространение заболевания COVID-19.

Ключевые слова: COVID-19, возрастная структура, модель SIR, базовое репродуктивное число, пик эпидемии, вычислительная эпидемиология

1. Введение

Коронавирусы — это большая группа вирусов, которые могут инфицировать животных и людей и вызывать респираторный дистресс ; они могут быть как легкими, как простуда, так и тяжелыми, как пневмония.В редких случаях коронавирусы животных заражают людей, а затем распространяются через них. Вирус SARS (тяжелый острый респираторный синдром) был примером коронавируса. Он передавался от животных человеку в период с 2002 по 2003 год ^{[1] , [27]} . Еще одна важная и более новая порода — вирус коронавируса MERS, который был обнаружен в 2012 году на Ближнем Востоке. Впервые вирус передался людям от верблюдов. Вирус обычно распространяется через кашель и чихание, личный контакт с инфицированным человеком или прикосновение к инфицированным поверхностям, а затем прикосновение ко рту, носу и глазам.В последние дни 2019 года новый коронавирус, названный новым коронавирусом, начал распространять пневмонию из Ухани по всему Китаю, а затем по всему миру. Заболевание в настоящее время представляет собой самую серьезную угрозу здоровью населения в мире. Эпидемия вируса Covid-19, вызванная коронавирусом, быстро распространяется по миру и с 1 марта 2020 года затронула 76 стран. Согласно мировой статистике, уровень смертности от этого заболевания составляет 0,9. Ранние симптомы Quaid-19 включают пневмонию, лихорадку, мышечные боли и усталость.Профилактика инфекций и борьба с ними, а также соблюдение людьми гигиенических принципов является основным приоритетом здравоохранения в борьбе с этим заболеванием. К сожалению, вакцины для лечения этого заболевания не разработано. Поскольку источником заболевания является вирус, антибиотики не действуют на возбудителя. В медицинских центрах без какого-либо специального лечения заболевания обычно лечат симптомы и помогают пациенту чувствовать себя более комфортно.

Как уже было сказано, основным способом передачи заболевания являются воздушно-капельные выделения, выделяемые человеком при кашле.Риск заболевания COVID-19 снижается при бессимптомном течении болезни. Но у многих людей с этим заболеванием наблюдаются лишь незначительные симптомы. Особенно это актуально на ранних стадиях болезни. Следовательно, COVID-19 может заразить человек, который страдает легким кашлем и не чувствует себя плохо. ВОЗ оценивает текущие исследования периода передачи COVID-19, метода изоляции и других мер по борьбе с распространением COVID-19 ^{[5] , [6] , [8] , [10] , [11] , [12] , [13] , [18] , [20] [26] , [28]} .В ^[32] выясняется, что инфицированный человек, которому исполнилось 60 лет, имеет 5,3% шанс умереть из-за болезни COVID-19. Таким образом, мы заинтересованы в изучении влияния возрастной структуры исследуемых стран на распространение COVID-19, где процент пожилых людей по отношению к общей численности населения в Южной Африке, Турции и Бразилии приведен ниже. table:

Отметим, что средний инкубационный период составляет пять дней. Некоторые западные, традиционные или домашние лекарства (например, хлорохин) могут облегчить или облегчить некоторые симптомы COVID-19.Нет никаких доказательств того, что в настоящее время существуют лекарства для предотвращения или лечения этого заболевания. ВОЗ не рекомендует заниматься самолечением какими-либо лекарствами, включая антибиотики, ни для предотвращения, ни для лечения заболевания. Однако в настоящее время проводится несколько клинических испытаний, в которых используются как западные, так и традиционные лекарства. ВОЗ по-прежнему продолжает предоставлять обновленную информацию в этом отношении, когда доступны клинические результаты. С другой стороны, с использованием заявленных ВОЗ случаев заражения в Южной Африке, Турции и Бразилии.Мы рисуем эволюцию случаев заражения и смерти в исследуемых странах, и это выделено в . Здесь нас интересует прогнозирование пика эпидемии в исследуемых странах с помощью математической модели, полученной в следующем разделе, где правильная интерпретация параметров модели дается рядом с методом аппроксимации параметров модели. Прогностические результаты получены в разделах 3, 4 и 5. Предлагаемые меры приведены в разделах 6 и 7, где выясняется, что ограничение социальных движений и изоляция инфицированных лиц являются наиболее мощными инструментами для снижения распространение пандемии COVID-19.Раздел заключений был включен, чтобы выделить достижения и дать некоторые предложения по снижению вспышки коронавирусной болезни.

Метод аппроксимации x ₁ , x ₂ и x ₃ с использованием данных в 2 для каждой страны, где t = 0 соответствует дате 15/04/2020.

Динамика числа заявленных инфицированных в Южной Африке, Турции, Бразилии в период с 15.04.2020 по 23.04.2020.

2. Математическая модель и предварительные результаты

В этом разделе мы построим ответственную математическую модель для наших прогнозов распространения эпидемии COVID-19. Во введении мы подчеркнули влияние возраста людей на смертность от этого инфекционного заболевания. Фактически, предсказание естественного поведения с использованием математических моделей было и остается очень полезным для предсказания поведения видов (человека, животных или частиц), которые мы упоминаем как воплощение в статьях ^{[2] , [3] , [4] , [21] , [22] , [23] , [24] , [25]} .В математической эпидемиологии модели с возрастной структурой играют важную роль в описании и моделировании распространения различных инфекционных заболеваний. Например, мы цитируем статьи ^{[2] , [3] , [4] , [9] , [14] , [16] , [19]} .

Модель, отвечающая за наши прогнозы, выражается как:

{∂S (t, θ) ∂t + ∂S (t, θ) ∂θ = −ρS (t, θ) (∫0 + ∞I (t, ω) dω + ∫0 + ∞E (t, ω) dω), ∂E (t, θ) ∂t + ∂E (t, θ) ∂θ = ρS (t, θ) (∫0 + ∞I (t , ω) dω + ∫0 + ∞E (t, ω) dω) −νE (t, θ), ∂I (t, θ) ∂t + ∂I (t, θ) ∂θ = νE (t, θ) — (μ + η (θ)) I (t, θ), dR (t) dt = μ∫0 + ∞I (t, θ) dθ, S (t, 0) = 0, E (t, 0) = 0, I (t, 0) = 0, S (0, θ) = S0 (θ) ∈L1 (0, + ∞), E (0, θ) = E0 (θ) ∈L1 (0, + ∞ ), I (0, θ) = I0 (θ) ∈L1 (0, + ∞),

(1)

, где 0 ≤ S ( t, θ ), E ( t, θ ), I ( t, θ ) ≤ 1 соответственно для категорий восприимчивых лиц, облученных лиц, инфицированных лиц в момент времени t (измеряется в днях) с хронологическим возрастом θ ( измеряется годами). R ( t ) — это восстановленная доля от COVID-19 на момент времени t. ρ — коэффициент передачи. Причина выбора постоянной скорости передачи, не зависящей от хронологического возраста человека, связана со способом передачи этой заразной болезни, где во вводном разделе мы подчеркнули, что коронавирус передается через капли, генерируемые инфицированным человеком на поверхности. и различные общественные места, на которые не влияет хронологический возраст инфицированного человека, поэтому мы можем считать, что скорость передачи постоянна по отношению к возрасту людей. ν — процент выхода из E-класса и перехода в I-класс. Что касается инфекции COVID-19, человек в классе E будет оставаться около пяти дней на стадии облучения, прежде чем станет полностью инфицированным человеком, на этой стадии коронавирус воспроизводится в индивидууме-хозяине, где он использует гуманные клетки для размножения. Следовательно, мы можем считать 1ν = 5 (дней), который представляет период, в течение которого недавно инфицированный человек остается в E-классе. На этом этапе смертность человека из-за COVID-19 не является потенциальной, потому что плотность вируса в организме инфицированного человека еще не является фатальной для этого класса.Кроме того, COVID-19 имеет симптомы, похожие на грипп, и остается в организме человека в течение короткого времени, около 1 мк = 15 дней, что является средним значением периода заражения. В модели (1) интеграл ∫0 + ∞I (t, ω) dω (соответственно ∫0 + ∞E (t, ω) dω) обозначает общую долю инфицированных лиц (соответственно облученных лиц) по инстансу тн . Новыми исследованиями доказано, что новорожденные (имеющие нулевой возраст) не обеспокоены этой инфекцией, где этот результат можно увидеть через граничные условия E (t, 0) = 0, I (t, 0) = 0. и S (t, 0) = 0.Также от инфекции останутся несколько ездовых животных; таким образом, новорожденным можно даже пренебречь. Благодаря исследованию ^[17] показано, что COVID-19 является смертельным для людей, достигших 60-летнего возраста, при этом вероятность смерти от COVID-19 составляет 5,3%. Функционал ответственной смертности η ( θ ) может быть выражен как:

η (θ) = {η0ifθ≥60,0ifθ <60,

(2)

Для того, чтобы наша система обладала собственностью скважины, мы предполагаем что начальные условия принадлежат пространству S = L1 (0, + ∞) × L1 (0, + ∞) × L1 (0, + ∞) × R +, где L1 (0, + ∞) — пространство положительных и лебесковых интегральные функционалы, снабженные нормой

∥ (θ1, θ2, θ3, κ) ∥ = ∫0 + ∞ | θ1 (a) | da + ∫0 + ∞ | θ2 (a) | da + ∫0 + ∞ | θ3 ( а) | da + κ,

Существование и единственность положительного решения для системы (1) можно получить аналогично тому, как это рассматривалось в ^{[2] , [7]} для начальных условий ( S0, E0, I0, R0) ∈S.

Теперь мы можем рассчитать базовое число репродукции, которое поможет прогнозировать вспышку эпидемии в исследуемых странах. Для модели (1) имеем

R0 = βs0∫0 + ∞exp − νa (1 + νμ + η (θ)) da.

с s0 = ∫0 + ∞S (0, θ) dθ, Мы можем упростить явную формулу R ₀ как

R0 = ρs0ν (μ + νμ + η0e − 60μ + η0).

Как и ожидалось, критическое значение смертности пожилых особей влияет на значение основного числа репродукции.Значение s0 = ∫0 + ∞S (0, a) da, которое представляет собой общее количество восприимчивых особей при t = 0

Теперь осталось определить значение скорости передачи ρ . Интегрируя три первых уравнения системы (1), получаем следующую систему

{ds (t) dt = −ρs (t) (i (t) + e (t)), de (t) dt = ρs (t) (i (t) + e (t)) — νe (t), di (t) dt = νe (t) −μi (t) −∫0 + ∞δ (a) I (t, a ) da,

(3)

с s (t) = ∫0 + ∞S (t, a) da, e (t) = ∫0 + ∞E (t, a) da, i (t) = ∫0 + ∞I (t, a) da. Мы ожидаем, что i ( t ) (общая доля инфицированных лиц) будет иметь следующий специальный вид:

Используя значения x ₁ , х ₂ , х ₃ найдено в , мы можем определить значение скорости передачи ρ , которое, глядя на (3), трудно вывести.Следовательно, используя тот факт, что 0 ≤ δ (0) ≤ δ *, можно получить, что:

, где ρ1 = x2 + ν2s (0), ρ2 = x2 (x2 + ν) s (0) (2×2 −x3). Кроме того, выделен выбор скорости передачи ρ .

Таблица 1

Плотность населения разных стран.

Страна	ЮАР	Турция	Бразилия
Общая численность населения (млн)	57.78	82	209,5
Процент лиц старше 60 лет	12,89%	17,60%	11,42%

Таблица 2

Приближение параметров модели для стран Юга Африка, Турция и Бразилия.

_0,000141243

Страна	ЮАР	Турция	Бразилия
x 1	1.418 × 10–4	8,8404 × 10–4	2,2184 × 10–4
x 2	0,017	0,05	0,046
0,00009	0,00011
ρ 1	0,1096	0,1262	0.1242
ρ
ρ 2	0,1100	0,1263	0,1243

3. Прогнозные результаты в Южной Африке

количество новых инфицированных людей за пять дней, это дает нам приблизительное значение к количеству людей на стадии заражения. С другой стороны, используя можно сделать вывод, что в Южной Африке инфекция достигнет своего более высокого уровня при t = 50, начиная с 15.04.2020, с 0.03141% от общей численности населения, что означает 1,8149 × 10 ⁴ случаев активного заражения, это заставляет нас говорить о том, что Южная Африка препятствует распространению COVID-19. Кроме того, из двух нижних цифр мы можем сделать вывод, что коронавирус может инфицировать все слои населения разного возраста. Кроме того, мы также можем упомянуть, что COVID-19 исчезнет из южноафриканского сообщества через 100 дней, начиная с даты 15.04.2020.

Прогнозирование пика пандемии в Южной Африке.

4. Прогнозные результаты в Турции

Для получения приблизительного количества людей в подвергнутом воздействию классе мы можем рассчитать количество новых инфицированных людей за пять дней. В Турции инфекция достигнет своего более высокого процента через 52 дня, начиная с 15.04.2020, с 0,899% от общей численности населения, что означает, что 7,3718 × 10 ⁵ случаев активного заражения, это означает, что Турция заблаговременно этап распространения COVID-19 в сравнении с Южной Африкой, где необходимы серьезные меры, прежде чем число случаев заражения станет выше.Кроме того, мы также можем упомянуть, что COVID-19 исчезнет из населения Турции через 97 дней, начиная с даты 15.04.2020.

5. Прогностические результаты в Бразилии

Аналогично предыдущему рисунку мы можем получить долю людей на стадии инкубации. В Бразилии пик эпидемии будет достигнут при t = 52, начиная с 15.04.2020, с 0,1443% от общей численности населения, что означает, что 3,0231 × 10 ⁵ случаев активного заражения, это означает, что Бразилия находится на продвинутой стадии. для распространения COVID-19, когда требуется государственное вмешательство в области здравоохранения для уменьшения числа случаев заражения, прежде чем они станут намного выше.Кроме того, две нижние цифры означают, что этой инфекцией страдает все население с его разной стадией. Кроме того, мы также можем ожидать, что COVID-19 исчезнет из населения Бразилии через 100 дней, начиная с даты 15.04.2020, то есть к концу июля.

6. Ограничение социальных движений

Теперь мы в состоянии изучить влияние стратегии ограничения социальных взаимодействий на снижение пика пандемии.Фактически, после рассмотрения этого случая ограничения, контакт между инфицированными и восприимчивыми людьми резко уменьшится, что можно выбрать для экспоненциального уменьшения. Следовательно, разумно учитывать, что скорость передачи является убывающей во времени функцией. Основываясь на исследовании ^[15] , мы предполагаем, что функционал передачи η ( t ) имеет следующий специальный вид:

η (t) = {η0ift≥Tη0e − κ (t − N) ifT < t,

(5)

где η ₀ принимает значения η , используемые также в μ = 0.16 (см. ^[15] ), далее мы предполагаем, что время ограничений T = 40 начиная с 15.04.2020. Как было показано на рисунке, мы видим, что эта мера снижает пик эпидемии, когда ограничение на 35 дней позволяет избавиться от инфекции среди населения Южной Африки, Турции и Бразилии.

Влияние ограничения на распространение болезни COVID-19 в ЮАР, Турции и Бразилии.

Действительно, синие кривые — это случаи заражения, выделенные , .Черные кривые — доля случаев заражения после полного ограничения с помощью функционала передачи (5). Предполагается, что меры ограничения начнутся через 40 дней, начиная с 15.04.2020, где было получено, что 35 дней полного ограничения способны остановить распространение COVID-19 в трех выборках из исследуемых стран.

Прогнозирование пика пандемии в Турции.

Прогнозирование пика пандемии в Бразилии.

7.Влияние карантина на распространение COVID-19 в Южной Африке, Турции, Бразилии

В этом разделе мы заинтересованы в изучении влияния карантина на распространение COVID-19, при этом в данном случае количество тесты для выявления инфицированных людей имеют решающее значение для сокращения числа активных инфицированных людей. Обратите внимание, что людей, находящихся в карантине, можно рассматривать как неактивных инфицированных, что означает, что они не могут заразить восприимчивых людей. Система (1) принимает вид в присутствии этого класса индивидов

{∂S (τ, θ) ∂t + ∂S (τ, θ) ∂θ = −ρS (τ, θ) (∫0 + ∞I ( τ, ω) dω + ∫0 + ∞E (τ, ω) dω), ∂E (τ, θ) ∂t + ∂E (τ, θ) ∂θ = ρS (τ, θ) (∫0 + ∞I (τ, ω) dω + ∫0 + ∞E (τ, ω) dω) −νE (τ, θ), ∂I (τ, θ) ∂t + ∂I (τ, θ) ∂θ = νE (τ, θ) — (μ + q + η (θ)) I (τ, θ), ∂Q (τ, θ) ∂t + ∂Q (τ, θ) ∂θ = qI (τ, θ) — (μ + η (θ)) Q (τ, θ), dR (t) dt = μ∫0 + ∞I (τ, θ) dθ, S (t, 0) = 0, E (t, 0) = 0, I ( t, 0) = 0, Q (t, 0) = 0, S (0, θ) = S0 (θ) ∈L1 (0, + ∞), E (0, θ) = E0 (θ) ∈L1 ( 0, + ∞), I (0, θ) = I0 (θ) ∈L1 (0, + ∞), Q (0, θ) = Q0 (θ) ∈L1 (0, + ∞),

(6 )

, где q представляет собой долю выявленных инфицированных лиц, перемещенных на карантин.Остальные параметры интерпретируются так же, как упоминалось во вводном разделе. Неизвестно реальное значение параметра q , где количество тестов отвечает за выявление процента зараженных лиц, перемещенных на карантин. Итак, воспользуемся несколькими значениями параметра q и посмотрим, как он может повлиять на распространение болезни COVID-19. Полученные результаты выделены в . Отметим, что q = 0 относится к случаю отсутствия карантина.Следовательно, система (6) ведет себя так же, как (1).

Влияние карантина на распространение COVID-19, где цифра синего цвета обозначает уязвимый класс, красный цвет — инфицированных лиц, черный — лиц, находящихся в карантине.

Действительно, для q = 0 (без изоляции) пик пандемии будет достигнут, как это было ранее в разделах 3, 4 и 5. Однако для q = 0,3 или q = 0,5 (q = 30% или q = 50% инфицированных людей изолированы) это сокращает время пика и количество инфицированных людей на этом пике.Поэтому важно выявить инфицированных людей и изолировать их, чтобы уменьшить передачу этого заразного заболевания.

8. Обсуждение и предложения

В этом исследовании мы провели анализ некоторых данных для прогнозирования пиковых эпидемических вспышек в Южной Африке, Турции и Бразилии с использованием заявленных ВОЗ случаев инфекции и смерти ^{[28] , [29] , [30] , [31]} . Для определения результатов прогноза используется структурированная по возрасту модель.Передача заболевания COVID-19 меняется от страны к стране. Это приводит к изменению базового номера репродукции R ₀ , где для Южной Африки мы получили R0 = 1,6685, R0 для Турции = 1,9184 и R0 для Бразилии = 1,8882.

В разделах 3, 4, 5 мы нашли прогнозируемую пиковую вспышку пандемии COVID-19, когда в Южной Африке она будет достигнута при t = 50 с 18 149 активными случаями заражения, это означает, что из-за небольшого количества случаев заражения Южная Африка пытается контролировать распространение болезни COVID-19.Необходимы более строгие меры для снижения числа случаев заражения, и мы прогнозируем, что пандемия исчезнет к концу июля. Кроме того, в Турции мы ожидаем, что наибольшее количество случаев заражения будет достигнуто при t = 52 с 737 180 случаями активного заражения, и мы ожидаем, что это будет завершено к концу июля. Турции нужна серьезная мера по прекращению распространения этого инфекционного заболевания в виде полного ограничения. Действительно, 35 дней полного ограничения способны предотвратить распространение эпидемии COVID-19.Кроме того, изоляция инфицированных людей может помочь уменьшить распространение болезни Коронавирус, когда количество тестов может увеличить количество инфицированных людей, перемещенных в карантин (см.), Это помогает уменьшить количество активных инфицированных людей (не на карантине). . То же замечание можно сделать и для Бразилии, где прогнозируется достижение наибольшего числа инфицированных лиц при t = 52 с 302 310 случаями активного заражения. Ограничение рядом с изоляцией инфицированных людей — лучшая стратегия для сокращения числа инфицированных людей в Бразилии.

Отметим, что ограничение плохо влияет на экономическую систему стран, но необходимо для уменьшения числа инфицированных. Таким образом, преимущество изоляции инфицированных лиц заключается в возможности использования ее без ограничения (полного или частичного ограничения), что означает, что она позволяет экономической системе (коммерческим операциям) стран работать с меньшей опасностью распространения вируса. COVID-19 болезнь. Напротив ограничения, когда он останавливает такого рода переходы, и большинство стран должны начать работу по увеличению количества тестов в день.

Таким образом, в качестве заключения можно выделить, что количество тестов для выявления инфицированных является важным инструментом борьбы с коронавирусной болезнью, а полное ограничение плохо влияет на экономическую систему изучаемых стран. Этого можно избежать, если процент изолированных инфицированных лиц будет более 50% (q = 0,5 дюйма), когда в этом случае количество заявленных случаев заражения сразу уменьшится.

Также следует упомянуть, что было упомянуто, что 35 дней полного ограничения способны устранить инфекцию из трех выборок стран.Но на самом деле очень трудно сохранить это ограничение в течение 35 дней подряд при снабжении граждан элементарным оборудованием в виде пищевых медикаментов и прочего, что очень затрудняет соблюдение этого ограничения. Тем не менее, стратегия изоляции инфицированных лиц, предлагаемая в разделе 7, является более подходящей стратегией, которая может быть рассмотрена правительствами с целью снижения эпидемического пика вспышки, когда количество тестов играет решающую роль в увеличении числа изолированных инфицированных лиц. .Кроме того, в разделе 7 мы можем подчеркнуть огромную чувствительность наших прогнозов в связи с мерами, принятыми правительствами трех стран.

Соответствие этическим требованиям

Эта статья не содержит исследований с участием людей или животных.

Отчет об авторском взносе CRediT

Салих Джилали: Концептуализация, курирование данных, визуализация, исследование, написание — просмотр и редактирование. Бехзад Ганбари: Написание — первоначальный проект, концептуализация, методология, программное обеспечение, надзор.

Заявление о конкурирующих интересах

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Благодарности

Первого автора частично поддерживает DGRSDT Алжира.

Ссылки

1. Андерсон Р., Фрейзер Ф. Эпидемиология, динамика передачи и борьба с атипичной пневмонией: эпидемия 2002-2003 гг. Фил Транс Рой Соц Сер Б. 2004; 359: 1091–1490. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 2. Бентаут С., Туаула Т.М. Глобальный анализ возрастной модели инфекции с классом нелинейных показателей заболеваемости.J Math Anal. 2016; 434 (2): 1211–1239. [Google Scholar] 3. Джилали С., Туаула Т.М., Мири С.Э.Х. Модель эпидемии героина: очень общая нелинейная заболеваемость, возраст лечения и глобальная стабильность. Acta Appl Math. 2017; 152 (1): 171–194. [Google Scholar] 4. Diekmann O., Heesterbeek J.A.P. Wiley; Чичестер, Великобритания: 2000. Математическая эпидемиология инфекционных заболеваний: построение модели, анализ и интерпретация. [Google Scholar] 5. Фрейзер К., Райли С., Андерсон Р., Фергюсон Н. Факторы, позволяющие контролировать вспышку инфекционного заболевания.Proc Natl Acad Sci USA. 2004. 101: 6146–6151. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 7. Хейл Дж. К. Асимптотика диссипативных систем. Математические обзоры и монографии 25, American Mathematical. 1988; 48 [Google Scholar] Society, Providence, RI8. Hellewell J., Abbott S., Gimma A. и др. Возможность борьбы со вспышками COVID-19 путем изоляции случаев и контактов. Lancet Glob Health (2020), опубликовано в Интернете 28 февраля. 10.1016 / S2214-109X (20) 30074-7 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] 9. Хеткот Х.W. Возрастная модель передачи коклюша. Математические биологические науки. 1997. 145 (2): 89–136. [PubMed] [Google Scholar]

11. Килинг М., Холлингсворт Т., Рид Дж. Эффективность отслеживания контактов для сдерживания нового коронавируса 2019 года (COVID-19). medRxiv2020; опубликовано в Интернете 17 февраля (препринт). 10.1101 / 2020.02.14.20023036.

13. Li Q., ​​Guan X., Wu P. et al. Динамика ранней передачи новой пневмонии, инфицированной коронавирусом, в Ухане, Китай. n engl j med. 2020. Опубликовано онлайн 29 января.DOI: 10.1056 / NEJMoa2001316. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] 14. Лю З., Магал П., Сейди О., Уэбб Г. Понимание незарегистрированных случаев вспышки эпидемии COVID-19 в Ухане, Китай, и важность крупных вмешательств в области общественного здравоохранения. Биология. 2020; 9:50. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 15. Магал П., Уэбб Г. Прогнозирование количества зарегистрированных и незарегистрированных случаев эпидемии COVID-19 в Южной Корее. Италия, Франция и Германия, MedRxiv. 2020 doi: 10.1101 / 2020.03.21.20040154. [CrossRef] [Google Scholar] 16.Магал П., К. Маккласки С., Ф. Уэбб Г. Ляпунов Функциональная и глобальная асимптотическая стабильность для модели инфекционного возраста Прил. Анальный. 2010. 89 (7): 1109–1140. [Google Scholar] 17. Порчедду Р., Серра К., Кельвин Д., Кельвин Н., Рубино С. Сходство показателей летальности (CFR) COVID-19 / SARS-COV-2 в Италии и Китае. J Infect Dev Ctries. 2020; 14: 125–128. DOI: 10.3855 / jidc.12600. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 19. Шенцле Д. Возрастная модель передачи кори до и после вакцинации. Математическая медицина и биология: журнал IMA.1984; 1 (2): 169–191. DOI: 10.1093 / imammb / 1.2.169. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 20. Сунь Х., Цю Ю., Янь Х., Хуан Ю., Чжу Ю., Х. Чен С. Отслеживание и прогнозирование эпидемии COVID-19 в материковом Китае. medRxive. 2020 doi: 10.1101 / 2020.02.17.20024257. [CrossRef] [Google Scholar] 21. Риаз М.Б., Атангана А., Н. И. Тепломассоперенос в максвелловской жидкости с учетом локальных и нелокальных дифференциальных операторов. J Therm Anal Calorim. 2020 DOI: 10.1007 / s10973-020-09383-7. [CrossRef] [Google Scholar] 22. Джилали С.Пространственно-временные закономерности, вызванные перекрестной диффузией в модели хищник-жертва с эффектом формы стада жертвы. Международный журнал биоматики. DOI 2020: 10.1142 / S1793524520500308. [CrossRef] [Google Scholar] 23. Ганабри Б., Джилали С. Математический и численный анализ трехвидовой модели хищник-жертва с поведением стада и производной дробного порядка по времени. Math Meth Appl Scien. 2019 doi: 10.1002 / mma.5999. [CrossRef] [Google Scholar] 24. Бонях Э., Атангана А., Эльсадан А.А. Дробная модель хищника-жертвы с всеядным существом.Хаос. 2019; 29: 013136. [PubMed] [Google Scholar] 25. Джилали С. Влияние формы жертвы на взаимодействие хищника и жертвы. Хаос, солитоны и фракталы. 2019; 120: 139–148. [Google Scholar] 26. Zou L., Ruan F., Huang M. Вирусная нагрузка SARS-cov-2 в образцах верхних дыхательных путей инфицированных пациентов. N Engl J Med. DOI 2020: 10.1056 / NEJMc2001737. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] Опубликована в Интернете в феврале 1927 г. Чжу Ю., Гэ К., Вэй Х. Исследование влияния атипичной пневмонии на количество иностранных туристов в Китае.Географические исследования. 2003. 22 (5): 551–559. [Google Scholar] 2003

Covid-19 сохраняется дольше и достигает пика в респираторной ткани пациентов с тяжелым заболеванием

Новый анализ пациентов с covid-19 в Китае, опубликованный BMJ сегодня, показывает, что вирус сохраняется дольше и достигает пика в респираторной ткани пациентов с тяжелым заболеванием, по сравнению с пациентами с легким заболеванием.

Исследователи оценили вирусную нагрузку в более чем 3000 проб, собранных у 96 пациентов с инфекцией COVID-19, госпитализированных в больницу в провинции Чжэцзян, Китай, в период с 19 января по 20 марта 2020 года.

Вирусная нагрузка — это количество вирусных частиц, присутствующих в инфицированном пациенте. В целом, чем выше вирусная нагрузка, тем больше вирусных частиц пациент может выпустить («пролить») в окружающую среду при выдохе или кашле.

Исследователи обнаружили, что средняя продолжительность вируса в кале (22 дня) была значительно дольше, чем в респираторных (18 дней) и образцах крови (16 дней).

Они также обнаружили, что средняя продолжительность вируса в респираторных образцах пациентов с тяжелым заболеванием (21 день) была значительно дольше, чем у пациентов с легким заболеванием (14 дней).

В легкой группе вирусная нагрузка достигла пика в респираторных образцах на второй неделе от начала заболевания, тогда как вирусная нагрузка оставалась высокой в ​​течение третьей недели в тяжелой группе.

Продолжительность вируса была больше у пациентов старше 60 лет и у мужчин.

Они указывают на некоторые ограничения исследования, такие как относительно небольшое количество участников, которые могли повлиять на точность их результатов. Однако они говорят, что их результаты показывают, что вирус сохраняется дольше при более высокой нагрузке и позже достигает пика в респираторной ткани пациентов с тяжелым заболеванием.

Полученные данные также подчеркивают важность строгого ведения на каждой стадии тяжелого заболевания, чтобы помочь предотвратить и контролировать эпидемию, заключают они.

[Конец]

Примечания для редакторов
Исследование: динамика вирусной нагрузки и тяжесть заболевания у пациентов, инфицированных SARS-CoV-2, в провинции Чжэцзян, Китай, январь-март 2020 г .: ретроспективное когортное исследование
Журнал: BMJ

Финансирование: Китайские национальные мегапроекты по инфекционным заболеваниям, Национальный фонд естественных наук Китая

Прошла внешнюю экспертную оценку? Есть
Тип доказательства: Наблюдательный
Темы: Пациенты с covid-19

.

Ссылка на систему маркировки пресс-релизов Академии медицинских наук: https: // press.psprings.co.uk/AMSlabels.pdf

Ссылка на исследование: https://www.bmj.com/content/369/bmj.m1443

«Треугольник болезни» указывает на то, что пик COVID-19 — это не конец

Newswise — Растениям не привыкать к болезням и опустошительным вспышкам. По словам профессора A&M из Техаса, люди могут извлечь из них ценный урок, когда дело доходит до нынешней пандемии COVID-19.

В то время как после пика случаев заболевания COVID-19 мы хотим вернуться на рабочее место и бизнес, вирусолог и патолог растений Texas A&M AgriLife Research говорит, что нужно только обратиться к миру растений, чтобы увидеть, как это было бы ошибкой.

«Когда мы достигнем пика, мы в лучшем случае только на полпути к спуску с этой горы болезней», — сказала Карен-Бет Шолтхоф, доктор философии, профессор кафедры патологии растений и микробиологии Техасского университета A&M. .

Шольтгоф соглашается с доктором.Энтони Фаучи, директор Национального института аллергии и инфекционных заболеваний, считает, что социальное дистанцирование должно продолжаться до тех пор, пока практически не будет ни новых случаев, ни смертей.

Ее рассуждения основаны на давней концепции патологии растений, которая, по ее словам, описывает распространение любого заболевания, объясняет, почему меры по охране окружающей среды имеют значение, и проливает свет на сходство между болезнями растений и человека.

«Вся биология взаимосвязана. Пришло время поучиться у других областей науки и окружающей среды », — сказал Патрик Дж.Стовер, вице-канцлер Texas A&M AgriLife, декан Колледжа сельского хозяйства и наук о жизни и директор AgriLife Research. «Сейчас нам может потребоваться дополнительное время, которое, как мы знаем, будет трудным в краткосрочной перспективе, но спасет жизнь многих в долгосрочной перспективе.

«Новый коронавирус, безусловно, выявляет наши уязвимости, от системы снабжения продовольствием до нашей социальной среды и качества жизни. Мы должны извлечь уроки из этого опыта, в том числе уделить приоритетное внимание разработке передовых технологий для защиты и предотвращения COVID-19 и его далеко идущих последствий для нашей жизни, прежде чем мы снова перезапустим порочный круг, особенно наиболее уязвимых.

Треугольник болезней

Вспышки болезней зависят от «треугольника болезней», — сказал Шольтхоф. Эта концепция возникла более 60 лет назад, когда Джордж МакНью, патолог из Института исследований растений имени Бойса Томпсона, изобразил тот факт, что эпидемия возникает в результате взаимодействия трех факторов — восприимчивого хозяина, вирулентного патогена и благоприятной окружающей среды.

Шольтхоф сказал, что простая форма треугольника болезни МакНью помогает объяснить ключевую роль окружающей среды в успехе патогенов, таких как SARS-CoV-2, вирус, вызывающий COVID-19.

Генетически идентичные растения являются «монокультурами» и особенно уязвимы для новых патогенов и болезней. Сегодня патологи растений прерывают эти циклы болезней, изменяя или контролируя либо хозяина, патогена, либо окружающую среду.

«Мы можем разводить культуры, устойчивые к болезни, сажать их иным способом или в разное время, или использовать химические средства для защиты растений от вредных грибов, вирусов, бактерий и насекомых», — пояснил Шольтхоф.«Изменяя хозяина с генами устойчивости, останавливая патоген с помощью химикатов или изменяя окружающую среду путем посадки раньше или позже, например, мы можем контролировать вспышку нового заболевания или сезонное рецидивирование известного патогена».

В случае COVID-19 восприимчивыми хозяевами являются люди, а вирулентным патогеном SARS-COV-2. Постоянный и тесный контакт между людьми — это гостеприимная среда, необходимая для того, чтобы эта пандемия продолжалась. Новый коронавирус, выскочивший из животного-хозяина, чрезвычайно успешно заразил людей.

«У нас нет иммунитета к этому вирусу», — сказал Шольтхоф. «Опять же, от доктора Фаучи, мы« не составляем временную шкалу, вирус составляет временную шкалу ». Пока не будет продемонстрировано, что лекарства или вакцины контролируют вирус и болезнь, мы можем только внести свой вклад в нарушение окружающей среды, которая благоприятствует новому коронавирусу ».

Вырвав страницу из истории патологии растений

Она использовала Великий ирландский картофельный голод, гуманитарный кризис, чтобы пролить свет на тесную связь между патогенами, окружающей средой и обществом, включая то, как эпидемия влияет на политику, разоблачая социальные и экономические несправедливость.

«Это проблемы, которые поражают нас сразу после того, как COVID-19 стал нашей повседневной реальностью», — сказал Шольтхоф.

Ирландский картофельный голод был вызван фитофторозом картофеля, который встречается до сих пор. В сообщениях из первых рук из Ирландии рассказывалось, как за ночь возник гниль, когда поля с пышной зеленью были внезапно уничтожены, что привело к почти полному краху посевов картофеля.

Хотя вспышки болезней происходили также в Европе и Северной Америке, зависимость ирландской бедноты от картофеля в качестве источника калорий была разрушительной.Эта вспышка болезни растений привела к эмиграции из Ирландии миллиона человек и гибели еще одного миллиона человек — потери 25% населения страны.

«Это был единственный патоген, который преподал ужасающий урок необходимости научного управления, снижения и контроля болезни», — сказал Шольтхоф. «COVID-19 повторится, если мы не будем продолжать нарушать благоприятную среду для вируса, пока не будет создана вакцина для усиления хозяина или лекарства для уничтожения вируса».

Борьба со вспышкой

«В наших общинах может быть единичный пик заражения, волны инфекции или сезонные рецидивы COVID-19», — сказал Шольтхоф.Точно так же фитофтороз картофеля, который вызвал такое разрушение, продолжается и сегодня, но в контролируемой среде.

«Продолжающееся заражение COVID-19 свидетельствует о том, что мы недостаточно бдительны, чтобы нарушить благоприятную для вируса среду», — сказала она. «Сегодня и, по крайней мере, в ближайшем будущем нарушение благоприятной среды для вируса является основным элементом контроля над распространением болезни, и эти нарушения должны продолжаться до тех пор, пока не будут созданы проверенные вакцины или лекарства.«

Социальное дистанцирование и надлежащая гигиена остаются лучшими доступными для сообщества вариантами преодоления треугольника болезней», — сказал Шольтхоф. Простые действия, такие как мытье рук, разрушают мембранную оболочку вируса, не давая ему инициировать инфекцию.

«Со временем мы, хозяева, можем приобрести« коллективный иммунитет »как форму защиты от вируса», — сказала она. «Или же потрясающая текущая научная работа может определить безопасные и эффективные методы лечения или вакцину.

«Но мы должны сохранять бдительность и продолжать применять рекомендуемые методы, которые создают неблагоприятную среду для вируса, пока это не произойдет», — сказал Шольтхоф.«Мы не должны успокаиваться».

-30-

CDC ожидает пика угрожающего жизни неврологического состояния

(Камден, Нью-Джерси) — Центры по контролю за заболеваниями предупредили медицинских работников о том, что 2020 год станет пиком для случаев острого вялого миелита (AFM), необычного, но серьезного неврологического состояния, которое поражает в основном детей. В условиях продолжающейся пандемии коронавируса официальные лица здравоохранения призывают родителей не откладывать лечение, если они подозревают симптомы AFM у своих детей.

Заболевание достигает пика каждые два года в период с августа по ноябрь в Соединенных Штатах с 2014 года. По данным CDC, во время последнего пика в 2018 году в Нью-Джерси было диагностировано 11 случаев AFM.

«Мы хотим заверить родителей, что больницы нашего сообщества оставались безопасными на протяжении всей пандемии, и что никто не должен откладывать уход за собой или своими детьми из опасения, что их местное медицинское учреждение будет небезопасным», — сказала Фригольдер Кармен Родригес, координатор в Департамент здравоохранения.«Мало что известно о том, что вызывает это редкое заболевание, но регулярные меры по профилактике, такие как мытье рук и избегание других, которые кажутся больными, — это простой способ защитить себя и своих детей».

Не существует конкретного микроба, который обычно выявлялся бы при лабораторных исследованиях среди случаев AFM. AFM может быть вызван множеством вирусных инфекций, включая полиовирус и другие неполиомиелитные энтеровирусы, флавивирусы и аденовирусы.

У большинства пациентов возникает внезапная слабость или паралич одной или нескольких конечностей, а также потеря мышечного тонуса и рефлексов.У некоторых пациентов также могут наблюдаться:

• Обвисание / слабость лица
• Затруднения при движении глазами
• Опущенные веки
• Затруднения с глотанием или невнятная речь

Дополнительную информацию об AFM можно получить по телефону:

Растение «Болезнь Треугольник» указывает на то, что пик не означает конец COVID-19

Растительный мир подтверждает тот факт, что в наших сообществах может быть единичный пик заражения, волны инфекции или сезонные рецидивы COVID-19.

---

Getty Images

Растениям не привыкать к болезням и разрушительным вспышкам. По словам профессора A&M из Техаса, люди могут извлечь из них ценный урок, когда дело доходит до нынешней пандемии COVID-19.

Несмотря на то, что после пика случаев заболевания COVID-19 у нас есть желание вернуться на работу и бизнес, вирусолог и патолог растений Texas A&M AgriLife Research говорит, что нужно только обратиться к миру растений, чтобы увидеть, как это было бы ошибкой.

«Когда мы достигнем пика, мы в лучшем случае только на полпути к спуску с этой горы болезней», — сказала Карен-Бет Шолтхоф, профессор кафедры патологии растений и микробиологии Техасского университета A&M.

Шольтгоф соглашается с доктором Энтони Фаучи, директором Национального института аллергии и инфекционных заболеваний, в том, что социальное дистанцирование должно продолжаться до тех пор, пока практически не исчезнет ни новых случаев, ни смертей.

Ее рассуждения основаны на давней концепции патологии растений, которая описывает распространение любой болезни, объясняет, почему меры по охране окружающей среды имеют значение. Шольтхоф сказал, что это проливает свет на сходство между болезнями растений и человека.

«Вся биология взаимосвязана.Пришло время поучиться у других областей науки и окружающей среды », — сказал Патрик Дж. Стовер, вице-канцлер Техасской A&M AgriLife, декан Колледжа сельского хозяйства и наук о жизни и директор AgriLife Research. «Сейчас нам может потребоваться дополнительное время, которое, как мы знаем, будет трудным в краткосрочной перспективе, но спасет жизнь многих в долгосрочной перспективе.

«Новый коронавирус, безусловно, выявляет наши уязвимости, от системы снабжения продовольствием до нашей социальной среды и качества жизни.Мы должны извлечь уроки из этого опыта, в том числе уделить первоочередное внимание разработке передовых технологий для защиты и предотвращения COVID-19 и его далеко идущих последствий для нашей жизни, прежде чем мы снова перезапустим порочный круг, особенно наиболее уязвимых ».

Треугольник болезни

Вспышки болезней зависят от «треугольника болезней», — сказал Шольтхоф. Эта концепция возникла более 60 лет назад, когда Джордж МакНью, патолог из Института исследований растений имени Бойса Томпсона, изобразил тот факт, что эпидемия возникает в результате взаимодействия трех факторов — восприимчивого хозяина, вирулентного патогена и благоприятной окружающей среды.

Шолтхоф сказал, что простая форма треугольника болезни МакНью помогает объяснить ключевую роль окружающей среды в успехе патогенов, таких как SARS-CoV-2, вирус, вызывающий COVID-19.

«Треугольник болезни» показывает, как эпидемия возникает в результате взаимодействия восприимчивого хозяина, вирулентного патогена и благоприятной окружающей среды.

---

Texas A&M AgriLife Communications

Генетически идентичные растения являются «монокультурами» и особенно уязвимы для новых патогенов и болезней.Сегодня патологи растений прерывают эти циклы болезней, изменяя или контролируя либо хозяина, патогена, либо окружающую среду.

«Мы можем разводить культуры, устойчивые к болезни, сажать их иным способом или в разное время, или использовать химическую обработку для защиты растений от вредных грибов, вирусов, бактерий и насекомых», — сказал Шольтхоф. «Изменяя хозяина с генами устойчивости, останавливая патоген с помощью химикатов или изменяя окружающую среду путем посадки раньше или позже, например, мы можем контролировать вспышку нового заболевания или сезонное рецидивирование известного патогена.”

В случае COVID-19 восприимчивыми хозяевами являются люди, а вирулентным патогеном SARS-COV-2. Постоянный и тесный контакт между людьми — это гостеприимная среда, необходимая для того, чтобы эта пандемия продолжалась. Новый коронавирус, выскочивший из животного-хозяина, чрезвычайно успешно заразил людей.

«У нас нет иммунитета к этому вирусу», — сказал Шольтхоф. «Опять же, от доктора Фаучи, мы не составляем временную шкалу, вирус создает временную шкалу.«Пока не будет продемонстрировано, что лекарства или вакцины контролируют вирус и болезнь, мы можем только внести свой вклад в нарушение среды, благоприятной для нового коронавируса».

Взятие страницы из истории патологии растений

Она использовала Великий ирландский картофельный голод, гуманитарный кризис, чтобы пролить свет на тесную связь между болезнетворными микроорганизмами, окружающей средой и обществом, включая то, как эпидемия влияет на политику, разоблачая социальную и экономическую несправедливость.

«Это проблемы, которые поражают нас сразу после того, как COVID-19 стал нашей повседневной реальностью», — сказал Шольтхоф.

Ирландский картофельный голод был вызван фитофторозом картофеля, который встречается до сих пор. В сообщениях из первых рук из Ирландии рассказывалось, как за ночь возник гниль, когда поля с пышной зеленью были внезапно уничтожены, что привело к почти полному краху посевов картофеля.

Хотя вспышки болезней также имели место в Европе и Северной Америке, зависимость ирландской бедноты от картофеля в качестве источника калорий была разрушительной. Эта вспышка болезни растений привела к эмиграции из Ирландии миллиона человек и гибели еще одного миллиона человек — потери 25% населения страны.

«Это был единственный патоген, который преподал ужасающий урок необходимости научного управления, снижения и контроля болезни», — сказал Шольтхоф. «COVID-19 повторится, если мы не будем продолжать нарушать благоприятную среду для вируса, пока не будет создана вакцина для усиления хозяина или лекарства для уничтожения вируса».

Борьба со вспышкой

По словам Шольтгофа, в наших сообществах может быть единичный пик заражения, волны инфекции или сезонные рецидивы COVID-19.Точно так же фитофтороз картофеля, который вызвал такое разрушение, продолжается и сегодня, но в контролируемой среде.

«Продолжающееся заражение COVID-19 может свидетельствовать о том, что мы недостаточно бдительны, чтобы нарушить благоприятную среду для вируса», — сказала она. «Сегодня и, по крайней мере, в ближайшем будущем нарушение благоприятной среды для вируса является основным элементом контроля над распространением болезни, и эти нарушения должны продолжаться до тех пор, пока не будут созданы проверенные вакцины или лекарства.”

Социальное дистанцирование и надлежащая гигиена остаются лучшими доступными для сообщества вариантами преодоления треугольника болезней, сказал Шольтхоф. Простые действия, такие как мытье рук, разрушают мембранную оболочку вируса, не давая ему инициировать инфекцию.

«Со временем мы, хозяева, можем приобрести« коллективный иммунитет »как форму защиты от вируса», — сказала она.