В 2020 году COVID-19 застал мир врасплох. Спустя несколько лет исследователи ищут способы предугадать следующую угрозу. Один из неочевидных вариантов — сточные воды. Зараженные пассажиры оставляют следы патогенов в туалетах авиалайнеров. После посадки эти отходы попадают в канализацию аэропортов. Если регулярно анализировать их, можно выявить вспышки болезней в любой точке мира — задолго до официальных сообщений.
Команда ученых из Северо-Восточного университета (США) смоделировала систему глобального мониторинга раннего предупреждения о вспышках заболеваний и будущих пандемий. Они использовали программу Global Epidemic and Mobility model, чтобы определить, сколько аэропортов нужно включить в сеть. Система позволяет проанализировать, как наблюдения за сточными водами в аэропортах могут обнаружить появляющиеся варианты вируса.
Исследователи тестировали разные сценарии: от сети с тысячами аэропортов до минимальных вариантов. Оказалось, что 20 стратегических хабов — это «золотая середина», через них проходит львиная доля глобального авиатрафика. Эти аэропорты связаны с крупными странами, что в случае опасности позволяет «перекрыть» основные маршруты распространения инфекций.
Например, лондонский Хитроу, парижский Шарль-де-Голль, сингапурский Чанги и дубайский Аль-Мактум. Такая сеть обнаруживает угрозы почти так же быстро, как система с тысячами аэропортов, но дешевле в 50 раз. Проще говоря, 20 крупных аэропортов — это минимальное число, при котором система остается эффективной, но не требует астрономических ресурсов.
«Зараженные пассажиры могут оставить следы патогенов в своих отходах, которые собирают сотрудники аэропортов в самолетах после приземления. Например, если такой пассажир смывает в туалете самолета носовой платок или биоматериал, остаются генетические следы патогена, которые попадают в сточные воды», — пояснил Гийом Сен-Онж (Guillaume St-Onge), ведущий автор исследования.
Модель показала: если угроза зарождается в конкретном регионе (например, Африке), сеть можно временно перестроить, добавив локальные аэропорты. Но для базового глобального покрытия достаточно 20 точек.
Статья по теме: Коронаввирус изменил международное научное сотрудничество
Система не только обнаруживает патогены. Она оценивает скорость их распространения и заразность. Например, сколько человек может инфицировать один носитель.
Однако есть нюансы. Как часто брать пробы? Как обрабатывать данные, чтобы не нарушить работу аэропортов? По мнению некоторых экспертов: ключ к успеху — международное финансирование и договоренности о конфиденциальности.
Статья по теме: Пандемия приблизила человечество к следующему этапу технологической революции
Еще одна проблема — политика. Даже если ВОЗ возглавит проект, предстоящий выход США из организации показывает, как легко можно разрушить сотрудничество.
Теоретически, создание глобальной системы раннего предупреждения о вспышках заболеваний и будущих пандемий займет годы. Ученым останется только убедить правительства крупных стран и авиакомпании в целесообразности этой сети.
С результатами исследования можно ознакомиться в статье, опубликованной в журнале Nature Medicine.