epidemiologyЭпидемиология и ВакцинопрофилактикаEpidemiology and Vaccinal Prevention2073-30462619-0494«Numicom» LLC10.31631/2073-3046-2024-23-4-12-22epidemiology-2047Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИORIGINAL ARTICLESМетодика оценки базового репродуктивного числа актуальных вариантов вируса SARS-CoV-2Methodology for Estimating the Basic Reproductive Number of Current Variants of the Virus SARS-CoV-2https://orcid.org/0000-0003-4549-7172ГерасимовА. Н.GerasimovA. N.

Андрей Николаевич Герасимов – д.ф.-м.н., ведущий научный сотрудник научной группы математических методов и эпидемиологического прогнозирования

+7 (495) 974-96-46

Москва

Andrey N. Gerasimov – Dr. Sci. (Phys.-Math.), Leading Researcher of the Scientific Group of Mathematical Methods and Epidemiological Forecasting

+7 (495) 974-96-46

andr-gerasim@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0001-5925-7757ВоронинЕ. М.VoroninE. M.

Евгений Михайлович Воронин – к.м.н., руководитель научной группы математических методов и эпидемиологического прогнозирования

Москва

+7 (495) 974-96-46

Evgenii М. Voronin – Cand. Sci. (Med.), Head of the Scientific Group of Mathematical Methods and Epidemiological Forecasting

+7 (495) 974-96-46

emvoronin@yandex.ruhttps://orcid.org/0009-0001-3560-7676МельниченкоЮ. Р.MelnichenkoI. R.

Юлия Романовна Мельниченко – младший научный сотрудник научной группы математических методов и эпидемиологического прогнозирования

Москва

+7 (495) 974-96-46

Iuliia R. Melnichenko – Junior Researcher of the Scientific Group of Mathematical Methods and Epidemiological Forecasting 

+7 (495) 974-96-46

yulya.melnichenko98@gmail.comhttps://orcid.org/0009-0000-3956-2148БереговыхР. М.BeregovykhR. M.

Роман Михайлович Береговых – аналитик научной группы математических методов и эпидемиологического прогнозирования

Москва

+7 (495) 974-96-46

Roman M. Beregovykh – Analyst of the Scientific Group of Mathematical Methods and Epidemiological Forecasting

+7 (495) 974-96-46

roman173rd@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-5524-0296ХафизовК. Ф.KhafizovK. F.

Камиль Фаридович Хафизов – к.б.н.

Москва

+7 (495) 974-96-46

Kamil F. Khafizov – Cand. Sci. (Biol.), Head of the laboratory for genomic research of Central Research Institute of Epidemiology

+7 (495) 974-96-46

khafizov@cmd.suhttps://orcid.org/0000-0002-6446-2744БрикоН. И.BrikoN. I.

Николай Иванович Брико – академик РАН, д.м.н., профессор

Москва

+7 (916) 614-08-41

Nikolay I. Briko – Аcademician of the Russian Academy of Sciences, Dr. Sci. (Med.), professor, Head of the Department of Epidemiology and Evidence–Based Medicine

+7 (916) 614-08-41

nbrico@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-4228-9044АкимкинВ. Г.AkimkinV. G.

Василий Геннадиевич Акимкин – академик РАН, д.м.н., профессор, директор

Москва

+7 (495) 974-96-46

Vasily G. Akimkin – Аcademician of the Russian Academy of Sciences, Dr. Sci. (Med.), professor, Director

+7 (495) 974-96-46

crie@pcr.ruФБУН «Центральный НИИ эпидемиологии» РоспотребнадзораРоссияCentral Research Institute of Epidemiology of the Federal Service on Customers' Rights Protection and Human Well-being Surveillance (CRIE)Russian FederationФГАОУ ВО Первый МГМУ им. И.М. Сеченова Минздрава России (Сеченовский Университет)РоссияI.M. Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University)Russian Federation2024060920242341222Copyright © Герасимов А.Н., Воронин Е.М., Мельниченко Ю.Р., Береговых Р.М., Хафизов К.Ф., Брико Н.И., Акимкин В.Г., 20242024Герасимов А.Н., Воронин Е.М., Мельниченко Ю.Р., Береговых Р.М., Хафизов К.Ф., Брико Н.И., Акимкин В.Г.Gerasimov A.N., Voronin E.M., Melnichenko I.R., Beregovykh R.M., Khafizov K.F., Briko N.I., Akimkin V.G.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.epidemvac.ru/jour/article/view/2047

Актуальность. Высокая заразность и мутагенность SARS-CoV-2 в сочетании с относительной кратковременностью сохранения иммунного ответа означает, что проблема контроля заболеваемости COVID-19 и далее будет актуальной. Для планирования противоэпидемических мероприятий нужно знать количественную величину базового репродуктивного числа (R0), однако имеющиеся методики позволяют оценить его только для первого варианта SARS-CoV-2. В связи с этим актуальна разработка методик оценки R0 для актуальных вариантов возбудителя COVID-19 по скорости смены одного варианта другим. Цель. Количественная оценка базового репродуктивного числа (R0) для вариантов вируса SARS-CoV-2, доминировавших в разные периоды пандемии COVID-19, а также создание методики, позволяющей оценить контактное число сменяющих друг друга вариантов других патогенов, включая как вирусы, так и бактерии. Материалы и методы. Используется модификация SIR-модели для двух вариантов SARS-CoV-2 и фактические данные о заболеваемости COVID-19 и результатах секвенирования вируса, выделенного в Москве. Результаты. Получено, что для варианта SARS-CoV-2 Дельта R0 было около 10, а для актуальных вариантов Омикрон оно превышает 30. Обсуждение. В отличие от имеющихся предлагаемая методика позволяет оценивать базовое репродуктивное число в условиях проведения противоэпидемических мероприятий, а также с учетом динамики заболеваемости в популяции с коллективным иммунным и типа циркулирующего вируса патогена. Заключение. Предложенная методика позволяет оценить изменение базового репродуктивного числа возбудителя COVID-19 по скорости вытеснения одного варианта SARS-CoV-2 другим

Relevance. The high infectivity and mutagenicity of SARS-CoV-2, combined with the relative short duration of the immune response, means that the problem of controlling the incidence of COVID-19 will continue to be relevant. Aims. To plan anti-epidemic measures, you need to know the quantitative value of the basic reproductive number (R0), however, the available methods for estimating the R0 made it possible to estimate it only for the initial version of SARS-CoV-2. In this regard, the task was set to develop a method for estimating R0 for current pathogen variants based on the rate of change from one variant to another, including both viruses and bacteria. Materials and methods. A modification of the SIR model for two variants of SARS-CoV-2 and actual data on the incidence of COVID-19 and the results of sequencing the virus SARS-CoV-2 isolated in Moscow are used. Results. It was found that for the SARS-CoV-2 Delta variant R0 was about 10, and for the current Omicron variants it exceeds 30. Discussion. In contrast to existing methods, the proposed method allows one to estimate R0 in the context of anti-epidemic measures, as well as by the dynamics of morbidity in a population with a collective immune status, taking into account the typical structure of the circulating SARS-CoV-2. Conclusion. The proposed method makes it possible to estimate the change in the basic reproductive number of the SARS-CoV-2 based on the rate of displacement of one variant by another

варианты SARS-CoV-2оценка базового репродуктивного числа R0version of SARS-CoV-2basic reproductive numberReferencesMsemburi W, Karlinsky A, Knutson V, et al. The WHO estimates of excess mortality associated with the COVID-19 pandemic. Nature. 2023. Vol. 613, N7942. P. 130–137.Msemburi W, Karlinsky A, Knutson V, et al. The WHO estimates of excess mortality associated with the COVID-19 pandemic. Nature. 2023;613(7942):130–137. doi: 10.1038/s41586-022-05522-2.Wei X, Li L, Zhang F. The impact of the COVID-19 pandemic on socio-economic and sustainability. Environ Sci Pollut Res Int. 2021. Vol. 28, N48. P. 68251–68260.Wei X, Li L, Zhang F. The impact of the COVID-19 pandemic on socio-economic and sustainability. Environ Sci Pollut Res Int. 2021;28(48):68251–68260. doi: 10.1007/s11356-021-14986-0.Dubey S, Biswas P, Ghosh R, et al. Psychosocial impact of COVID-19. Diabetes Metab Syndr. 2020. Vol. 14, N5. P. 779–788.Dubey S, Biswas P, Ghosh R, et al. Psychosocial impact of COVID-19. Diabetes Metab Syndr. 2020;14(5):779–788. doi: 10.1016/j.dsx.2020.05.035.Izadi N, Taherpour N, Mokhayeri Y, et al. Epidemiologic Parameters for COVID-19: A Systematic Review and Meta-Analysis. Med J Islam Repub Iran. 2022. Vol. 19, N36. P. 155.Izadi N, Taherpour N, Mokhayeri Y, et al. Epidemiologic Parameters for COVID-19: A Systematic Review and Meta-Analysis. Med J Islam Repub Iran. 2022;19(36):155. doi: 10.47176/mjiri.36.155.Popova AY, Smirnov VS, Andreeva EE, et al. SARS-CoV-2 Seroprevalence Structure of the Russian Population during the COVID-19 Pandemic. Viruses. 2021. Vol. 13, N8. P. 1648.Popova AY, Smirnov VS, Andreeva EE, et al. SARS-CoV-2 Seroprevalence Structure of the Russian Population during the COVID-19 Pandemic. Viruses. 2021;13(8):1648. doi: 10.3390/v13081648.Акимкин В. Г., Семененко Т.А., Углева С. В. и др. COVID-19 в России: эпидемиология и молекулярно-генетический мониторинг. Вестник Российской академии медицинских наук. 2022. Т. 77, № 4. С.254–260.Akimkin, V.G.; Semenenko, T.A.; Ugleva, S.V. et al. COVID-19 in Russia: epidemiology and molecular genetic monitoring. Vestnik Rossiiskoi Akademii Meditsinskikh Nauk; 2022;77(4):254–260 (In Russ). doi: 10.15690/vramn2121Lim SY, Park S, Kim JY, et al. Comparison of Waning Neutralizing Antibody Responses Against the Omicron Variant 6 Months After Natural Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2 Infection (With or Without Subsequent Coronavirus Disease 2019 [COVID-19] Vaccination) Versus 2-Dose COVID-19 Vaccination. Clin Infect Dis. 2022. Vol. 75, N12. P. 2243–2246.Lim SY, Park S, Kim JY, et al. Comparison of Waning Neutralizing Antibody Responses Against the Omicron Variant 6 Months After Natural Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2 Infection (With or Without Subsequent Coronavirus Disease 2019 [COVID-19] Vaccination) Versus 2-Dose COVID-19 Vaccination. Clin Infect Dis. 2022;75(12):2243–2246. doi: 10.1093/cid/ciac435.Ahmed S, Shemanto M, Azhari H, et al. Estimation of the doubling time and reproduction number for COVID-19. Comput Methods Biomech Biomed Engin. 2022. Vol. 25, N6. P. 668–674.Ahmed S, Shemanto M, Azhari H, et al. Estimation of the doubling time and reproduction number for COVID-19. Comput Methods Biomech Biomed Engin. 2022;25(6):668– 674. doi: 10.1080/10255842.2021.1972292.Zhou H, Møhlenberg M, Thakor JC, et al. Sensitivity to Vaccines, Therapeutic Antibodies, and Viral Entry Inhibitors and Advances To Counter the SARS-CoV-2 Omicron Variant. Clin Microbiol Rev. 2022. Vol. 35, N3. e0001422.Zhou H, Møhlenberg M, Thakor JC, et al. Sensitivity to Vaccines, Therapeutic Antibodies, and Viral Entry Inhibitors and Advances To Counter the SARS-CoV-2 Omicron Variant. Clin Microbiol Rev. 2022;35(3):e0001422. doi: 10.1128/cmr.00014-22.Wang Y, Lu G, Du J. Calibration and prediction for the inexact SIR model. Math Biosci Eng. 2022. Vol. 19, N3. P. 2800–2818.Wang Y, Lu G, Du J. Calibration and prediction for the inexact SIR model. Math Biosci Eng. 2022;19(3):2800–2818. doi: 10.3934/mbe.2022128.Gerasimov A, Lebedev G, Lebedev M, et al. COVID-19 Dynamics: A Heterogeneous Model. Front Public Health. 2021 N8. P. 558368.Gerasimov A, Lebedev G, Lebedev M, et al. COVID-19 Dynamics: A Heterogeneous Model. Front Public Health. 2021;8:558368. doi: 10.3389/fpubh.2020.558368.Герасимов А.Н. Модели и статистический анализ в эпидемиологии статистических заболеваний. Тихоокеанский медицинский журнал. 2019. Т.3, №77. С. 80– 83.Gerasimov A. Models and statistical analysis in epidemiology of infectious diseases. Pacific Medical Journal. 2019;3(77):80–83. (In Russ). doi: 10.17238/PmJ1609-1175.2019.3.80–83Guerra FM, Bolotin S, Lim G, et al. The basic reproduction number (R0) of measles: a systematic review. Lancet Infect Dis. 2017. Vol. 17, N12. e420–e428.Guerra FM, Bolotin S, Lim G, et al. The basic reproduction number (R0) of measles: a systematic review. Lancet Infect Dis. 2017;17(12):e420-e428. doi: 10.1016/S1473- 3099(17)30307-9.Narasimha M. Beeraka, Sukocheva OA, Lukina E, et al. Development of antibody resistance in emerging mutant strains of SARS CoV‐2: Impediment for COVID‐19 vaccines. Rev Med Virol. 2022. Vol. 32, N5. e2346Narasimha M. Beeraka, Sukocheva OA, Lukina E, et al. Development of antibody resistance in emerging mutant strains of SARS CoV‐2: Impediment for COVID‐19 vaccines. Rev Med Virol. 2022;32(5):e2346. doi: 10.1002/rmv.2346

The authors declare that there are no conflicts of interest present.