Систематический обзор математических моделей, применяемых для прогнозирования развития резистентности бактерий к антибиотикам

Аннотация

Приобретённая бактериальная резистентность является одной из важнейших причин летальности при инфекционных заболеваниях. Математическое моделирование дает возможность прогнозировать распространение резистентности и выявлять факторы, влияющие на скорость этого процесса, что, в свою очередь, открывает перспективы управления этим процессом. В ходе систематического анализа литературы было отобрано 7 моделей, характеризующихся различными подходами к оценке влияния антибиотиков на распространение резистентности. Все модели были классифицированы в соответствии с используемым подходом к исследованию резистентности в присутствии антибиотика. Было выделено 3 основных класса и один дополнительный. Класс 1 состоял из двух моделей, которые включали параметр, отвечающий за влияние антибиотика как установленную суточную дозу (defined daily dose — DDD) и характеризовались схожими математическими подходами (анализ временных рядов, регрессия). Класс 2 включал одну модель, где влияние антибиотика рассматривали через долю пациентов, получивших лечение этим антибиотиком, а сам процесс описывали с помощью дифференциальных уравнений. Класс 3 — две модели: влияние антибиотика оценивали через дозу препарата как степень подавления роста; процесс детально описывали дифференциальными уравнениями с биологической точки зрения. Класс 4 — дополнительный и состоял из моделей, интересовавших нас не столько с точки зрения математических подходов, сколько с точки зрения полученных результатов. Все модели были проанализированы внутри классов, выявлены их плюсы и минусы с точки зрения применения.