Koristeći tehnologiju veštačke inteligencije i matematičko modeliranje, istraživačka grupa predvođena Univerzitetom Nagoja otkrila je da ljudsko ponašanje, kao što su zatvaranje i mere izolacije, utiče na evoluciju novih sojeva COVID-19. SARS-CoV-2, virus koji izaziva COVID-19, razvio se da postane prenosiviji ranije u svom životnom ciklusu. Nalazi istraživača, objavljeni u Nature Communications, pružaju nove uvide u odnos između ponašanja ljudi i agenasa koji izazivaju bolesti.
Kao i kod svakog drugog živog organizma, virusi se vremenom razvijaju. Oni sa prednostima preživljavanja postaju dominantni u genetskom fondu. Mnogi faktori životne sredine utiču na ovu evoluciju, uključujući ljudsko ponašanje. Izolacijom bolesnih ljudi i korišćenjem zaključavanja za kontrolu epidemija, ljudi mogu da promene evoluciju virusa na komplikovane načine. Predviđanje kako se ove promene dešavaju je od vitalnog značaja za razvoj adaptivnih tretmana i intervencija.
Važan koncept u ovoj interakciji je virusno opterećenje, koje se odnosi na količinu ili koncentraciju virusa prisutnog po ml telesne tečnosti. Kod SARS-CoV-2, veće virusno opterećenje u respiratornim sekretima povećava rizik od prenošenja putem kapljica. Virusno opterećenje se odnosi na potencijal za prenošenje virusa na druge. Na primer, virus poput ebole ima izuzetno visoko virusno opterećenje, dok obična prehlada ima malo. Međutim, virusi moraju pažljivo da balansiraju, jer povećanje maksimalnog virusnog opterećenja može biti korisno, ali prekomerno virusno opterećenje može prouzrokovati da pojedinci postanu previše bolesni da bi preneli virus na druge.
Istraživačka grupa, koju je predvodio profesor Šingo Ivami sa Fakulteta nauka Univerziteta u Nagoji, identifikovala je trendove koristeći matematičko modeliranje sa komponentom veštačke inteligencije kako bi istražila ranije objavljene kliničke podatke. Otkrili su da su varijante SARS-CoV-2 koje su bile najuspešnije u širenju imale raniji i veći vrhunac virusnog opterećenja. Međutim, kako je virus evoluirao od pre-Alfa u Delta varijante, imao je kraće trajanje infekcije. Istraživači su takođe otkrili da smanjeni period inkubacije i povećani procenat asimptomatskih infekcija zabeleženih kako je virus mutirao takođe utiču na evoluciju virusa.
Rezultati su pokazali jasnu razliku. Kako je virus evoluirao od soja Vuhan u soj Delta, otkrili su petostruko povećanje maksimalnog virusnog opterećenja i 1,5 puta povećanje broja dana pre nego što je virusno opterećenje dostiglo vrhunac.
Ivami i njegove kolege sugerišu da promene ljudskog ponašanja kao odgovor na virus, dizajnirane da ograniče prenos, povećavaju pritisak selekcije na virus. Ovo je dovelo do toga da se SARS-CoV-2 prenosi uglavnom tokom asimptomatskih i presimptomatskih perioda, koji se javljaju ranije u njegovom infektivnom ciklusu. Kao rezultat toga, vrhunac virusnog opterećenja napredovao je do ovog perioda da bi se efikasnije širio u ranijim pre-simptomatskim fazama.
Prilikom procene strategija javnog zdravlja kao odgovora na COVID-19 i bilo koje buduće patogene koji bi mogli da izazovu pandemiju, neophodno je razmotriti uticaj promena u ljudskom ponašanju na obrasce evolucije virusa.
„Očekujemo da imuni pritisak od vakcinacija i/ili prethodnih infekcija pokreće evoluciju SARS-CoV-2“, rekao je Ivami. „Međutim, naša studija je otkrila da ljudsko ponašanje takođe može doprineti evoluciji virusa na složeniji način, što ukazuje na potrebu da se ponovo proceni evolucija virusa.“
Njihova studija sugeriše mogućnost da su se novi sojevi koronavirusa razvili zbog složene interakcije između kliničkih simptoma i ljudskog ponašanja. Grupa se nada da će njihovo istraživanje ubrzati uspostavljanje režima testiranja za adaptivni tretman, efikasan skrining i strategije izolacije.
