Моделирование инфицирования в локальной атмосфере, зараженной вирусом SARS-COV-2. Стационарная концентрация вирионов

Abstract

Представлена математическая модель инфицирования вирусом COVID-19 при абсорбции вирионов из локальной атмосферы. В стандартную эпидемиологическую модель включены новые слагаемые, учитывающие начальный иммунитет и поток микрочастиц патогена из окружающей среды в организм. Показано, что иммунитет уменьшает степень поражения клеток организма и увеличивает интервал времени между началом инфицирования и взрывным ростом концентрации микрочастиц патогена. Начальный иммунитет обеспечивает критическую начальную концентрацию вирионов в организме, превышение которой приводит к интенсивному росту концентрации микрочастиц вируса. При начальной концентрации вирионов меньше критического значения вирус в организме вырождается. Результаты расчетов по модифицированной модели сопоставляются с экспериментальными данными. На начальной стадии инфицирования найдено аналитическое решение, описывающее рост концентрации патогена в организме при постоянном потоке вирионов из атмосферы. Найдено критическое значение потока вирионов из атмосферы, превышение которого приводит к монотонному росту концентрации клеток патогена. Предложена математическая модель вакцинации, снижающей вероятность поражения клеток организма микрочастицами вируса. Проиллюстрированы различные сценарии развития вирусной инфекции в организме индивида, эвакуированного из атмосферы, зараженной вирусом.