Первый мировой карантин. Краткая история пандемии 2020 года

Алла Токарчук

Это книга о том, как человечество готовилось к возможной пандемии, ответило на этот кризис, и какие уроки выучены из этого опыта. Как мы все ответили на эти вызовы и рефлексии о времени с приставкой пост-, все это просмотренное через призму антикризисного управления, вы найдете в этой книге. Мы не знаем, когда будет следующий вирус с пандемией, но мы можем к этому подготовиться, в том числе и с помощью этой книги.

Как человечество готовилось к возможной пандемии

COVID-19 — новая болезнь в старой классификации

В период зимних праздников в 2020 году меня спросили о новом вирусе, который появился в Китае и начал очень быстро распространяться. Информации на тот момент было очень мало, но из нее уже было понятно, что мы столкнулись с новой болезнью, поэтому мой ответ был предельно простым: — к нам пришла новая болезнь. Это позже подтвердилось полностью и, да, к нам, действительно, пришла новая болезнь, причем пришла она безвозвратно.

11 февраля 2020 года Международный комитет по таксономии вирусов присвоил новому вирусу наименование SARS-CoV-2 (коронавирус тяжелого острого респираторного синдрома-2). Выбор данного названия объясняется тем, что этот вирус имеет генетическое родство с возбудителем вспышки эпидемии атипичной пневмонии в 2003 году. Это разные вирусы, хотя они и связаны генетически.

В соответствии с рекомендациями, разработанными ранее совместно со Всемирной организацией по охране здоровья животных (МЭБ), а также Продовольственной и сельскохозяйственной организацией Объединенных Наций (ФАО), 11 февраля 2020 года Всемирная организация здравоохранения объявила о присвоении данному заболеванию названия «COVID-19»¹.

Вот так весь мир впервые узнал о новом заболевании. И это заболевание внесли в огромный списочек других болезней человека.

А что же было до этого? Существует множество доказательств того, что первые инфекционные болезни появились раньше человека. Часто их носителями были животные или насекомые, через которые болезни и передавались человеку.

Первые упоминания об эпидемиях были исключительно в библейских рассказах. О первых локально ограниченных эпидемиях чумы, к примеру, имеются лишь разрозненные сведения. В частности, о них упоминает и Руфус из Эфеса, живший во времена императора Траяна. Он описал несколько случаев заболевания бубонной чумой в Ливии, Египте и Сирии, ссылаясь при этом на ряд других врачей, большей частью представителей александрийской школы.

Важны для нас, однако не имена авторов, а тот факт, что эпидемии чумы в Африке и в Азии случались задолго до того, как эта инфекция появилась в Европе. Маршрут первой пандемии чумы, охватившей территорию всего тогдашнего цивилизованного мира, можно проследить уже не только по записям врачей, но и по свидетельствам историков и летописцев.

Пандемия возникла во времена царствования византийского императора Юстиниана (542 г. н. э.) и вошла в мировую историю под названием «юстинианова чума». А началась она в Египте. На средиземноморском побережье в восточной части дельты Нила процветал город Пелузий — крупный и важный центр посреднической торговли между Востоком и Западом. В 542 году при стечении неизвестных сейчас обстоятельств в городе вспыхнула эпидемия чумы. Вскоре она начала распространяться с одной стороны на территорию Александрии и остальной части Египта, а с другой — на территорию Палестины. При этом эпидемия двигалась буквально вслед за купцами, «шла» по одним с ними путям и очень быстро парализовала весь тогдашний мировой рынок. На Ближнем Востоке она вышла на главный торговый путь между Европой и Востоком, пролегавший вдоль побережья Средиземного моря. В 544—570 гг. эпидемия двинулась на запад и через центральную часть Европейского материка из Турции по так называемому Дунайскому пути добралась до Франции и Англии.

Пандемия чумы расширила знания врачей о болезнях, заражение которыми происходит путем непосредственного переноса инфекции от человека к человеку. За 150 лет появились сотни трактатов, посвященных чуме. Создалось и скоро прочно перешло в сознание врачей понятие о «заразной болезни» (morbus contagiosus).

Сначала этих болезней было пять, затем восемь, и, наконец, 13 (к проказе, инфлюэнце, бленнорее глаз, трахоме, чесотке и импетиго присоединили рожу, чуму, сибирскую язву, дифтерию, тифозную лихорадку и даже легочную чахотку). Все они были признаны заразными; о заболевших ими необходимо было сообщать властям, а больных изолировать.

Меры борьбы логически вытекали из сущности контагиозной болезни, и последующие века едва ли прибавили к ним что-либо принципиально новое. Но мы подчеркиваем, что это все делалось уже в последние десятилетия XIV века².

Это были, по сути, первые шаги по сбору статистической информации о больных в мире, составлению классификации болезней и первые попытки их систематической обработки.

В XVI веке в Лондоне каждую неделю составлялись списки умерших с указанием причин смерти, характерных для Средневековья: цинги, лепры и главного убийцы — чумы. Однако только в конце XIX века, когда Флоренс Найтингейл, вернувшись с Крымской войны, начала отстаивать необходимость собирать статистические данные о причинах заболеваемости и смертности, сбор данных приобрел более систематический характер.

Приблизительно в то же время французский статистик Жак Бертильон разработал Классификацию причин смерти Бертильона, которая была принята на вооружение несколькими странами.

Жак Бертильон сыграл исключительно важную роль в создании Международной классификации болезней (МКБ). Хотя ее проект был предложен в двух вариантах английским статистиком Уильямом Фарром и швейцарским статистиком Марком д'Эспином еще в 50-е годы XIX века, широкого практического применения тогда они не получили.

Спустя 40 лет именно Жак Бертильон на сессии Международного статистического института (МСИ), состоявшейся в Вене в 1891 году, снова поднял вопрос о международной номенклатуре причин смерти, а на следующей сессии МСИ, созванной в Чикаго в 1893 году, представил свой проект, который был одобрен и разослан для обсуждения в административные статистические бюро отдельных государств.

Инициативу Бертильона поддержала сначала Американская ассоциация врачей и гигиенистов, а затем она постепенно получила и более широкое признание в разных странах и в конце концов в 1900 году на организованной французским правительством специальной международной конференции с участием 26 государств Европы и Америки предложенная Бертильоном номенклатура была признана международной, а с тех пор, находясь в процессе усовершенствования и регулярного пересмотра, широко используется мировым сообществом.

В 40-е годы XIX века Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) переняла систему Бертильона и расширила ее, чтобы охватить и статистические данные о причинах травм и болезней, создав, таким образом, первый вариант Международной классификации болезней, травм и причин смерти (МКБ). Это позволило впервые вести сбор данных как о заболеваемости, так и о смертности для отражения не только тенденций в области болезней, но и причин смерти.

Существует немного показателей, которые точнее отражали бы уровень благополучия той или иной страны, чем статистика здравоохранения. В то время как широкие экономические показатели, такие как валовой внутренний продукт, могут создать искаженное представление о личном благосостоянии, данные о заболеваемости и смертности проливают свет на то, как живет население на самом деле.

Международная статистическая классификация болезней и проблем, связанных со здоровьем (МКБ), является краеугольным камнем статистики здравоохранения. Она отражает условия человеческого существования от рождения до смерти: в ней представлены кодовые обозначения каждой травмы или болезни, с которой мы сталкиваемся в течение жизни, и каждой причины, которая может привести к нашей смерти. Не ограничиваясь этим, МКБ регистрирует и факторы, воздействующие на здоровье, или внешние причины смертности и заболеваемости, что позволяет построить целостную картину, охватывающую все аспекты жизни, которые могут влиять на здоровье³.

ВЫВОДЫ

2020 год стал годом новой мировой пандемии, а МКБ дополнили новым наименованием — COVID-19, и все страны начали собирать статистику по данному новому заболеванию. Никто не знает еще, каким будет следующее заболевание в этой классификации и когда его добавят в МКБ.

Эпидемиология как наука. Опыт предыдущих пандемий

В представлении греческих, а затем и римских врачей существовал целый класс болезней, называемых горячками. При их описании врачи указывали на общие явления, особенно на характер горячек. На местные же проявления, например, на накожные сыпи или опухоли (бубоны), врачи того времени обращали гораздо меньшее внимание, однако они уже тогда выделяли болезни, сопровождавшиеся повальной смертностью. Это практически были зародыши эпидемиологии в мире.

У греков и римлян древнейших времен эпидемические болезни считались карой, ниспосылаемой разгневанными богами, и их поэтические описания имеют такой неопределенный характер, что по ним нельзя себе составить даже приблизительного понятия о том, как эти болезни протекали. Смертность приписывалась гневу богов за провинности народа и несоблюдение обрядов; а также неблагоприятным временам, зловредным испарениям, принесенным ветрами из нездоровых местностей, яду, волшебным чарам и т. п.⁴.

Гиппократ (460—377 гг. до н. э.) считал лихорадку «общей болезнью», т. к. она сопутствует всем другим болезням. Под самóй лихорадкой тогда понимали не повышенную температуру тела, а чувство жара у больного, которому предшествовал период озноба. Саму температуру тела научились измерять только во второй половине XIX столетия.

Гиппократ впервые описывал эпидемию следующим образом:

«Болезни происходят частью от образа жизни, частью также от воздуха, который мы вводим в себя и которым мы живем. Но тот и другой род болезней следует различать по такому способу.

Когда много людей в одно и то же время поражаются одною болезнью, то причину этого должно возлагать на то, что является наиболее общим всем и чем все мы пользуемся. А это есть то, что мы вовлекаем в себя дыханием.

Действительно, что здесь причиною служит не образ жизни каждого из нас, это очевидно уже из того, что болезнь подряд поражает всех: и молодых, и старых, и женщин, и мужчин, одинаково тех, которые пьют вино и которые пьют воду, как тех, которые питаются ячменной кашей и которые пшеничным хлебом, и тех, которые много трудятся и которые мало.

Итак, не образу жизни нужно приписывать причину, когда ведущие жизнь всякого рода поражаются одною и тою же болезнью. Но когда в одно и то же время рождаются болезни всякого рода, тогда, без сомнения, причиною каждой служит образ жизни у каждого и лечение должно употреблять, восставая против причины болезни, как об этом в другом месте также мы говорили, и переменяя образ жизни.

Но когда болезнь какая-либо будет действовать эпидемически, тогда очевидно, что не образ жизни причиною ее, но то, что мы вводим в себя дыханием, и, очевидно, именно это последнее вредит нам каким-то болезненным заключающимся в нем выделением.

Поэтому в такое время должно давать людям следующие советы: пусть они не переменяют образа жизни, так как причина болезни совершенно не в нем находится; пусть заботятся, чтобы тело как можно меньше наполнялось и чтобы было самым тонким, постепенно уменьшая для этого как пищу, так и питье, которые обыкновенно употребляют, ибо, если кто сразу переменит образ жизни, есть опасность, что вследствие перемены в теле может явиться что-нибудь новое.

Но должно соблюдать привычный образ жизни, который ни в чем, по-видимому, человеку не вредит, и сверх того должно стараться, чтобы как можно меньше входило в рот воздуха, и чтобы этот последний был как можно больше иноземный, переменяя местности стран, в которых находится болезнь, а вместе с тем, утончая тело, ибо таким образом люди меньше всего будут принуждены много и часто втягивать в себя воздух»⁵.

Таким образом, еще до нашей эры эпидемии болезней, передающихся через воздух, стали отличать от лихорадок, а больных призывали защищать свои дыхательные пути от проникновения инфекции. За более чем 2400 лет способы борьбы с болезнями, передающимися воздушно-капельным путем, практически не изменились. Ношение масок — один из ключевых элементов защиты от нового возбудителя.

В Энциклопедии моров, пандемий и эпидемий под редакцией Джозефа П. Бирна описано более 300 разных болезней и случаев эпидемий в истории человечества. Ниже коротко остановимся на самых крупных из них.

В 430 году до н. э. в Афинах во время Пелопоннесской войны возникла болезнь, предположительно тиф, которая значительно ослабила афинян и стала важным фактором их поражения от спартанцев. Основные симптомы неизвестной болезни включали жар, жажду, кровоточивость горла и языка, покраснение кожи и ее поражения.

После того, как болезнь прошла через Ливию, Эфиопию и Египет, она пересекла и афинские стены во время осады спартанцев. В результате этой самой древней эпидемии погибли две трети населения указанных стран.

В 165 году н. э. Европу поразила Антонинова чума, которая, возможно, была ранним проявлением оспы, начавшейся с гуннов и немцев. Впоследствии вернувшиеся войска римлян распространили вирус по всей Римской империи. К симптомам болезни относились жар, боль в горле, диарея и гноящиеся язвы. Эта эпидемия чумы продолжалась примерно до 180 года н. э., предполагается, что среди ее жертв оказался и сам император Марк Аврелий.

Кипрская чума, названная так в честь первой известной жертвы — христианского епископа Карфагена, была описана в 250 году н. э. Кипрская чума приносила лихорадку, диарею, рвоту, язвы в горле и гангрену на руках и ногах. Пытаясь спастись от инфекции, горожане бежали в деревни, но вместо этого еще больше распространяли болезнь. Предполагается, что это заболевание возникло в Эфиопии, прошло в Египет и через Северную Африку, и пришло в Рим. В течение следующих трех столетий время от времени вспышки этой чумы повторялись. В 444 году н. э. чума ударила по Британии, поэтому британцам пришлось обратиться за помощью к саксам для защиты от пиктов и шотландцев. Саксы помогли, но при этом вскоре взяли под контроль весь остров.

Об Юстиниановой чуме, возникшей в 544 году н. э., мы уже упоминали вскользь в первой подглаве этой книги. Из Египта болезнь распространилась по Палестине и Византии, а затем по всему Средиземноморью. Чума изменила исторический курс Римской империи и вызвала широкую экономическую борьбу. Периоду правления Юстиниана также приписывают создание апокалипсической атмосферы, которая способствовала быстрому распространению христианства. В результате множественных рецидивов в течение следующих двух столетий погибло около 50 млн человек или 26% населения мира того периода. Считается, что это первое глобальное пандемическое проявление бубонной чумы. Болезнь характеризуется клинически увеличенными лимфатическими железами, переносится крысами и распространяется блохами.

Следующей инфекционной болезнью, вызвавшей эпидемии в мире, стала проказа. Хотя случаи проказы описывали у людей уже много лет, в XI веке в Европе это заболевание переросло в пандемию. Количество жертв от проказы оказалось таким большим, что потребовалось построить множество новых больниц, специализирующихся исключительно на этой болезни, чтобы лечить всех.

По описанию очевидцев, это было незаметно развивающееся бактериальное заболевание, вызывающее язвы и уродства. Многие считали проказу наказанием от Бога, которое передавалось по наследству. Эти верования привели к многочисленным моральным суждениям и изгнанию жертв проказы с мест их проживания, что в какой-то степени помогло остановить эпидемию. Сегодня мы называем это изоляцией больных, и данные меры входят в алгоритм борьбы с любой инфекцией. В нынешней классификации болезней проказа — это болезнь Хансена, ею заболевают десятки тысяч людей в год, но от нее не умирают, если вовремя начать лечение антибиотиками.

Черная смерть 1350 года н. э. стала второй глобальной пандемией бубонной чумы в истории человечества, повлекшей смерть одной трети населения мира. Достоверно известно, что болезнь началась в Азии и переносилась на запад по торговым путям. Предположительно в 1347 году н. э. больные чумой прибыли в порт Мессины на Сицилии и привезли с собой заболевание, а после этого оно быстро распространилось по Европе.

Черная смерть сильно повлияла не только на демографию, но также и на многие экономические процессы и государственные системы. Так, будучи очень ослабленными потерями от пандемии чумы, Англия и Франция, которые в то время воевали, заключили перемирие.

В 1492 году после прибытия Христофора Колумба в Карибский бассейн испанцы передали коренным народам Америки множество болезней, в том числе оспу, корь и бубонную чуму. В отсутствие предшествующего заражения эти болезни опустошили коренное население, при этом на всем северном и южном континентах умерли до 90% аборигенов.

В 1520 году Империя ацтеков была практически разрушена эпидемией оспы, которая ослабила население и не позволила им противостоять испанским колонизаторам. По некоторым оценкам, в общей сложности от эпидемий в XVI и XVII веках умерло около 56 млн коренных американцев. Это лишило фермеров возможности производить необходимые урожаи и предполагается, что могло даже изменить климат Земли.

Великая лондонская чума или эпидемия бубонной чумы, унесшая жизни 20% населения Лондона, началась в 1665 году. Эпидемия имела несколько вспышек или волн, из которых худшая прекратилась осенью 1666 года почти одновременно с Великим лондонским пожаром.

После чумы и проказы в 1817 году в Европе появилось новое инфекционное заболевание, получившее название холера. В течение 150 лет вспыхнуло семь эпидемий холеры, а в результате только первой в России умерло более одного миллиона человек.

Вибрион холеры — это бактерия, которая передается через зараженную воду или пищу, и вызывает инфекцию кишечника человека. Английская армия распространила холеру на Индию, Африку, Индонезию, Дальний Восток, Европу и Америку. Вакцину от холеры создали в 1885 году, но это не остановило эпидемии.

В 1855 году человечество столкнулось с третьей пандемией чумы, которая унесла жизни 15 млн человек и длилась более 100 лет. Китай и Индия пострадали больше всего в ее результате. Ограничительные и репрессивные меры, примененные в той пандемии, привели к многочисленным восстаниям в обеих странах. Пандемия бубонной чумы завершилась в 1960 году, но даже в 2020 году в новостях снова сообщалось об отдельных случаях болезни в Китае.

После празднования перехода Фиджи к Британской империи в 1875 году на острове вспыхнула эпидемия кори, в результате которой почти одна треть населения погибла. Болезнь распространилась очень быстро через полицейских и главарей племен, побывавших на празднике. Население целых деревень погибало, а некоторые деревни специально поджигали с целью уничтожить очаги, при этом сжигали и еще живых больных. Корь в мире удалось победить с помощью вакцинации.

Очень много писали в литературе и говорили об испанском гриппе, но очень мало известно о том, что в 1889 году вспыхнула эпидемия Русского гриппа. География распространения этого заболевания, начавшегося в Казахстане и Сибири, очень быстро вышла за пределы России. Эпидемия прошла Финляндию, Польшу, всю Европу и добралась до Африки и Америки. До конца 1890 года от Русского гриппа в мире умерло 360 тысяч человек.

«Испанка», от которой на всей планете скончалось почти 50 млн человек, именно тот испанский грипп 1918 года, впервые обнаруженный в Мадриде (Испания), а позже в США и некоторых странах Азии. Затем он очень быстро распространился по всему миру.

Ни одна страна не была готова к такой вспышке болезни, не располагала запасом лекарств и вакцин, а это привело к большому количеству заболевших и умерших. Во время пандемии испанского гриппа наблюдались две волны, из которых вторая была очень большой и завершилась летом 1919 года. Опираясь на описание испанского гриппа, эпидемиологи предсказывали две волны и для нынешней пандемии COVID-19.

Гонконгский грипп начался в Гонконге в 1957 году. Он очень быстро распространился из Китая в США, затем дошел до Англии. Во время первой волны Гонконгского гриппа за первые шесть месяцев только в Англии умерло 14.000 человек. В начале 1958 года его вторая волна накрыла многие страны, а в результате во всем мире скончалось около 1,1 млн человек, в том числе 116 тысяч человек умерло в США. Позже была разработана вакцина для этого гриппа, что позволило остановить пандемию⁶.

И в нынешнем XXI веке человечество уже пережило несколько эпидемий.

Эпидемия атипичной пневмонии или SARS возникла в Китае в 2002 году. Считается, что штамм коронавируса, который обычно обнаруживается только у мелких млекопитающих, мутировал, что позволило ему инфицировать людей. Инфекция SARS быстро распространилась из Китая в другие страны Азии. Также было зафиксированы и немногочисленные случаи в ряде других стран, в том числе 4 в Великобритании, и значительная вспышка в Торонто (Канада).

В итоге, в июле 2003 года пандемию атипичной пневмонии удалось взять под контроль благодаря политике изоляции людей с подозрением на заболевание и проверки всех пассажиров, путешествующих воздушным транспортом из пораженных стран, на предмет наличия у них признаков инфекции. Предпринятые меры оказались успешными в силу того, что симптомы у атипичной пневмонии были очень четкие и больных легко выявляли.

За период заражения было зарегистрировано всего 8098 случаев инфекции, из них 774 случая были смертельными. Это означает, что вирус убил примерно 1 из 10 инфицированных. Особому риску были подвержены люди старше 65 лет, причем более половины умерших от инфекции относились именно к указанной возрастной группе⁷.

Пандемия «свиного гриппа», продлившаяся с 2009 по 2010 год, очень быстро распространилась из страны в страну, потому что это был новый тип вируса гриппа, к которому лишь немногие молодые люди были невосприимчивы. Впервые вирус был обнаружен в Мексике в апреле 2009 года. Он получил известность в качестве свиного гриппа, потому что был похож на вирусы гриппа, поражающие свиней. В целом вспышка не была такой серьезной, как первоначально прогнозировалось, в основном, потому что многие пожилые люди уже были невосприимчивы к ней. Относительно небольшое количество случаев, приведших к серьезным формам заболевания или летальному исходу, было зарегистрировано в основном у детей и молодых людей, особенно у тех, у кого есть проблемы со здоровьем, и у беременных женщин.

В глобальном масштабе, по некоторым оценкам, эта пандемия стала причиной от 100.000 до 400.000 случаев смерти только за первый год. Наличие противовирусных лекарств и разработка вакцины помогли остановить ее. Так, 10 августа 2010 года ВОЗ официально объявила о прекращении пандемии⁸.

К эпидемии MERS привела вспышка воспалительного заболевания органов дыхания, вызываемого вирусом из семейства коронавирусов, получившим официальное название «коронавирус ближневосточного респираторного синдрома» (БВРС-КоВ). С сентября 2012 года в мире зафиксировано более 2250 случаев БВРС-КоВ. Примерно 850 из них закончились смертельным исходом. Все выявленные к настоящему моменту случаи были либо напрямую, либо косвенно связаны со странами Ближнего Востока. На сегодняшний день все случаи передачи вируса от человека человеку были зарегистрированы в домашних хозяйствах, местах работы или в учреждениях здравоохранения. Путь передачи в настоящее время остается неизвестным. Предполагается, что вирус имеет животное происхождение, но пока он не был обнаружен ни у одного вида животных. Конкретные формы воздействия факторов, в результате которых происходит инфицирование, также не известны⁹.

Болезнь, вызванная вирусом Эбола (БВВЭ), ранее известная как геморрагическая лихорадка Эбола, является тяжелым, часто смертельным заболеванием у людей. Вирус передается людям от диких животных и распространяется среди людей от человека к человеку. Средняя летальность от БВВЭ составляет около 50%. Летальность в прошлых вспышках колебалась в пределах 25—90%. Всего в мире зарегистрировано 26593 случая болезни, из них 11005 смертельных. Первые вспышки БВВЭ произошли в 2014 году в отдаленных деревнях Центральноафриканской Республики недалеко от тропических лесов, но самая последняя вспышка, случившаяся в Западной Африке, охватила крупные городские, а также сельские районы¹⁰.

Нынешняя пандемия коронавируса (COVID-19) вызвана новым вирусом, который быстро распространился по всему миру. COVID-19 легко передается среди людей, находящихся в тесном контакте, или через кашель и чихание. У большинства инфицированных проявляются легкие, похожие на грипп симптомы, вместе с тем, у некоторых болезнь протекает в весьма серьезной форме, а многие, увы, даже умирают¹¹.

На момент подготовки к печати данной книги, по данным сайта Ворлдометер, в мире было зарегистрировано уже почти 200 млн случаев заболевания, из которых почти 4 млн смертельных случаев¹². Смертность остается на уровне 2% в мире, а примерно 1% активных случаев болезни протекает в тяжелой форме.

ВЫВОДЫ

Эпидемиология как наука собирала по крупицам весь известный опыт, накопленный во время всех предыдущих пандемий и эпидемий. Изолировать больных, носить маски, соблюдать меры личной гигиены, строить новые больницы, лечить антибиотиками или применять вакцины — все перечисленные меры применяются и сегодня в ходе пандемии COVID-19. Более того, нынешняя сезонная (2020/2021) вакцина от гриппа включает в себя штаммы трех вирусов предыдущих пандемий, что подтверждает присутствие этих вирусов в нашей среде. Однажды придя, вирус остается с нами навсегда. И будет неудивительно, если через пару лет в сезонную вакцину от гриппа включат и штамм COVID-19. Он уже с нами навсегда!

Проект Event 201

О том, что человечество подвержено рискам появления новых биологических угроз знали и говорили многие эксперты.

Всемирный экономический форум обнародовал в начале 2019 года Отчет о глобальных рисках 2019¹³. Среди прочих рисков в нем был перечислен и пакет рисков, усугубляемых глобальными трансформациями, связанными с биологическими возбудителями.

Изменения в образе нашей жизни увеличили риск разрушительной вспышки естественного происхождения, а появляющиеся новые технологии все больше упрощают создание и запуск новых биологических угроз — намеренно либо случайно. Мир плохо подготовлен даже к умеренным биологическим угрозам, что делает нас уязвимыми к потенциально огромным воздействиям на жизнь людей, общественное благополучие, экономическую активность и национальную безопасность. Риск появления новой пандемии был отмечен среди 10 самых высоких глобальных общественных рисков.

Различные пандемические учения и упражнения проводились в последние годы для того, чтобы помочь странам подготовиться к возможной пандемии. Как мировые лидеры справятся с катастрофой стремительно развивающейся глобальной эпидемии смертельных заболеваний? Этот вопрос был ключевым во время таких учений.

Atlantic Storm — это министерские командные учения, организованные 14 января 2005 года Центром биобезопасности Медицинского центра Университета Питтсбурга, Центром трансатлантических отношений Университета Джона Хопкинса и Трансатлантической сетью биобезопасности. В учениях использовался вымышленный сценарий, моделирующий саммит трансатлантических лидеров, вынужденных отреагировать на биотеррористическую атаку. В роли трансатлантических лидеров выступали действующие и бывшие официальные лица каждой страны или организации, представленных за столом. Там собрались наблюдатели от правительств по обе стороны Атлантики, а также от частного сектора, но место встречи было спроектировано так, чтобы сосредоточить все внимание на принципах саммита и их обсуждении за столом¹⁴.

Центр безопасности здоровья Джонса Хопкинса провел 15 мая 2018 года в Вашингтоне (округ Колумбия) теоретические учения по борьбе с пандемией Clade X. Их цель заключалась в иллюстрации стратегических решений и политики на высоком уровне, которые Соединенные Штаты и весь мир должны будут проводить, чтобы предотвратить пандемию или уменьшить ее последствия в случае неудачи предотвращения¹⁵.

Одним из последних учений стало Event 201 («Событие 201»). Оно моделирует вспышку нового зоонозного коронавируса, передаваемого от летучих мышей свиньям и людям, который, в конечном счете, начинает эффективно передаваться от человека к человеку, что приводит к серьезной пандемии. Возбудитель и вызываемое им заболевание имеют значительное сходство с атипичной пневмонией, но в сообществе он в бóльшей степени передается людям с легкими симптомами.

Согласно сценарию учений, болезнь впервые проявляется на свинофермах в Бразилии. Вначале фиксируются разрозненные случаи, заболевание передается медленно, но затем распространяется все быстрее в медицинских учреждениях. Когда вирус начинает эффективно передаваться от человека к человеку в бедных густонаселенных районах отдельных мегаполисов Южной Америки, происходит вспышка эпидемии. Сначала вирус попадает посредством воздушного транспорта в Португалию, США и Китай, а затем и во многие другие страны. Хотя в самом начале отдельным государствам удается его контролировать, вирус продолжает распространяться и повторно внедряться, а, в конечном счете, ни одно из них не может удерживать пандемию под контролем.

В соответствии со сценарием учений, доступность вакцины в первый год невозможна, зато существует вымышленный противовирусный препарат, который способен помочь больным, но он, увы, существенно не ограничивает распространение болезни.

Поскольку все человеческое население восприимчиво к возбудителю болезни, в первые месяцы пандемии совокупное число случаев растет экспоненциально, удваиваясь каждую неделю. А по мере увеличения числа случаев заболевания и смерти все больше усугубляются экономические и социальные последствия.

Сценарий заканчивается через 18 месяцев, когда погибает 65 млн человек. Пандемия начинает замедляться из-за уменьшения числа восприимчивых к болезни людей. Пандемия, однако, еще будет продолжаться с некоторой скоростью до тех пор, пока не будет создана эффективная вакцина или пока 80—90% населения мира не заразится вирусом. С данного момента, вероятно, это уже будет эндемическая детская болезнь¹⁶.

Учения по борьбе с пандемией Event 201, проведенные 18 октября 2019 года, наглядно продемонстрировали ряд очень серьезных недостатков в готовности стран к пандемии, а также выявили отдельные элементы решений между государственным и частным секторами, которые потребуются для устранения соответствующих слабых сторон.

По результатам проведенных учений были разработаны Рекомендации¹⁷ для государственно-частного сотрудничества, призванные обеспечить готовность к пандемии и применение ответных мер:

Правительствам, международным организациям и предприятиям следует сейчас спланировать, каким образом основные корпоративные возможности будут использоваться во время крупномасштабной пандемии. В случае серьезной пандемии усилий государственного сектора по борьбе со вспышкой может оказаться недостаточно. Но промышленные активы, если они будут задействованы быстро и надлежащим образом, способны помочь спасти жизни и сократить экономические потери. Например, компании, деятельность которых сосредоточена на логистике, социальных сетях или системах распределения, можно будет привлечь для обеспечения возможности правительственного реагирования на чрезвычайные ситуации, информирования о рисках и распространения медицинских средств противодействия во время пандемии. Это включает в себя взаимодействие по обеспечению наличия и доступности стратегических товаров для ответных мер со стороны общественного здравоохранения. Планирование на случай непредвиденных обстоятельств для потенциального операционного партнерства между правительством и бизнесом будет сложным, также оно сопряжено со множеством юридических и организационных аспектов, которые необходимо обговорить. Правительствам следует работать сейчас, чтобы определить наиболее важные области, в которых они нуждаются в помощи, и обратиться к игрокам соответствующей отрасли с целью заключить соглашения до вспышки следующей крупной пандемии. Совет по мониторингу глобальной готовности будет располагать всеми возможностями для помощи в мониторинге и содействия усилиям, которые правительства, международные организации и предприятия должны прилагать, чтобы обеспечить готовность к пандемии и применение ответных мер.

Промышленность, правительства стран и международные организации должны работать вместе над увеличением международных резервов медицинских контрмер (ММК), чтобы обеспечить их быстрое и справедливое распределение во время серьезной пандемии. Всемирная организация здравоохранения в настоящее время располагает виртуальным запасом вакцины против гриппа, так как у нее заключены контракты с фармацевтическими компаниями, которые согласились поставлять вакцины по запросу ВОЗ. В качестве одного из возможных подходов такую модель виртуальных запасов можно расширить, чтобы увеличить возможности ВОЗ по распространению вакцин и терапевтических средств в странах, наиболее нуждающихся в них во время тяжелой пандемии. Это также должно включать любые имеющиеся запасы экспериментальных вакцин для любых патогенов программы НИОКР ВОЗ, чтобы использовать в клинических испытаниях во время вспышек заболеваний в сотрудничестве с CEPI, ГАВИ и ВОЗ. Другие подходы могут включать региональные запасы или же двусторонние либо многонациональные соглашения. Во время катастрофической вспышки страны могут не захотеть поделиться своими ограниченными медицинскими ресурсами. Следовательно, надежные международные запасы в состоянии помочь обеспечить получение необходимых запасов в странах с низким и средним уровнем ресурсов независимо от того, производят ли они такие запасы на внутреннем уровне. Страны, осуществляющие национальные поставки или располагающие внутренними производственными мощностями, должны взять на себя обязательство безвозмездно передать некоторые поставки/продукты в этот виртуальный запас. Странам надлежит поддержать эти усилия путем предоставления дополнительного финансирования.

Странам, международным организациям и глобальным транспортным компаниям необходимо взаимодействовать, чтобы поддерживать поездки и торговлю во время серьезных пандемий. Путешествия и торговля имеют большое значение для мировой экономики, а также для национальной и даже местной экономики, поэтому их следует поддерживать даже перед лицом пандемии. Потребуется усовершенствовать процесс принятия решений, обеспечить координацию и взаимодействие между государственным и частным секторами в отношении рисков, рекомендаций по поездкам, ограничений на импорт экспорт и пограничных мер. Страх и неуверенность, которые испытывали во время прошлых вспышек, даже тех, которые ограничивались национальным или региональным уровнем, иногда приводили к необоснованным пограничным мерам, закрытию предприятий, обслуживающих клиентов, запретам на импорт и отмене рейсов авиакомпаний и международного судоходства. Таким образом, особенно быстро развивающаяся и смертоносная пандемия может привести к политическим решениям об ограничении или прекращении передвижения людей и товаров, что чревато ущербом для экономики, которая и без того уязвима перед лицом вспышки. Министерства здравоохранения и другие государственные учреждения должны работать вместе с международными авиакомпаниями и глобальными судоходными компаниями, чтобы разработать реалистичные сценарии реагирования и начать процесс планирования на случай непредвиденных обстоятельств с целью смягчить экономический ущерб за счет сохранения ключевых туристических и торговых маршрутов во время крупномасштабной пандемии. Усилия, направленные на то, чтобы содействовать продолжению торговли и путешествий в таких экстремальных обстоятельствах, вероятно, потребуют, в свою очередь, усиленных мер по борьбе с болезнями и применения средств индивидуальной защиты для транспортных рабочих, государственных субсидий, чтобы поддержать важнейшие торговые маршруты и, возможно, защиту от потенциальной ответственности в определенных случаях. Международные организации, включая ВОЗ, Международную ассоциацию воздушного транспорта и Международную организацию гражданской авиации, должны стать партнерами в этих усилиях по обеспечению готовности и реагированию.

Правительствам надлежит предоставлять больше ресурсов и поддержки для разработки и быстрого производства вакцин, терапевтических средств и средств диагностики, необходимых во время серьезной пандемии. В таком случае странам могут понадобиться запасы безопасных и эффективных медицинских средств противодействия на уровне населения, включая вакцины, терапевтические средства и средства диагностики. Следовательно, для сдерживания глобальной вспышки и борьбы с ней потребуется способность быстро разрабатывать, производить, распространять и распределять большие количества ММК. Страны, располагающие достаточными ресурсами, должны значительно увеличить эти возможности. В координации с ВОЗ, CEPI, ГАВИ и другими соответствующими многосторонними и национальными механизмами необходимо инвестировать в новые технологии и промышленные подходы, которые позволят обеспечить сопутствующее распределенное производство. Это потребует, в частности, устранить правовые и нормативные барьеры.

Глобальный бизнес должен осознавать экономическое бремя пандемий и добиваться более высокой степени готовности. Наряду с наращиванием объема инвестиций в подготовку своих компаний и отраслей руководителям предприятий и их акционерам надлежит активно взаимодействовать с правительствами и ратовать за увеличение ресурсов, чтобы обеспечить готовность к пандемии. В глобальном масштабе не хватало внимания и инвестиций для подготовки к серьезным пандемиям, и бизнес в значительной степени не участвует в предпринимаемых усилиях. По большому счету это обусловлено незнанием бизнес-рисков, связанных с пандемией. Следует разработать инструменты, которые помогут крупным компаниям частного сектора прогнозировать бизнес-риски, возникающие из-за инфекционных заболеваний, и пути снижения риска посредством государственно-частного сотрудничества для повышения степени готовности. Серьезная пандемия может серьезно повлиять на здоровье персонала, бизнес-операции и движение товаров и услуг. Вспышка катастрофического уровня также чревата глубокими и долгосрочными последствиями для целых отраслей, экономики и общества, в котором работает бизнес. Хотя правительства и органы общественного здравоохранения служат первой линией защиты от стремительно развивающихся вспышек, их усилия хронически недофинансируются и лишены постоянной поддержки. Глобальным бизнес-лидерам надлежит играть гораздо более динамичную роль в качестве защитников, заинтересованных в более высокой степени готовности к пандемии.

Международные организации должны уделять первоочередное внимание уменьшению экономических последствий эпидемий и пандемий. Бóльшая часть экономического ущерба в результате пандемии, вероятно, будет вызвана контрпродуктивным поведением отдельных лиц, компаний и стран. Например, действия, которые приводят к срыву поездок и торговли или изменяют поведение потребителей, способны нанести серьезный ущерб экономике. В дополнение к другим мерам реагирования в условиях серьезной пандемии, безусловно, потребуются увеличение и переоценка финансовой поддержки пандемии, поскольку многие слои общества могут нуждаться в финансовой помощи во время или после серьезной пандемии, то же самое относится к учреждениям здравоохранения, основным предприятиям и национальным правительствам. Более того, способы освоения имеющихся в наличии средств в настоящее время ограничены. Международные медико-санитарные правила ставят во главу угла минимизацию рисков для здоровья населения и недопущение ненужного вмешательства в международные перевозки и торговлю. Но также необходимо будет определить критические узлы банковской системы, глобальной и национальной экономики, которые слишком важны, чтобы пострадать — некоторые из них также могут нуждаться в экстренной международной финансовой поддержке. Всемирному банку, Международному валютному фонду, региональным банкам развития, национальным правительствам, фондам и другим структурам следует изучить способы увеличения объема и доступности средств в условиях пандемии и обеспечить их гибкое использование там, где это необходимо.

Правительствам и частному сектору надлежит уделять больше внимания разработке методов борьбы с дезинформацией до принятия следующих ответных мер на пандемию. Правительствам необходимо будет сотрудничать с традиционными компаниями и компаниями в социальных сетях для изучения и разработки гибких подходов к борьбе с дезинформацией. Это потребует развития способности предоставлять СМИ быструю, точную и последовательную информацию. Органы общественного здравоохранения должны взаимодействовать с частными работодателями и проверенными лидерами сообществ, такими как религиозные лидеры, для распространения основанной на фактах информации среди персонала и граждан. Серьезным и влиятельным работодателям из частного сектора надлежит создавать возможности для быстрого и надежного расширения публичных сообщений, управления слухами и дезинформацией и распространения достоверной информации для того, чтобы поддерживать связи с общественностью в чрезвычайных ситуациях. Национальные агентства общественного здравоохранения должны работать в тесном сотрудничестве с ВОЗ, чтобы создать возможность для быстрой разработки и распространения последовательных сообщений о здоровье. Со своей стороны, медиа-компаниям следует взять на себя обязательство по обеспечению приоритетности сообщений из авторитетных и надежных источников, а также по борьбе с ложными сообщениями, в том числе с использованием технологий.

Достижение вышеуказанных целей потребует сотрудничества между правительствами, международными организациями и глобальным бизнесом. Если сформулированные рекомендации будут решительно выполняться, это позволит добиться значительного прогресса в деле уменьшения потенциального воздействия и последствий пандемий. Лидеров глобального бизнеса, международные организации и национальные правительства призвали предпринять амбициозные усилия по совместной работе над построением мира, более подготовленного к серьезной пандемии.

ВЫВОДЫ

О риске возникновения новой пандемии сообщалось уже неоднократно на протяжении последних 10 лет. Учения и упражнения по ответу общества в случае пандемии проводились в разных странах. Самым близким по сценарию и по мерам реагирования на нынешнюю пандемию оказалось учение Event 201, а это говорит нам о том, что мы были очень близки к истине в своих прогнозах и пытались подготовиться именно к такой пандемии. Увы, позже состоявшееся учение активно использовалось как доказательство конспирологических теорий о том, что пандемия COVID-19 создана искусственно глобалистами.

Математические модели и прогнозы в пандемиях

Математические модели во время пандемии — не просто инструмент исследования. Они уже используются в общественном здравоохранении, где дают ответы на жизненно важные вопросы: «Насколько большой будет вспышка?», «Как она будет развиваться с течением времени?» и, возможно, самое главное: «Как мы можем это контролировать?».

Однако для многих людей математические модели это «черные ящики». Такое отношение может привести к негативному восприятию моделей как нереалистичных, бесполезных или сбивающих с толку, а это означает, что ими иногда пренебрегают по сравнению с другими более традиционными методами.

Моделирование — ключевой шаг в понимании того, какие методы лечения и вмешательства могут оказаться наиболее эффективными, насколько рентабельными могут быть эти подходы и какие конкретные факторы необходимо учитывать при попытках искоренить болезнь. Полученные результаты можно использовать для управления политикой внедрения практических решений в реальном мире. Мы можем применять их для описания пространственных и временны́х моделей распространенности заболеваний, а также для изучения или лучшего понимания факторов, влияющих на заболеваемость.

Чтобы понять сложную динамику, лежащую в основе передачи болезни, эпидемиологи часто используют набор математических моделей. Эти модели, разработанные в начале XIX века, разделяют население на группы, как правило, на основе их риска или статуса инфекции. В основе указанных моделей лежит система дифференциальных уравнений, отслеживающих количество людей в каждой категории на протяжении времени.

Среди первых в мире эта проблема заинтересовала швейцарского математика Даниила Бернулли. Для определения общей эффективности вариоляции он предложил уравнение, которое описывало долю людей в каждой возрастной группе, никогда не болевших оспой и, следовательно, рискующих ею заразиться. Свое уравнение он выверял по таблице смертности, составленной Эдмундом Галлеем (прославившимся наблюдением за кометами), которая описывала, какая часть всех родившихся доживала до определенного возраста. На этой основе Бернулли смог вычислить соотношение выздоровевших и умерших к общему числу тех, кто переболел оспой. С помощью второго уравнения он подсчитал число жизней, которые можно было спасти, если бы вариоляции регулярно подвергали все население. Бернулли пришел к выводу, что при всеобщей вариоляции почти 50% новорожденных доживали бы до 25 лет. По сегодняшним меркам число удручающее, но по сравнению с показателем в 43% при свободном распространении оспы это был существенный прогресс. Он также показал, что прививка способна увеличить среднюю ожидаемую продолжительность жизни более чем на три года. Для Бернулли необходимость государственной медицинской программы борьбы с оспой была очевидна¹⁸.

В конце XIX века вспышка чумы в Индии привела к одному из самых важных открытий в истории эпидемиологии. Никто не знает точно, как эта болезнь попала в Бомбей в августе 1896 года. Наиболее вероятным объяснением, похоже, является то, что на борту торгового судна, прибывшего в Бомбей из британской колонии в Гонконге, оказались крысы, «перевозившие» блох, которые, в свою очередь, распространяют бактерию Yersinia pestis — чуму.

К маю 1897 года жесткие меры по сдерживанию распространения чумы, казалось, затушили пожар эпидемии. Однако в течение следующих 30 лет болезнь периодически возвращалась в Индию, убив более 12 млн человек.

В разгар одной из таких вспышек в 1901 году в Индию прибыл молодой шотландский военный врач Андерсон Маккендрик. За 20 лет, проведенных в Индии, он изучил инфекционные заболевания, которые могут передаваться от животных людям. Вернувшись в Шотландию, Маккендрик занял должность руководителя лаборатории Королевской медицинской коллегии Эдинбурга. Там он познакомился с биохимиком Уильямом Кермаком. Воспользовавшись данными о чуме в Бомбее, собранными Маккендриком в Индии, они создали одну из первых математических моделей распространения инфекционных болезней. Они разделили население на три основные категории в соответствии со статусом заболевания. Тех, кто еще не заболел, назвали «восприимчивыми» (Susceptible). Предполагалось, что восприимчивыми и способными к заражению рождаются все. Тех, кто заразился и был способен передать болезнь восприимчивым, назвали «инфицированными» (Infected). В третью группу, названную «выбывшие» (Removed), входили и те, кто переболел и приобрел иммунитет, и те, кто не справился с инфекцией и умер. Во всяком случае, выбывшие больше не способствовали распространению болезни. Это классическое математическое представление распространения инфекции называется моделью SIR.

Кермак и Маккендрик продемонстрировали функциональность SIR-модели, показав, что она точно воссоздает динамику заболевания чумой во время вспышки 1905 года в Бомбее. На протяжении 90 лет с момента создания SIR-модель (и ее модификации) успешно применялась для описания и профилактики всевозможных заболеваний — от лихорадки денге в Латинской Америке до европейской чумы свиней в Нидерландах и норовируса (желудочного гриппа) в Бельгии¹⁹.

Во время распространения пандемии COVID-19 в Китае начали разрабатывать и другие математические модели, учитывающие известные особые характеристики именно этого заболевания, такие как наличие инфекционных невыявленных случаев и различные медицинские и инфекционные условия госпитализированных людей. В частности, одна из моделей включает новый подход, который рассматривает долю выявленных случаев по сравнению с реальным общим числом инфицированных, что позволяет изучить важность этого соотношения для воздействия COVID-19. Модель также может оценить потребность койко-мест в больницах²⁰.

Исходя из известных характеристик пандемии COVID-19 мы предполагаем, что каждый человек находится в одном из следующих отсеков:

• Восприимчивый (susceptible): человек не инфицирован возбудителем болезни.

• Пораженный (exposed): человек находится в инкубационном периоде после заражения возбудителем болезни, у него нет видимых клинических признаков. Человек мог заразить других людей, но с меньшей вероятностью, чем люди, помещенные в инфекционные отделения. После инкубационного периода человек переходит в отсек контагиозных.

• Контагиозный (infectious): после инкубационного периода это первая часть инфекционного периода, где еще не ожидается, что никто не будет выявлен. У человека закончился инкубационный период, он способен заразить других людей, и у него появляются клинические признаки. По завершении данного периода люди в этом отсеке могут быть либо взяты под контроль органами здравоохранения (и мы классифицируем их как госпитализированные), либо не выявляться властями и оставаться заразными (но в другом отсеке).

• Контагиозный, но не выявленный (infectious but undetected): после нахождения в отсеке человек все еще может заражать других людей, у него проявляются клинические признаки, но его не выявили и о нем не сообщается властями. Предполагаем, что только люди с легкими или средними симптомами могут попасть в этот отсек, а не люди, которые умрут. После указанного периода люди из этого отсека переходят в отсек выздоровевших (recovered).

• Госпитализирован или помещен в карантин дома (hospitalized or in quarantine at home) (его выявили и власти сообщили о нем), но выздоровеет: человек находится в больнице (или на карантине дома) и все еще способен заражать других людей. По завершении этого состояния человек переходит в отсек выздоровевших (recovered).

• Госпитализирован, но умрет (hospitalized that will die): человек госпитализирован и все еще способен заразить других людей. По окончании этого состояния человек переходит в отсек скончавшихся (dead).

• Скончался от COVID-19 (dead by COVID-19): человек не пережил болезнь.

• Выздоровел после того, как ранее его выявили в качестве контагиозного (recovered after being previously detected as infectious): человека ранее определили как заразного, он пережил болезнь, больше не заразен и выработал естественный иммунитет к вирусу. Когда человек переходит в этот отсек, то остается в больнице на период выздоровления, составляющий около 10 дней (в среднем).

• Выздоровел после того, как был контагиозным, но не был выявлен (recovered after being previously infectious but undetected): человек ранее не считался контагиозным, пережил болезнь, больше не является заразным и развил естественный иммунитет к вирусу.

Власти могут применять различные меры, чтобы контролировать распространение COVID-19:

• Изоляция: инфицированные люди изолированы от контактов с другими людьми. С ними контактируют только специалисты-медики, однако происходит заражение и этих специалистов. Изолированные пациенты получают адекватное лечение, которое снижает уровень смертности от COVID-19.

• Карантин: перемещение людей в зоне происхождения инфицированного человека ограничено и контролируется (например, пункты быстрого санитарно-карантинного контроля в аэропортах), чтобы избежать распространения болезни потенциально инфицированными людьми.

• Отслеживание: целью отслеживания является выявление потенциальных заразных контактов, которые могли заразить человека или передать COVID-19 другим людям. Увеличение количества тестов позволит добиться роста процента выявляемых инфицированных людей.

• Наращивание объема санитарных ресурсов: количество койко-мест в медучреждениях и численность медперсонала, который задействован в выявление и лечение инфицированных людей, увеличивается, что приводит к уменьшению инфекционного периода для отсека контагиозных²¹.

На сегодняшний день модели эпидемии COVID-19 обычно пока еще не учитывают экономические последствия пандемии. Что касается контроля над COVID-19, то в настоящее время идут интенсивные дебаты между двумя стратегиями «подавления» и «смягчения». Политика подавления, внедренная в Китае и некоторых других странах, включает в себя самые решительные меры для резкого сокращения передачи болезни и быстрого сдерживания эпидемии за счет ущерба экономическому развитию в период борьбы со вспышками. Политика смягчения последствий, проводимая США и многими европейскими странами, предусматривает более мягкие меры для постепенного сглаживания кривой распространения инфекции и повышения коллективного иммунитета при одновременном обеспечении определенного экономического роста.

Математические модели эпидемии хорошо подходят для учета экономического воздействия COVID-19, количественной оценки взаимодействия эпидемиологических и экономических факторов и рекомендации оптимального баланса между контролем пандемии и экономическим развитием. В этом отношении комбинированная структура эпидемиологического и экономического моделирования может оказаться особенно полезной, чтобы помочь правительствам и органам здравоохранения в разработке их стратегии и политики.

В настоящее время многие детали, касающиеся экологии, генетики, микробиологии и патологии SARS-CoV-2, остаются неизвестными, что усложняет математическое моделирование. Между тем, существует ряд аспектов, связанных с COVID-19, от политических и социальных вопросов до культурных и этических стандартов, которые сложно представить в модели.

Следует признать, что математическая модель по своей природе является упрощением и приближением к реальности. Несмотря на эти оговорки, прикладные математики, те, кто занимаются медицинскими исследованиями, и ученые в области общественного здравоохранения стремятся усовершенствовать модели эпидемий и расширить свои приложения для COVID-19, а также других инфекционных заболеваний. Очевидно, что для лучшего отражения (сложной) реальности модель должна включать в себя больше факторов на более высоком уровне сложности. Хотя такая модель может оказаться потенциально более полезной в практическом смысле, важно понимать, что более высокая сложность модели обычно сопряжена с бóльшими трудностями для анализа, использования и внедрения, таким образом теряя часть или все преимущества более простой аналогичной модели. Между тем, важно отметить, что все математические модели опираются на основные гипотезы и предпосылки. Независимо от своей структуры и сложности, модель никогда не может быть лучше своих гипотез²².

ВЫВОДЫ

Первые математические модели были разработаны еще при проведении первых вариоляций. Позже во время пандемий чумы применялись принципы разделения людей на группы и расчеты моделей развития заболевания. При пандемии COVID-19 используются те же принципы, передвижение человека из одного отсека в другой — от инфицирования до излечения. Увы, не все модели оказались эффективными в нынешней пандемии.

Вакцины и движение антиваксеров

Более 200 лет назад Эдвард Дженнер провел эксперимент, заложивший основу искоренения оспы и изменивший борьбу человечества с болезнями. Оспа поразила человечество как никакая другая болезнь; стойкость и распространение заболевания не имели себе равных. Болезнь разрушила как минимум три империи. Поколения беспомощно наблюдали, как их дети умирали от болезни, как она уродовала их или лишала зрения. С разной степенью успеха предпринимались попытки сдержать оспу путем изоляции больных, а позже и с помощью вариоляции. Однако окончательное решение не было найдено до тех пор, пока работа Дженнера не была завершена. Это произошло в конце XVIII века.

Доярки, заболевшие коровьей оспой в результате контакта с коровьим выменем, сообщили Дженнеру, что они защищены от человеческой формы болезни; он прислушался к их народной мудрости и поднял ее до статуса научного факта. Дженнер не открыл вакцинацию, но он был первым, кто продемонстрировал, что такой метод обеспечивает надежную защиту от оспы. Это также стало впоследствии надежной защитой от других болезней, таких как полиомиелит, корь и столбняк новорожденных, хотя при жизни Дженнера об этом не было известно²³.

Уже в 1796 году Эдвард Дженнер продемонстрировал, что материал можно брать из участков на теле человека, пораженных пустулезным псориазом, вызванным вирусом коровьей оспы (т. е. Ортопоксвирусом, близким к вирусу натуральной оспы), и вносить в кожу другого человека, что приведет к аналогичной инфекции. Он показал, что после выздоровления человек был защищен от заражения оспой.

Ученый назвал материальный препарат вакциной — название происходило от латинского vacca, что означает корова, а технологию назвал вакцинацией. Открытие Дженнера в качестве одного из самых важных в истории медицины немедленно признали за его значение. В течение пяти лет статью ученого перевели и опубликовали на шести других языках, и вакцина начала широко применяться во многих странах Европы. Пастер в знак признания открытия Дженнера позже расширил этот термин, чтобы обозначить профилактическую прививку и другими препаратами.

Записи экспедиции де Бальмиса 1803—1806 гг. ярко описывают транспортировку вакцины морем в испанские колонии в Америке и Азии путем серийной (цепной) вакцинации детей-сирот с руки на руку²⁴.

Во время своей экспедиции на Запад доктор Бальмис использовал вакцину, которую итальянский врач отправил в 1800 году в Королевский дворец Испании в качестве подарка. Доктор Бальмис, его заместитель Дон Хосе Сальвани, их штат врачей и медсестер, а также 22 мальчика-сироты (в возрасте от 3 до 9 лет) отплыли 30 ноября 1803 года на 160-тонном корвете «Мария Пита» под командованием лейтенанта Педро дель Барко из Ла-Коруньи (Испания),

По ходатайству правящего совета Санта-Фе-де-Богота спонсором экспедиции выступил Король Испании Карлос IV (Карл де Бурбон), дочь которого заболела оспой в 1798 году. Использовать детей-сирот предложил Хосе Фелипе де Флорес, проводивший вариоляцию индейцев в Гватемале в 1780 году. Мальчиков вакцинировали во время плавания через Атлантику. Вакцинацию проводили парами с интервалом в 9—10 дней. За 3 года плавания экспедиция открыла множество центров вакцинации в Испанской Америке, на Филиппинах и в Китае²⁵.

Новая вакцина практически сразу вызвала немало скептических настроений. В этом смысле в качестве примера можно привести издававшиеся в то время плакаты, на которых вакцинаторы изображались скармливающими младенцев коровам, а люди, получившие вакцину — с выросшими бычьими мордами. Первые противники вакцин, или антиваксеры, появились в 1840 году одновременно с первыми вакцинами.

Впрочем, несмотря на скепсис, к середине XVIII века вакцина Дженнера доказала свою эффективность и практически вытеснила практику вариоляции, что убедило правительства европейских стран финансировать государственные программы бесплатной добровольной вакцинации.

Но в 1853 году после очередной эпидемии, понимая, что многие люди не спешат вакцинироваться, власти Великобритании принимают закон, обязывавший родителей прививать новорожденных детей от оспы новой вакциной. А затем в 1867 году они еще более ужесточают контроль и вводят санкции за уклонение от вакцинации в виде серьезных штрафов размером в 20 шиллингов (примерно половина средней месячной зарплаты того времени) и тюремного заключения²⁶.

Такое ужесточение на фоне не самой высокой безопасности и эффективности первой вакцины вызвало массовые недовольства и бойкотирование закона и привело в результате к первой в истории массовой антивакцинаторской акции, которая прошла 1885 году в городе Лестер. Издание The Times в выпуске от 24 марта 1885 года так написало об этих событиях:

«Широкое движение против принудительного применения обязательных положений Акта вакцинации, зародившееся в Лестере, завершилось вчера большой демонстрацией, которая была проведена очень успешно. Позиция, которую жители города заняли по этому вопросу, обусловлена множеством причин. В настоящее время уже более 5000 жителей были вызваны в суд за отказ от вакцинации».

Все это, в конечном счете, вынудило власти смягчить законодательство и спустя 4 года принять новый закон, по которому любой человек мог отказаться от вакцинации по «соображениям чести».

Со времен Лестерской демонстрации вакцины стали намного эффективнее и безопаснее, а оспа была первым заболеванием, полностью побежденным с их помощью (последний случай был зарегистрирован примерно 45 лет назад)²⁷.

Вопреки тому, что многие инфекционные болезни удалось практически свести на нет, полностью искоренить их во всех странах все еще не удается. Так, например, хотя полиомиелит и был полностью ликвидирован в Соединенных Штатах к 1979 году, а количество случаев в мире за последние 30 лет снизилось более чем в 100 тысяч раз с (350 000 в 1988 году до 33 случаев в 2018 году), его вирус все еще продолжает удерживаться в популяции, в основном из-за регионов с низким охватом вакцинацией²⁸.

Несмотря на то, что вакцинация признана одной из наиболее успешных мер общественного здравоохранения, все больше современных родителей считает вакцинацию небезопасной и ненужной. В результате действий движений против вакцинации снизились показатели благожелательного отношения людей к вакцинам и участились вспышки болезней и эпидемий, которые можно предупредить с помощью вакцин. Так, причиной многих недавних вспышек болезней, которые можно предотвратить в результате вакцинации, стали недовакцинированные или невакцинированные сообщества.

Многие исследования показали, что решения родителей соглашаться на иммунизацию своих детей или избегать ее сложные и многомерные, включая контекстуальные детерминанты, детерминанты, связанные со службами вакцинации, и индивидуальные детерминанты, такие как знания родителей, их отношения и убеждения или социально-демографические характеристики.

В то время как меньшинство родителей придерживается сильных антивакцинаторских взглядов, доля людей, не решающихся на вакцинацию, может увеличиваться; даже родители, которые делают прививки своему ребенку, могут при этом серьезно сомневаться в необходимости иммунизации или опасаться этой меры.

Противовакцинация так же стара, как и сама вакцинация, и вряд ли исчезнет. Благодаря Интернету движения против вакцинации стали более мощными чем когда-либо, они могут охватить многих родителей и повлиять на них. Несмотря на значительные усилия лишь немногие стратегии общественного здравоохранения, если таковые вообще были, успешно и надолго преуспевали в противодействии движениям против вакцинации. Настало время выйти за рамки «модели дефицита знаний» и разработать инновационные ответные меры, направленные на борьбу с антивакцинаторскими настроениями.

Первый и важный шаг к разработке эффективных стратегий — хорошее понимание как причин, так и контекстов, ведущих к сомнению и отказу от вакцины. Что же заставляет человека идти на такой риск в ущерб себе и обществу? В первую очередь следует изучить потенциальные проблемы, связанные с самими вакцинами. Родители могут переоценить непосредственные побочные эффекты вакцины, будь то сыпь, отек или болезненные ощущения. Затем они ссылаются на такие побочные эффекты в качестве веского основания для отказа от вакцинации. Это очень низкий уровень неуверенности и сомнения, но он может обернуться недостаточной иммунизацией, промедлением в применении мер по вакцинации и дальнейшими сомнениями.

Более устойчивый уровень сомнения связан с предполагаемым долгосрочным воздействием иммунизации. Несмотря на обширную медицинскую литературу, свидетельствующую об обратном, родители по-прежнему обеспокоены тем, что вакцинация АКДС и, в частности, вакцинация против кори, якобы могут привести к развитию аутизма. Обеспокоенность по поводу вакцинации против гриппа и стойкого восходящего паралича, синдрома Гийена — Барре также остается проблемой, хотя нынешний состав вакцины никогда не показывал подобной связи. Эти две проблемы уходят корнями в когнитивную ошибку предвзятого отношения к упущению. В силу такой предвзятости человек переоценивает риски, связанные с выполнением чего-либо, и, наоборот, сводит к минимуму риски, связанные с бездействием.

Ряд других общих проблем вытекает из количества необходимых вакцин. В частности, речь идет об аспектах, связанных с коротким промежутком между дозами, одновременным введением, непереносимостью вакцин иммунной системой и предлагаемым поспешным одобрением новых вакцин. Эти опасения логически обоснованы с точки зрения умозаключений. Однако они не подтверждаются медицинскими исследованиями.

Все это проливает свет на грубые знания широкой общественности о разработке вакцин и мониторинге их безопасности. Еще одна проблема, имеющая отношение к вакцинам, обусловлена тем, что успех вакцинации привел к снижению воздействия на поколения. С успехом вакцин были утеряны коллективные знания профилей последствий болезней. Из-за отсутствия непосредственного, вторичного или третьего опыта борьбы с болезнями, которые можно предупредить в результате вакцинации, в настоящее время люди порой недооценивают количество осложнений тех болезней, которые можно предотвратить с помощью вакцин. Такая нехватка коллективных знаний сама по себе может склонить чашу весов в пользу сомнений насчет вакцинации, хотя на самом деле риски вакцинации вовсе не перевешивают их преимущества.

Следующие аспекты, которые необходимо изучить, находятся на индивидуальном уровне. Они сгруппированы по расе, образованию и социально-экономическому положению. Родители с самым низким уровнем доходов и образования в бóльшей степени обеспокоены необходимостью и нежелательными последствиями вакцин.

Эта же группа, которая не может обобщать и применять высококачественную медицинскую литературу, традиционно менее доверяла медицинскому сообществу. Такие люди с бóльшей вероятностью ухватятся за внешнюю информацию, которая передается из непроверенных источников, таких как заявления знаменитостей, или через социальные сети. С появлением Web 2.0 (Facebook, Twitter, Reddit и т. д.) люди могут делиться своим опытом, будь то правда или ложь. Анализ видеороликов о вакцинации на YouTube показывает, что против вакцины выступают 32%. Почти половина видеороликов против вакцинации содержала информацию, противоречащую эталонным стандартам.

Это особенно беспокоит, поскольку Интернет теперь соперничает с врачами по медицинскому влиянию. В настоящее время данные показывают, что 16% людей ищут информацию о вакцинах в Интернете, а 70% используют то, что нашли, для оказания медицинской помощи.

Большинство веб-сайтов антивакцинаторского толка и их аргументов можно сгруппировать в «отрицательную» точку зрения. Дениализм определяется как использование аргументов, содержащих тяжелую риторику, которые создают видимость легитимности, но на самом деле стремятся отвергнуть научный консенсус. Они ищут исключительно подтверждающую информацию, отвергают другую информацию, используют логические заблуждения и сильно полагаются на ложные заключения специалистов. Простое использование этих веб-сайтов увязано с повышенным предполагаемым риском вакцин и склонностью сомневаться в вакцинах.

ВЫВОДЫ

Открытие вакцин сыграло огромную роль в победе над многими инфекционными заболеваниями. Вместе с тем, почти одновременно с открытием вакцин появились и движения, отрицающие необходимость их применения. В период пандемии COVID-19 на разработку вакцины были выделены существенные ресурсы. В рекордные сроки (меньше чем за год) удалось получить даже несколько вакцин. При этом даже в XXI веке несмотря на более высокий в целом уровень образованности населения планеты, вопреки более широкими возможностям властей информировать людей о пользе и необходимости вакцин и вакцинации, движения антиваксеров не утратили свою масштабность и мощь, причем тоже ввиду более широких возможностей продвигать свои взгляды и привлекать в свои ряды больше сторонников, которые открывают более высоким уровнем грамотности, стремительное развитие информационных технологий, Интернета и социальных сетей. Увы, соотношение сил и влияния между сторонниками вакцины и антивакцинаторами, наверное, совсем не изменилось за минувшие столетия.

Вирусы, векторы, открытие генома, коррекции генов

Вирусы — это агенты, заражающие клетки. Вирусы присутствуют почти в каждой экосистеме. Вопросы относительно вирусного происхождения и ранней эволюции всех живых организмов (бактерий, архей и эукариев) по-прежнему широко открыты, и соответствующие теории остаются спорными. Поскольку вирусы весьма разнообразны и претерпевают быстрые изменения, невозможно построить родословное древо для мира вирусов. Вместо этого семейства вирусов классифицируются в зависимости от природы их генетического материала, способа репликации, патогенности и структурных свойств.

В настоящее время вирусный мир представлен более 8 тысячами референсных геномов. Международный комитет по таксономии вирусов (ICTV) предлагает универсальную таксономическую классификацию вирусов, которая охватывает ~ 150 семейств и ~ 850 родов, при этом многие вирусы еще не классифицированы. Эта коллекция представляет собой исчерпывающий компактный набор представителей вирусов²⁹.

Метагеномный анализ показал, что вирусные сообщества в окружающей среде невероятно разнообразны. По некоторым оценкам, существует около 5000 вирусных генотипов в 200 литрах морской воды и, возможно, миллион различных вирусных генотипов в одном килограмме морских отложений. Напротив, некоторые исследования в области культивирования и молекулярные исследования показали, что вирусы перемещаются между разными биомами. Вместе эти результаты предполагают, что вирусное разнообразие может быть высоким в локальном масштабе, но относительно ограниченным в глобальном масштабе.

Вирусы — повсеместные спутники клеточных форм жизни: похоже, что каждый изученный клеточный организм имеет свои собственные вирусы или, по крайней мере, вирусоподобные эгоистичные генетические элементы. Вирусы активно перемещаются между биомами и считаются основными агентами эволюции в силу своей способности действовать как носители горизонтального переноса генов (HGT)³⁰.

Вирусы могут быть эндогенными или экзогенными. Эндогенизация ретровирусов началась в геномах млекопитающих как минимум 550 млн лет назад и продолжается до настоящего времени.

Коалы в Австралии в настоящее время подвергаются эндогенизации ретровирусом (ретровирус коалы, KoRV) в «реальном времени» и демонстрируют возможные последствия для иммунитета. В начале 1900-х годов некоторые особи были переселены на острова, в том числе на остров Кенгуру, расположенный недалеко от материковой части Австралии, в целях восстановления популяции, поскольку коалам угрожало вымирание. Сегодня бóльшая часть популяции коал инфицирована ретровирусом коалы KoRV, который тесно связан с вирусом лейкемии гиббоновых обезьян (GaLV). Тем не менее, у коал, изолированных на острове Кенгуру, отрицательный показатель KoRV, это позволяет предположить, что KoRV появился в популяции коал примерно сто лет назад. Многие зараженные коалы заболели и умерли, но некоторые популяции выработали устойчивость на протяжении около 100 лет, что соответствует примерно 10 поколениям.

Коалы, вероятно, приобрели устойчивость из-за интегрированных провирусов ДНК. Ретровирус передается как экзогенный, так и как эндогенный вирус, при этом эндогенизированные вирусы защищают продукт вирусного гена от инфекций de novo с помощью «исключения суперинфекции».

Вирусы защищают от вирусов: ретровирусы защищают клетку от новой инфекции аналогичным вирусом, обозначенным как «исключение суперинфекции» или вирусное вмешательство. Это опосредуется продуктами вирусных генов, такими как белки или нуклеиновые кислоты. Точно так же бактериофаги защищают от бактериофагов: суперинфекцию бактерий предотвращает CRISPR/Cas РНК, которая, в свою очередь, происходит от предыдущих инфекций. Механизмы защиты от вирусов и бактериофагов аналогичны. Защита вирусов или бактериофагов от суперинфекций представляет собой клеточную защиту и приобретенный иммунитет.

Лишь небольшая часть вирусов являются патогенами; большинство из них не вызывают заболеваний. Напротив, они наиболее важны как движущие силы эволюции, как передатчики генетического материала, как инновационные агенты. В частности, наиболее инновационными являются РНК-вирусы. Некоторые из них патогенные и опасные, например, ВИЧ или вирус гриппа, либо вироиды в растениях. РНК-вирусы способны меняться настолько быстро, что иммунная система хозяина неспособна противодействовать инфекции. Патогенность возникает при изменении условий окружающей среды, например, когда вирус попадает в новый организм или вид³¹.

Аденовирусы (Ad) были впервые обнаружены в 1953 году, их выделили из культур аденоидных тканей человека. С тех пор было выделено и охарактеризовано более 50 различных серотипов аденовирусов человека, и было показано, что семейство Adenoviridae состоит из множества нечеловеческих серотипов различных видов млекопитающих, птиц, рептилий, амфибий и даже рыб.

Аденовирусы были одной из первых разработанных векторных систем. Использование аденовирусов для экспрессии чужеродных генов (трансгенов) было скорее открытием, чем преднамеренной разработкой. Со времени этого первого открытия разработка аденовирусных векторов существенно продвинулась. Большая часть ранних разработок была сосредоточена на «векторизации», полученной из серотипа 5 (Ad5) и серотипа 2 (Ad2) человека.³² Ad-векторы широко используются в клинической генной терапии. Около половины, возможно, даже две трети последовательности человеческого генома состоят из более или менее полных эндогенных ретровирусов и связанных ретроэлементов.

Одной из самых потрясающих работ этого столетия стала публикация последовательности генома человека³³. Проект человеческого генома включал сначала картирование, а затем секвенирование генома человека. Первое было необходимо в то время, потому что в противном случае отсутствовала «основа» для организации фактического секвенирования или полученных данных последовательности. Карты генома человека служили «каркасом» для соединения отдельных сегментов собранной последовательности ДНК. Эти усилия по картированию генома были довольно дорогими, но в то время они были необходимы для создания точной последовательности генома. Трудно оценить размер затрат, связанных с «этапом картирования генома человека», но они определенно исчислялись многими десятками миллионов долларов (и, вероятно, даже сотнями миллионов долларов).

После начала значительного секвенирования генома человека в течение 15-месячного периода (с апреля 1999 года по июнь 2000 года) производили «черновую» последовательность генома человека³⁴.

Быстрое развитие технологий редактирования генов, произошедшее за последнее десятилетие, уже обеспечивает значительные успехи в улучшении здоровья человека. Редакторы генов используются в текущих клинических испытаниях для лечения различных заболеваний человека, включая ВИЧ, рак и заболевания крови. По мере развития инструментов редактирования генов, вероятно, появятся новые методы лечения дополнительных заболеваний. В частности, инструменты редактирования генов на основе CRISPR быстро развиваются и используются для создания различных модификаций в клетках млекопитающих, включая целевое редактирование конкретных последовательностей ДНК, активацию или репрессию представляющих интерес генов и эпигенетическое перепрограммирование клеточных идентичностей. Однако несмотря на потенциальные преимущества использования технологий редактирования генов для терапии человека необходимо лучше понять фундаментальную биологию, лежащую в основе этих технологий, чтобы обеспечить пациентам безопасные и эффективные варианты лечения. Многие инструменты CRISPR были протестированы только in vitro, и нерешенным остается вопрос об эффективности и безопасности при их использовании in vivo. Это, вероятно, будет включать сложное взаимодействие между молекулярной функцией данного инструмента в сочетании со способом доставки. Некоторые компоненты CRISPR обладают иммуногенностью у определенных людей — как мы можем разработать эти потенциальные методы лечения, чтобы минимизировать риск возникновения контрпродуктивного иммунного ответа? Инструменты редактирования генов CRISPR часто демонстрируют широко распространенные побочные эффекты, которые могут оказаться опасными, если эти методы лечения необходимы в жизненно важных органах или оказываются там непреднамеренно — как мы можем максимизировать доставку к целевым участкам тела и минимизировать накопление в нецелевых участках? Все эти вопросы в настоящее время изучаются исследовательскими группами по всему миру, а подвижки в этих областях будут иметь решающее значение для успеха методов лечения с помощью редактирования генов.

Этические проблемы также возникают в результате этой недавней волны новых инструментов редактирования генов. Этично ли редактировать развивающийся человеческий эмбрион? Кто должен принимать эти решения и кто будет их регулировать? Потребуются глобальные дискуссии, объединяющие науку и политику, чтобы управлять использованием CRISPR и редактирования генов при развитии младенцев. Более того, здоровье и болезнь часто представляют собой спектр, а не два состояния, и решения должны приниматься на основе известных или вероятных компромиссов. Редактирование генов сопряжено со значительными рисками, так что баланс между приемлемым риском и значительной выгодой следует находить в каждом случае потенциального использования. Этот баланс будет меняться по мере развития технологий, изменяя профиль риска/пользы для данной терапии.

Наконец, по мере появления новых технологий всегда существует вероятность того, что они будут случайно или умышленно использоваться неправильно. Текущая работа по выявлению и разработке анти-CRISPR, таких как та, которая входит в программу DARPA Safe Genes, уже показывает путь к разработке контрмер, которые подавляют или отменяют нежелательное редактирование генов. Технологии редактирования генов чрезвычайно мощны и обладают огромным потенциалом, они открывают новые возможности для лечения множества человеческих болезней. Поскольку количество ресурсов, выделяемых на то, чтобы добиться лучшего понимания и описания этих технологий, продолжает резко увеличиваться с каждым годом, их полноценное клиническое внедрение кажется очень близким к тому, чтобы стать реальностью³⁵.

ВЫВОДЫ

Вирусы появились раньше человека, их история насчитывает более 550 млн лет. После расшифровки человеческого генома удалось расшифровать также множество вирусов. Благодаря методам генной инженерии аденовирусы человека превратили в носителей различных белков и цепочек аминокислот, используемых для лечения многих заболеваний. Эти носители получили название векторы. На векторах сейчас разрабатывают и вакцины против COVID-19.

Искусственный интеллект, гаджеты, игры, чипы, 5G

Центральная контора комбината «Rossum’s Universal Robots». Справа дверь. В глубине сцены через окна видны бесконечные ряды фабричных зданий. Слева — другие комнаты конторы. Домин сидит за большим американским письменным столом во вращающемся кресле. На столе лампа, телефон, пресс-папье, картотечный ящик и т. д.; на стене слева — географические карты с линиями пароходных маршрутов и железных дорог, большой календарь, часы, показывающие без малого полдень; на стене справа прибиты печатные плакаты: «Самый дешевый труд — роботы Россума!», «Тропические роботы, новинка! 150 долларов штука!», «Каждый должен купить себе робота!», «Хотите удешевить производство? — Требуйте роботов Россума!» Кроме того, на стенах — другие карты, расписание пароходов, таблица с телеграфными сведениями о курсе акции и т. п. С таким украшением стен контрастируют роскошный турецкий ковер на полу, круглый столик справа, кушетка, глубокие кожаные кресла и книжный шкаф, на полках которого вместо книг стоят бутылки с вином и водкой. Слева — несгораемый шкаф. Рядом со столом Домина — столик с пишущей машинкой, на которой пишет девушка-робот Сулла³⁶.

Это пролог к научно-фантастической пьесе «Россумские Универсальные Роботы», «Р.У.Р.»), написанной Карелом Чапеком в 1920 году. Результатом создания «R.U.R.» стало появление в английском языке термина «робот».

Три закона робототехники, сформулированные ученым, популяризатором науки и гениальным писателем Айзеком Азимовым, повлияли на дальнейшее развитие некоторых течений в робототехнике и философии этого направления, если так можно выразиться. О «Трех законах» не слышал только тот, кто не имеет отношения к технике и никогда не читал научную фантастику.

Стоит отметить, что впервые «Законы» были сформулированы в научно-фантастическом рассказе «Хоровод», который был опубликован в марте 1942 года. С тех пор прошло целых 73 года (на самом же деле к моменту написания этой книги прошло почти восемь десятилетий — прим. автора), но до сих пор «законы» актуальны, и рассматриваются и современными специалистами по робототехнике, искусственному интеллекту и сопряженным дисциплинам.

Впервые рассказ был переведен на русский язык спустя 20 лет после его написания — в 1963 году. Сам Азимов упоминал законы множество раз, используя их в различных рассказах цикла «Я, робот». Кроме того, использовали эти законы и другие писатели-фантасты, а после — и ученые. Тем не менее, сейчас законы рассматриваются больше как теория, чем практика — ведь чистого «ИИ» пока что нет, а те роботы, что есть сейчас, подобные законы просто не в состоянии «понять», их система управления и обработки информации гораздо примитивнее того, что было описано Азимовым в своих работах. Для того чтобы законы можно было использовать, и робот должен быть таким же совершенным, каким его видел Азимов.

Интересно, что сам Азимов считал, что сформулировал законы в нынешнем их виде не он сам, его друг и издатель Джон Кэмпбелл, главный редактор журнала «Astounding». Кэмпбелл, в свою очередь «говорил, что он просто вычленил Законы из того, что Азимов уже написал. Сам же Азимов всегда уступал Кэмпбеллу честь авторства «Трех Законов»:

1. Робот не может причинить вред человеку или своим бездействием допустить, чтобы человеку был причинен вред.

2. Робот должен повиноваться всем приказам, которые дает человек, кроме тех случаев, когда эти приказы противоречат Первому Закону.

3. Робот должен заботиться о своей безопасности в той мере, в которой это не противоречит Первому и Второму Законам³⁷.

Американские ученые Уоррен Мак-Каллок и Уолтер Питтс в 40-х годах ХХ века предложили математическую модель нейрона мозга человека, назвав ее математическим нейроном. Согласно предложенной модели, математический нейрон весьма правдоподобно имитировал структуру и свойства своего прототипа — биологического нейрона мозга. На этом основании Мак-Каллок и Питтс высказали весьма смелое предположение, которое впоследствии легло в основу современной нейроинформатики: если математические нейроны связать между собой проводниками, имитирующими нервные волокна, то такой искусственный мозг будет способен решать интеллектуальные задачи, подобно тому, как это делает естественный человеческий мозг³⁸.

В процессе создания искусственных нейронных сетей выделяют два основных направления. Первое направление основано на моделировании человеческих рассуждений. Истоки этого приписывают Евклиду. В III веке до н. э. древнегреческий ученый Евклид написал книгу под названием «Начала». В ней он подытожил накопленные к тому времени геометрические знания и попытался дать законченное аксиоматическое изложение этой науки. Написана книга была настолько хорошо, что в течение 2000 лет всюду преподавание геометрии велось либо по переводам, либо по незначительным переработкам книги Евклида.

Продуманное и глубоко логическое изложение геометрии, данное в книге Евклида, привело к тому, что математики не мыслили возможности существования геометрии, отличной от евклидовой. Возникновение геометрических знаний, связанное с практической деятельностью людей, отразилось и в названиях многих геометрических фигур.

Еще в древности геометрия превратилась в дедуктивную, строго логическую науку, построенную на основе системы аксиом. Согласно евклидовой геометрии: есть система аксиом и есть правила логического вывода. Она непрерывно развивалась, обогащалась новыми теоремами, идеями, методами³⁹.

Таким образом, первое направление развития искусственного интеллекта было основано на воспроизведении человеческих рассуждений согласно логической модели геометрических знаний. Однако у этого направления было множество ограничений в человеческих познаниях.

Поэтому параллельно с первым направлением ИИ, основанным на воспроизведении человеческих рассуждений, развивалось и второе направление, связанное с машинным обучением. Задача машинного обучения заключается как раз в том, чтобы из экспериментально наблюдаемых фактов попытаться автоматически извлекать некое обобщенное знание, которое компьютеры смогут в дальнейшем использовать для решения новых задач за пределами тех данных, на которых происходило обучение.

И если в связи с первым направлением мы говорили о Евклиде с его строгой системой аксиом и логических построений, то в связи с машинным обучением необходимо, в первую очередь, упомянуть Декарта и его идею системы координат, где любая точка пространства может быть описана набором чисел. Благодаря Декарту, мы можем описывать геометрические объекты не только словами или рисунками, как во времена Евклида, но и в численном виде, а также в виде алгебраических выражений. Так, прямую, плоскость или сферу можно представить в виде уравнений, числовые параметры которых описывают особенности расположения и формы описываемых объектов. Эта идея «координатизации мира» и легла в основу работы систем машинного обучения⁴⁰.

Искусственный интеллект постепенно приходит во все отрасли человеческой деятельности, делая обычные программные комплексы интеллектуальными:

— Медицина и здравоохранение. Компьютерные системы ведут учет пациентов, помогают в расшифровке диагностических результатов. Например, снимки УЗИ, рентгена, томографа и другого медоборудования. Интеллектуальные системы даже могут по наличию признаков у пациента определять болезнь, предлагать оптимальные варианты лечения. В магазине приложений Гугла можно найти программы-помощники здорового образа жизни. Эти приложения считывают пульс и температуру тела при касании дисплея телефона пальцами, чтобы определить уровень стресса человека и подсказать, как его снизить.

— Розничные продажи в онлайн-магазинах. Многим уже знакома релевантная реклама Гугла и Яндекса. С ее помощью ритейлеры предлагают товары и услуги в соответствии с интересами пользователя. Например, вы посещали интернет-магазин купальников, какие-то модели рассматривали, читали характеристики и прочее. Покинув магазин, вы некоторое время будете видеть рекламу купальников на других сайтах. По схожему принципу работают блоки «похожие товары» в интернет-магазинах. Системы-аналитики изучают поведенческие метрики пользователя, определяют его покупательские пристрастия и показывают релевантные (по их мнению) предложения.

— Политика. Интеллектуальные машины помогли Бараку Обаме выиграть во второй раз президентские выборы. Для своей кампании тогда еще действующий президент США нанял лучшую команду в области анализа данных. Специалисты использовали возможности интеллектуальных машин, чтобы рассчитать наилучший день, штат и аудиторию для выступлений Обамы. По оценкам специалистов это дало перевес в 10—12%.

— Промышленность. Искусственный интеллект может анализировать данные с разных производственных участков и регулировать нагрузку на оборудование. Кроме того, интеллектуальные машины используются для прогнозирования спроса в разных отраслях промышленности.

— Игровая индустрия, образование. Искусственный интеллект активно применяется создателями игр. Умные машины, робототехника постепенно внедряются в образовательные процессы большинства государств⁴¹.

На протяжении истории человек всегда стремился к чему-то новому, более совершенному, упрощающему жизнь, создавая гаджеты. Гаджеты — это небольшие устройства, облегчающие жизнь. Самым старинным известным гаджетом являются счеты. Первые письменные сведения о счетах, сохранившиеся до наших дней, были получены от греческого историка Геродота (480—425 гг. до н. э.), который также упомянул, что древние египтяне использовали счеты. Есть непроверенная информация о том, что подобное счетам устройство использовалось в Вавилонии еще в 2400 году до н. э.⁴².

Использование счетов (абака) с бусами также было впервые зарегистрировано в Китае при династии Хань примерно в 190 году, но это слово относится к гораздо более ранним вычислительным устройствам. «Abacus» происходит от еврейского ibeq, что означает «протирать пыль», или от греческого abax, что означает «доска, покрытая пылью», оно описывает первые устройства, использованные вавилонянами. Китайская версия на протяжении веков была самым быстрым способом вычисления сумм, и в умелых руках она все еще может опережать электронные калькуляторы⁴³.

В настоящее время для удобства мы называем гаджетами почти все продвинутые технологические устройства, такие как флешка, планшет, смартфон, MP3-плеер, ноутбук и многое другое.

Что такое 5G? 5G — это мобильная сеть 5-го поколения. Это новый глобальный стандарт беспроводной связи после сетей 1G, 2G, 3G и 4G. В свою очередь 5G обеспечивает новый вид сети, которая предназначена для соединения практически всех и вся, включая машины, объекты и устройства.

Беспроводная технология 5G рассчитана для обеспечения более высокой пиковой скорости передачи данных с несколькими Гбит/с, сверхнизкой задержки, бóльшей надежности, большой пропускной способности сети, повышенной доступности и более единообразного взаимодействия с пользователем для бóльшего числа пользователей. Более высокая производительность и повышенная эффективность расширяют возможности новых пользователей и объединяют новые отрасли⁴⁴.

К концу 2019 года 5,2 млрд человек подписались на услуги мобильной связи, что составляет 67% населения мира. Все эти люди используют для подключения к сети гаджеты.

В 2019 году 4G стал доминирующей мобильной технологией во всем мире с более чем 4 млрд подключений, что составляет 52% общего числа подключений (без учета лицензированного сотового Интернета вещей). В ближайшие несколько лет количество подключений 4G продолжит расти, достигнув к 2023 году чуть менее 60% глобальных подключений.

Между тем, 5G набирает обороты: он уже запущен на 24 рынках; выпущено множество смартфонов 5G; растет осведомленность потребителей о 5G и стремление к обновлению. К 2025 году на 5G будет приходиться 20% глобальных подключений, особенно в развитых странах Азии, Северной Америки и Европы.

Операторы все чаще ищут способы увеличения доходов и сокращения расходов в условиях низкого роста, что усложняется высокими требованиями к услугам 5G (например, высокая скорость, низкая задержка и сверхнадежность). Поэтому операторам необходимо развивать свои сети (используя такие инновации, как виртуальная RAN, пограничные сети и автоматизация сети), чтобы соответствовать требованиям эпохи 5G.

Хотя увеличение скорости является общепризнанным преимуществом 5G, есть и другие улучшения, например сегментирование сети, периферийные вычисления и услуги с низкой задержкой⁴⁵.

Вы когда-нибудь слышали о Джеке Килби? В ходе этого неофициального опроса среди посетителей Музея Буллока инициаторы часто могли заметить отрешенные взгляды и постоянно повторяющийся ответ: «Я никогда о нем не слышал». Его имя, может, и не знают, но его изобретение влияет практически на каждое мгновение нашей жизни. Фактически, вы пользуетесь технологией Джека Килби, уже собственного читая эту статью.

Конец ознакомительного фрагмента.

Примечания

1

https://www.who.int/ru/emergencies/diseases/novel-coronavirus-2019/technical-guidance/naming-the-coronavirus-disease-(covid-2019)-and-the-virus-that-causes-it

2

http://www.supotnitskiy.ru/book/book3-5.htm Очерки Истории чумы, Очерк V

3

https://www.who.int/ru/news-room/spotlight/international-classification-of-diseases

4

http://www.supotnitskiy.ru/book/book3.htm#1

5

Гиппократ, «О природе человека»

6

https://www.academia.dk/MedHist/Sygdomme/PDF/Encyclopedia_of_Pestilence_Pandemics_and_Plagues.pdf

7

https://www.nhs.uk/conditions/sars/

8

https://www.nhs.uk/conditions/swine-flu/

9

https://www.euro.who.int/ru/health-topics/communicable-diseases/influenza/middle-east-respiratory-syndrome-coronavirus-mers-cov

10

https://web.archive.org/web/20150421233748/http://apps.who.int/ebola/en/about-ebola/ebola-factsheet

11

https://www.cochranelibrary.com/collections/doi/SC000040/full/ru?contentLanguage=ru

12

https://www.worldometers.info/coronavirus/

13

http://www3.weforum.org/docs/WEF_Global_Risks_Report_2019.pdf

14

https://www.centerforhealthsecurity.org/our-work/events-archive/2005_atlantic_storm/

15

https://www.centerforhealthsecurity.org/our-work/events/2018_clade_x_exercise/index.html

16

https://www.centerforhealthsecurity.org/event201/about

17

https://www.centerforhealthsecurity.org/event201/event201-resources/200117-PublicPrivatePandemicCalltoAction.pdf

18

https://globalaffairs.ru/articles/matematika-zhizni-i-smerti/

19

https://globalaffairs.ru/articles/matematika-zhizni-i-smerti/

20

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7190554/ Ivorra B, Ferrández MR, Vela-Pérez M, Ramos AM. Mathematical modeling of the spread of the coronavirus disease 2019 (COVID-19) taking into account the undetected infections. The case of China. Commun Nonlinear Sci Numer Simul. 2020;88:105303. doi:10.1016/j.cnsns.2020.105303

21

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7228347/ Wang Y, Wang Y, Chen Y, Qin Q. Unique epidemiological and clinical features of the emerging 2019 novel coronavirus pneumonia (COVID-19) implicate special control measures. J Med Virol. 2020;92 (6):568—576. doi:10.1002/jmv.25748

22

http://jphe.amegroups.com/article/view/5974/html#B10 Wang J. Mathematical models for COVID-19: applications, limitations, and potentials. J Public Health Emerg 2020;4:9.

23

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/9341063/ Barquet N, Domingo P. Smallpox: the triumph over the most terrible of the ministers of death. Ann Intern Med. 1997 Oct 15;127 (8 Pt 1):635—42. DOI: 10.7326/0003-4819-127-8_part_1-199710150-00010. Erratum in: Ann Intern Med 1998 May 1;128 (9):787. PMID: 9341063.

24

Henderson DA, Moss B. Smallpox and Vaccinia. In: Plotkin SA, Orenstein WA, editors. Vaccines. 3rd edition. Philadelphia: Saunders; 1999. Chapter 6. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK7294/

25

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/6319980/ Behbehani AM. The smallpox story: life and death of an old disease. Microbiol Rev. 1983 Dec;47 (4):455—509. doi: 10.1128/mr.47.4.455—509.1983. PMID: 6319980; PMCID: PMC281588.

26

https://www.le.ac.uk/lahs/downloads/RossPagesfromvolumeXLIIIsm-7.pdf

27

https://www.cdc.gov/smallpox/history/history.html

28

https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/poliomyelitis

29

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6563228/ Brandes N, Linial M. Giant Viruses-Big Surprises. Viruses. 2019;11 (5):404. Published 2019 Apr 30. doi:10.3390/v11050404

30

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1594570/ Koonin EV, Senkevich TG, Dolja VV. The ancient Virus World and evolution of cells. Biol Direct. 2006;1:29. Published 2006 Sep 19. doi:10.1186/1745-6150-1-29

31

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6433886/ Moelling K, Broecker F. Viruses and Evolution — Viruses First? A Personal Perspective. Front Microbiol. 2019;10:523. Published 2019 Mar 19. doi:10.3389/fmicb.2019.00523

32

https://bsmpgrodno.by/novosti/adenovirusnaya-kishechnaya-infekciya/

33

https://deepblue.lib.umich.edu/bitstream/handle/2027.42/62798/409860a0.pdf?sequence=1&isAllowed=y

34

https://www.genome.gov/about-genomics/fact-sheets/Sequencing-Human-Genome-cost

35

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7146048/ Hirakawa MP, Krishnakumar R, Timlin JA, Carney JP, Butler KS. Gene editing and CRISPR in the clinic: current and future perspectives. Biosci Rep. 2020;40 (4):BSR20200127. doi:10.1042/BSR20200127

36

https://librebook.me/r_u_r/vol1/2

37

https://habr.com/ru/post/366381/

38

https://scientificrussia.ru/articles/silnyj-iskusstvennyj-intellekt-naslednik-chelovechestva

39

http://www.vixri.com/d/Enciklopedija%20junogo%20matematika.pdf

40

https://scientificrussia.ru/articles/silnyj-iskusstvennyj-intellekt-naslednik-chelovechestva

41

https://www.calltouch.ru/glossary/iskusstvennyy-intellekt/

42

https://history-computer.com/CalculatingTools/abacus.html

43

https://techcrunch.com/2007/11/05/gadgets-that-changed-the-world/

44

https://www.qualcomm.com/invention/5g/what-is-5g

45

https://www.comnews.ru/content/207893/2020-07-03/2020-w27/kak-avtomatizaciya-seti-priblizhaet-nastuplenie-ery-intellektualnoy-5g-svyazi