Calcola epidemie e pandemie?

Nuovo modello per il calcolo della diffusione mondiale della malattia

13/12/2013

Influenza aviaria, influenza suina, SARS, EHEC - Oggi nuovi agenti patogeni umani presentano spesso il rischio di una pandemia di fronte alla connettività globale. „La diffusione globale di agenti patogeni può avere gravi conseguenze sanitarie, sociali ed economiche ed è una grande sfida per la salute della popolazione“, riporta l'Istituto Robert Koch (RKI) e l'Università Humboldt di Berlino in un comunicato stampa congiunto. Per determinare i possibili percorsi di propagazione di tali onde globali di infezione, i ricercatori guidati da Dirk Brockmann, professore alla Humboldt University di Berlino e leader del team di progetto presso il RKI, un nuovo metodo di modellazione epidemiologica hanno sviluppato che, in questo numero della rivista scientifica „scienza“ sotto il titolo „La geometria nascosta di complessi fenomeni di contagio basati sulla rete“ è presentato.

Con il supporto di scienziati del Politecnico federale di Zurigo (ETH Zurich), è stata sviluppata una nuova teoria matematica, „che migliora la comprensione della diffusione della malattia globale“, quindi il messaggio della RKI e della Humboldt University. Questo sarà il „geometria nascosta delle epidemie globali“ visibile. Il modello consente sia le dichiarazioni retrospettive che le prognosi dei percorsi di propagazione. Ad esempio, l'origine delle malattie può essere determinata in modo più preciso in futuro e allo stesso tempo prevedere quando un'epidemia potrebbe raggiungere determinati luoghi nel mondo. Generale sono simulazioni al computer che prevedono la diffusione della malattia - simile alle previsioni meteorologiche moderne - „estremamente complesso e richiede l'esatta conoscenza delle proprietà specifiche della malattia, che non sono ancora note, specialmente nei nuovi agenti patogeni“, segnalare l'Università Humboldt e il RKI.

Efficace rimozione cruciale per la diffusione della malattia
I modelli attuali per la diffusione delle epidemie hanno una debolezza significativa, dato che di solito lavorano con distanze geografiche, che non sono più rilevanti oggi, secondo le dichiarazioni di Brockmann e colleghi. „Dal punto di vista di Francoforte, ad esempio, altre grandi città come Londra o New York sono effettivamente non più lontane da luoghi geograficamente vicini come Brema o Lipsia“, quindi la posizione degli scienziati. Hanno quindi nel loro modello la distanza geografica attraverso il „distanze effettive“ sostituito, che si traduce nell'esempio del traffico aereo direttamente dai flussi di viaggio della rete del traffico aereo. „Viaggiare molte persone da A a B, quindi la distanza effettiva da A a B è piccola, poche persone viaggiano, la distanza effettiva è ottima“, spiegare i ricercatori. Secondo gli scienziati, la rete globale del traffico aereo collega oltre 4.000 aeroporti in tutto il mondo con oltre 25.000 collegamenti diretti. Oltre tre miliardi di passeggeri sono trasportati ogni anno, coprendo oltre 14 miliardi di chilometri al giorno, secondo Brockmann e colleghi.

Prevedere la diffusione di epidemie e determinare il luogo di origine
Le attuali condizioni di mobilità spesso si traducono in una diffusione globale estremamente rapida di agenti patogeni. Durante la diffusione peste nel 14 ° secolo in Europa come un fronte d'onda uniforme da sud a nord ad una velocità di quattro o cinque chilometri al giorno, raggiungendo le epidemie moderni tra 100 e 400 chilometri al giorno, ha spiegato Brockmann. Il modello ha mostrato, tuttavia, „che, contrariamente a tutte le apparenze, le epidemie moderne non differiscono fondamentalmente dai modelli storici di dispersione.“ Lo spread è oscurato solo dai modelli di mobilità modificati. Lo studio dei modelli di dispersione geografica della SARS (2003) e dell'influenza suina (H1N1; 2009) con l'aiuto della loro teoria recentemente sviluppata ha dimostrato che „I modelli di propagazione spaziotemporale complessi diventano regolari, fronti d'onda circolari che possono essere facilmente descritti matematicamente.“ I tassi di propagazione della malattia potrebbero quindi essere calcolati relativamente facilmente e potrebbe essere determinato, „quando è probabile che un fronte d'onda raggiunga qualsiasi luogo nel mondo o dove sia iniziato un evento di infezione“, quindi la conclusione degli scienziati. (Fp)

Immagine: Aka