У статті представлено оцінку ефективності різних стратегій
вакцинації проти вірусу папіломи людини (ВПЛ) з метою профілактики раку
шийки матки в Україні, де це захворювання залишається однією з провідних
причин смертності. Актуальність роботи зумовлена необхідністю оптимізації
Національного календаря щеплень на основі доказових прогнозів.
Використовуючи метод агентно-орієнтованого моделювання (ABM),
реалізований у середовищі Python, було створено стохастичну симуляцію
динаміки розповсюдження високоонкогенних типів інфекції у закритій популяції
з 10 000 агентів протягом 50 років. Модель враховує індивідуальні характеристики агентів, ймовірність передачі вірусу, його елімінації та ризики малігнізації
при тривалій персистенції. Для забезпечення статистичної достовірності
результати усереднювалися за 30 незалежними прогонами. Застосування
агентно-орієнтованого підходу дозволило вийти за межі статичних оцінок і
простежити складну нелінійну динаміку епідеміологічного процесу, що надає
інструментарій для прогнозування віддалених наслідків профілактичних втручань, недоступних для прямих клінічних спостережень.
У дослідженні порівнювалися три ключові сценарії: базовий (відсутність
вакцинації), традиційна стратегія вакцинації лише дівчат (віком 12 років,
охоплення 70%) та стратегія гендерно-нейтральної вакцинації (дівчата — 70%,
хлопці — 50%). Результати моделювання показали, що у порівнянні з нульовим
сценарієм стратегія вакцинації лише дівчат знижує загальну поширеність ВПЛ
на 20,7% та кумулятивну кількість випадків раку на 21,5%. Однак такий підхід
залишає значні ризики інфікування через контакти з невакцинованими партнерами. Водночас, найбільш ефективною виявилася гендерно-нейтральна
стратегія, яка забезпечила зниження поширеності інфекції на 30,14% та
випадків онкології на 28,5%. Такий результат досягається завдяки формуванню стійкого колективного імунітету та зменшенню циркуляції вірусу в
популяції через скорочення резервуара інфекції серед чоловіків. Дослідження
підтверджує доцільність залучення хлопців до державних програм імунізації як
необхідну умову для довгострокового контролю захворюваності та зниження
тягаря онкологічних патологій.
The article presents an evaluation of the effectiveness of various
vaccination strategies against human papillomavirus (HPV) for the prevention of
cervical cancer in Ukraine, where this disease remains one of the leading causes of
mortality. The relevance of the work is driven by the need to optimize the National
Vaccination Calendar based on evidence-based forecasts.
Using the agent-based modeling (ABM) method implemented in the Python
environment, a stochastic simulation of the spread dynamics of high-risk infection
types was created within a closed population of 10,000 agents over 50 years. The model
takes into account individual agent characteristics, the probability of virus
transmission, its clearance, and malignancy risks during long-term persistence. To
ensure statistical reliability, the results were averaged over 30 independent runs. The
application of the agent-based approach allowed moving beyond static estimates and
tracing the complex non-linear dynamics of the epidemiological process, providing a
toolkit for predicting long-term consequences of preventive interventions unavailable
to direct clinical observations. The study compared three key scenarios: baseline (no
vaccination), traditional girls-only vaccination strategy (aged 12 years, 70% coverage),
and gender-neutral vaccination strategy (girls — 70%, boys — 50%). The simulation
results showed that, compared to the null scenario, the girls-only vaccination strategy
reduces the overall HPV prevalence by 20.7% and the cumulative number of cancer
cases by 21.5%. However, this approach leaves significant infection risks due to
contacts with unvaccinated partners. At the same time, the gender-neutral strategy
proved to be the most effective, providing a reduction in infection prevalence by30.14% and oncology cases by 28.5%. This result is achieved through the formation of
robust herd immunity and reduced virus circulation in the population by shrinking the
infection reservoir among men. The study confirms the feasibility of including boys in
state immunization programs as a necessary condition for long-term disease control
and reducing the burden of oncological pathologies.
