Nehéz lesz előrejelezni a jövőbeli járványhullámokat a szegedi kutatók szerint

Magyar tanulmány fedi fel a vírusok evolúciójának kaotikus természetét – Szegedi Tudományegyetem matematikusainak kutatása szerint nehéz lesz előrejelezni a jövőbeli járványhullámokat.

A vírusok evolúciója kiszámíthatatlan folyamat, amely során a fertőzőképesség és az immunelkerülés közötti egyensúlyozás gyakran kaotikus mintázathoz vezet.

A kutatók szerint a COVID-19 járvány során tapasztalt evolúciós kiszámíthatatlanság mögött az úgynevezett „trade-off” jelenség állhat: a vírusok evolúciójuk során hol a terjedési hatékonyság, hol az immunrendszer kijátszása felé mozdulnak el. A szegedi Egészségbiztonság Nemzeti Laboratórium munkatársai – Garab Ábel, Golsa Sayyar és Röst Gergely – olyan modellt dolgoztak ki, amely e két jellemző közti dinamikát is figyelembe veszi.

„A modellünk azt mutatja be, hogyan változnak az egymással versengő vírustörzsek, miközben egyensúlyoznak a terjedési hatékonyság és az immunelkerülési képesség között” – idézte Röst Gergely szavait a Szegedi Tudományegyetem Nemzetközi és Közkapcsolati Igazgatóságának közleménye. „Meglepő módon azt találtuk, hogy ez az evolúciós huzavona nem mindig vezet kiszámítható kimenetelhez – sőt, gyakran kaotikus viselkedés a jellemző.”

Három hosszú távú evolúciós kimenet lehetséges: konvergencia, amikor a vírusvariánsok hasonló méretű hullámokat generálnak; ciklikus változás, amikor fertőzőképességük vagy immunelkerülésük váltakozva dominál; és végül a kaotikus viselkedés, amikor a jövőbeli törzsek tulajdonságai és az általuk okozott hullámok nagysága is előrejelezhetetlenné válik. Az utóbbit a kutatók úgynevezett bifurkációs diagramokkal illusztrálták, amelyek a rendszer komplexitásának növekedését mutatják be.

A kutatás központi eleme a káoszelmélet, amely azokat a rendszereket vizsgálja, ahol egyszerű szabályok is bonyolult, előrejelezhetetlen viselkedéshez vezethetnek. A pillangó-effektusként ismert érzékenység a kiinduló állapotokra azt jelenti, hogy kis változások is drámai következményekkel járhatnak. A szegedi modell szerint ez a dinamika a vírusok evolúciójában is megjelenik, hasonlóan az időjáráshoz vagy a fizikai rendszerekhez, mint a három-test probléma.

Az eredmények hatással lehetnek a jövőbeli közegészségügyi stratégiákra, mivel ha a vírusok fejlődése valóban ennyire kiszámíthatatlan, akkor a hosszú távú előrejelzések helyett inkább az alkalmazkodóképességet, a gyors reagálást és a rugalmas tervezést kell előtérbe helyezni. A kutatók szerint ez a szemléletváltás lehet a kulcs ahhoz, hogy hatékonyabban kezeljük a jövőbeli járványokat.

Az idézett tanulmány itt érhető el.