МОДЕЛИРОВАНИЕ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ВИЧ-ИНФЕКЦИИ В МЕГАПОЛИСЕ НА ПРИМЕРЕ САНКТ-ПЕТЕРБУРГА
|
Список сокращений 3
Введение 4
Глава I. Обзор литературы 7
1.1. Ситуация с ВИЧ инфекцией 7
1.2 Эпидемический процесс ВИЧ инфекции 10
1.3. Моделирование ВИЧ инфекции 12
ГЛАВА II. Материалы и методы 18
2.1. Источники данных 18
2.2. Используемые данные 20
2.3. Свойства модели социальной дезадаптации 23
2.4. Методика определения класса региона 25
Глава III. Расчет результатов 27
3.1. Расчет исходных данных 27
3.2. Расчет коэффициентов модели 29
3.3. Результаты моделирования 30
Глава IV. Анализ полученных результатов 33
4.1. Анализ коэффициентов 33
4.2. Анализ данных моделирования 37
4.3. Определение класса региона 45
4.4 Сравнение данных различных регионов. 46
Заключение 49
Выводы 51
Практические рекомендации 52
Список литературы 53
Приложения 59
Введение 4
Глава I. Обзор литературы 7
1.1. Ситуация с ВИЧ инфекцией 7
1.2 Эпидемический процесс ВИЧ инфекции 10
1.3. Моделирование ВИЧ инфекции 12
ГЛАВА II. Материалы и методы 18
2.1. Источники данных 18
2.2. Используемые данные 20
2.3. Свойства модели социальной дезадаптации 23
2.4. Методика определения класса региона 25
Глава III. Расчет результатов 27
3.1. Расчет исходных данных 27
3.2. Расчет коэффициентов модели 29
3.3. Результаты моделирования 30
Глава IV. Анализ полученных результатов 33
4.1. Анализ коэффициентов 33
4.2. Анализ данных моделирования 37
4.3. Определение класса региона 45
4.4 Сравнение данных различных регионов. 46
Заключение 49
Выводы 51
Практические рекомендации 52
Список литературы 53
Приложения 59
В Российской Федерации заболеваемость ВИЧ инфекцией достигла состояния эпидемии. Общее число инфицированных на конец 2018 года во всех регионах составляет 896 075 согласно данным Минздрава и 1 007 369 про данным Роспотребнадзора. Причиной различия данных является разный подход в составлении групп: Роспотребнадзор учитывает суммарное количество случаев, выявленных в ходе скрининга, Минздрав учитывает только тех, кто обратился с документами по факту обнаружения инфекции в ходе скрининга. Пораженность населения страны составляет 679,5 на 100 тыс. населения. Растет число регионов с высокой пораженностью (более 0.5% населения) с 22 в 2014 до 35 в 2018. Санкт-Петербург относится к группе наиболее пораженных ВИЧ инфекцией субъектов: 994,5 на 100 тыс. населения. [7] В Санкт-Петербурге суммарное количество заболевших составляет 57420, заболеваемость составляет 31,4 на 100 тысяч населения [6]. 25% и инфицированных не знают о наличии заболевания [5] При этом особое внимание необходимо обратить на растущую заболеваемость в стране, несмотря на проводимую профилактическую и лечебную работу. По данным ВОЗ, РФ является лидером по заболеваемость в Европе [11]. Для борьбы с распространением ВИЧ инфекции в мире был принят концепт "90-90-90", 90% людей, живущих с ВИЧ, знают свой статус, 90% из них должны принимать АРВТ, 90% из них должны иметь неопределяемую вирусную нагрузку. Однако, согласно последним исследованиям, этот принцип не оправдался [43], и перед мировым сообществом снова встал вопрос, как именно можно остановить распространение данной инфекции.
Поскольку на данный момент ВИЧ инфекция не излечима за исключением 3 известных пациентов[44], для борьбы с распространением инфекции необходимо проводить в первую очередь противоэпидемические мероприятия профилактического характера. Однако для полного понимания всех групп риска, источников инфицирования, миграции внутри этих групп необходимы данные об эпидемическом процессе, который можно описать в виде модели. Видов данных моделей представлено большое количество, эти модели различаются по точности, по структуре, по применимости. Но многие из этих моделей не применимы в условиях РФ и СНГ ввиду разной структуры групп риска и путей передачи [33, 34]
Цель исследования
Улучшить качество прогнозирования и учета распространения ВИЧ инфекции. Создать оптимальную модель эпидемического процесса распространения ВИЧ инфекции в городе Санкт-Петербург, а также выявить влияние различных факторов на процесс с целью формирования оптимального плана борьбы с данным заболеванием.
Задачи исследования
1. Проанализировать виды моделей и определить наиболее походящую.
2. Описать изменения статистических показателей в период эпидемического процесса (заболеваемость, пораженность) на территории Санкт-Петербурга.
3. Оценить влияние доступных для изменения факторов на распространение ВИЧ в городе Санкт - Петербург.
4. Определить качественную структуру эпидемического процесса по путям передачи.
5. Изучить прогноз распространения ВИЧ инфекции на интервале до 2020 года.
6. Дать рекомендации по дальнейшей работе с ВИЧ инфекцией.
Научная новизна
Впервые проведено математическое моделирование распространения ВИЧ инфекции в рамках города Санкт-Петербург. Выявлены скрытые динамические процессы в группе ВИЧ инфицированных. Проанализирована эффективность применения антиретровирусной терапии, определены основные факторы риска распространения ВИЧ инфекции,. Показана эффективность применения методов математического моделирования инфекционного процесса в мегаполисе.
Практическая значимость
Создана эффективная модель распространения ВИЧ инфекции, выявлены недостатки работы статистических служб по данному заболеванию, показана эффективность применения антиретровирусной терапии, определены социальные группы, с которыми необходима дополнительная работа по нераспространению ВИЧ инфекции.
Объем и структура работы.
Дипломная работа изложена на 65 страницах машинописного текста, состоит из введения, обзора литературы, описания материала и методов исследования, результатов собственных исследований, анализа полученных результатов, заключения, выводов и рекомендаций. Работа содержит 7 таблиц, 7 графиков, 4 рисунка, 1 схему, 10 приложений. Библиографический указатель включает 61 источник (18 отечественных и 43 зарубежных).
Поскольку на данный момент ВИЧ инфекция не излечима за исключением 3 известных пациентов[44], для борьбы с распространением инфекции необходимо проводить в первую очередь противоэпидемические мероприятия профилактического характера. Однако для полного понимания всех групп риска, источников инфицирования, миграции внутри этих групп необходимы данные об эпидемическом процессе, который можно описать в виде модели. Видов данных моделей представлено большое количество, эти модели различаются по точности, по структуре, по применимости. Но многие из этих моделей не применимы в условиях РФ и СНГ ввиду разной структуры групп риска и путей передачи [33, 34]
Цель исследования
Улучшить качество прогнозирования и учета распространения ВИЧ инфекции. Создать оптимальную модель эпидемического процесса распространения ВИЧ инфекции в городе Санкт-Петербург, а также выявить влияние различных факторов на процесс с целью формирования оптимального плана борьбы с данным заболеванием.
Задачи исследования
1. Проанализировать виды моделей и определить наиболее походящую.
2. Описать изменения статистических показателей в период эпидемического процесса (заболеваемость, пораженность) на территории Санкт-Петербурга.
3. Оценить влияние доступных для изменения факторов на распространение ВИЧ в городе Санкт - Петербург.
4. Определить качественную структуру эпидемического процесса по путям передачи.
5. Изучить прогноз распространения ВИЧ инфекции на интервале до 2020 года.
6. Дать рекомендации по дальнейшей работе с ВИЧ инфекцией.
Научная новизна
Впервые проведено математическое моделирование распространения ВИЧ инфекции в рамках города Санкт-Петербург. Выявлены скрытые динамические процессы в группе ВИЧ инфицированных. Проанализирована эффективность применения антиретровирусной терапии, определены основные факторы риска распространения ВИЧ инфекции,. Показана эффективность применения методов математического моделирования инфекционного процесса в мегаполисе.
Практическая значимость
Создана эффективная модель распространения ВИЧ инфекции, выявлены недостатки работы статистических служб по данному заболеванию, показана эффективность применения антиретровирусной терапии, определены социальные группы, с которыми необходима дополнительная работа по нераспространению ВИЧ инфекции.
Объем и структура работы.
Дипломная работа изложена на 65 страницах машинописного текста, состоит из введения, обзора литературы, описания материала и методов исследования, результатов собственных исследований, анализа полученных результатов, заключения, выводов и рекомендаций. Работа содержит 7 таблиц, 7 графиков, 4 рисунка, 1 схему, 10 приложений. Библиографический указатель включает 61 источник (18 отечественных и 43 зарубежных).
ВИЧ инфекция является социально значимым заболеванием. Россия входит в четверку лидеров по заболеваемости ВИЧ инфекцией. Инфекция перешла эпидемический порог, после которого происходит значительный рост заболеваемости в общей популяции. Несмотря на то, что основными группами риска заражения считались больные наркоманией, мужчины, практикующие гомосексуальными контактами и работники коммерческого секса, передача вируса половым путем ставит в группу риска всю популяцию.
Статистическая служба по данному заболеванию была налажена только в 2000, в связи с чем первый период распространения заболевания оказался недоступным для детального анализа. Применение моделей зарубежных авторов для описания всей динамики распространения оказалось безуспешным и не соответствовало имеющимся данным.
В данной работе произведено моделирование распространения ВИЧ инфекции на основании модели социальной дезадаптации населения, которая учитывает специфику структуры российской популяции и происходящих в ней процессов.
По результатам проведенного исследования удалось выявить, что основным фактором распространения ВИЧ инфекции в Санкт-Петербурге в начале процесса была наркомания и социально-дезадаптированные слои населения. В последующем процесс перешел к внутреннему перераспределению доли инфицированных различных групп, сначала перейдя в группу мост, а затем в основную популяцию. Важным моментом является отсутствие видимых статистических данных о данном процессе.
В данных модели процесс перехода эпидемического порога обладал более ранними, преддикторными показателями: начало превышения распространенности в основной популяции над распространенностью в группе-мост, а также переход роста численности инфицированных в основной группе из линейного в экспоненциальный.
Важным аспектом является возможность оценки эффективности АРВ терапии, с началом применения которой рост распространенности стал отличаться от модельных данных и стал уменьшаться, в то время как модельные данные продолжали расти. Этот факт позволяет говорить об успешности применения данного метода.
Также при оценке исходных данных для моделирования удалось выявить показатели, характеризующие популяцию, согласно имеющимся данным. При анализе этих данных были выявлены факторы, ускоряющие рост эпидемии (наркомания, промискуитет) и сдерживающие его (алкоголизм).
Выявлены аномалии в работе различных государственных статистических служб. В территориальном центре СПИД и статистических формах №61 Минздрава РФ выявлены аномалии численности, расходящиеся с данными Федерального центра СПИД. При этом модельные данные на основании данных Федерального центра СПИД близко кореллировали со всеми наборами данных до периода начала активного применения АРВТ.
Статистическая служба по данному заболеванию была налажена только в 2000, в связи с чем первый период распространения заболевания оказался недоступным для детального анализа. Применение моделей зарубежных авторов для описания всей динамики распространения оказалось безуспешным и не соответствовало имеющимся данным.
В данной работе произведено моделирование распространения ВИЧ инфекции на основании модели социальной дезадаптации населения, которая учитывает специфику структуры российской популяции и происходящих в ней процессов.
По результатам проведенного исследования удалось выявить, что основным фактором распространения ВИЧ инфекции в Санкт-Петербурге в начале процесса была наркомания и социально-дезадаптированные слои населения. В последующем процесс перешел к внутреннему перераспределению доли инфицированных различных групп, сначала перейдя в группу мост, а затем в основную популяцию. Важным моментом является отсутствие видимых статистических данных о данном процессе.
В данных модели процесс перехода эпидемического порога обладал более ранними, преддикторными показателями: начало превышения распространенности в основной популяции над распространенностью в группе-мост, а также переход роста численности инфицированных в основной группе из линейного в экспоненциальный.
Важным аспектом является возможность оценки эффективности АРВ терапии, с началом применения которой рост распространенности стал отличаться от модельных данных и стал уменьшаться, в то время как модельные данные продолжали расти. Этот факт позволяет говорить об успешности применения данного метода.
Также при оценке исходных данных для моделирования удалось выявить показатели, характеризующие популяцию, согласно имеющимся данным. При анализе этих данных были выявлены факторы, ускоряющие рост эпидемии (наркомания, промискуитет) и сдерживающие его (алкоголизм).
Выявлены аномалии в работе различных государственных статистических служб. В территориальном центре СПИД и статистических формах №61 Минздрава РФ выявлены аномалии численности, расходящиеся с данными Федерального центра СПИД. При этом модельные данные на основании данных Федерального центра СПИД близко кореллировали со всеми наборами данных до периода начала активного применения АРВТ.