Анализ параметров паразитарной системы клещевого энцефалита в окрестностях новосибирска и их влияния на заболеваемость населения с 1980 по 2010 г.

Для анализа паразитарной системы клещевого энцефалита (КЭ) учет численности, отлов клещей и мелких млекопитающих в лесопарковой зоне Новосибирского научного центра (ННЦ), детекцию и идентификацию вируса КЭ (ВКЭ) проводили общепринятыми зоологическими, вирусологическими, серологическими и молекулярно-билогическими методами. Поданным ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии Новосибирской области», среднемноголетний показатель заболеваемости КЭ населения Советского района г. Новосибирска, включающего и ННЦ (22,8±15,8 чел./100 тыс. населения), превышал городской (12,2±5,2) и областной (10,3 ±4,5) показатели, но характер динамики заболеваемости в Советском районе и области имел выраженное сходство (г = 0,62; р< 0,01).

Численность имаго иксодовых клещей циклически изменялась в диапазоне от 4,4 до 18,6 экземпляра / км в течение 1980-2005 гг., а с 2006 г. отмечался рост до 52,0 экземпляров/км в 2011 г. Условия развития иксодовых клещей в Новосибирской области не являются оптимальными - при достаточной теплообеспеченности лимитирует дефицит влаги. Антропогенная трансформация природного очага КЭ в окрестностях ННЦ привела к изменению видового состава иксодовых клещей с частичной заменой ранее доминирующего Ixodes persulcatus Schulze на Ixodes pavlovskyi Pomerantsev 1946, редко регистрируемого здесь в XX в. Вирусофорность пулов имаго по 10 клещей, собранных с растительности за весь период исследований, по данным биопробы на мышах, периодически варьировала в диапазоне 3-31,1 % пулов, или 0,3-3,7% индивидуальных клещей. Вирусофорность иксодовых клещей, определяемая в 2006-2010 гг. посредством биопробы, иммуноферментного анализа (ИФА) на антиген Е и ОТ-ПЦР, составляла 0,6-3,5 % с вирусными нагрузками 104-107 геном-эквивалентов в клеще. При этом помимо 0,3-0,8 % проб с патогенным ВКЭ выявляли 0,26-2,9 % апатогенных образцов без гемагглютинирующей активности, возможно, являющихся вариантами ВКЭ, адаптированными к клещам. По данным ОТ-ПЦР с генотипспецифичными флуоресцентными зондами в реальном времени, образцы клещей содержали РНК ВКЭ сибирского и/или дальневосточного типов. Распределение генетических типов ВКЭ и вирусные нагрузки у клещей разных видов существенно не отличались. Филогенетический анализ нуклеотидных последовательностей генов Е и NS1 выявил только сибирский генетический тип ВКЭ (с преобладанием подтипа Заусаев), что могло быть обусловлено относительно малыми количествами в клещах дальневосточного типа. Между обилием клещей и их вирусофорностью выявлена отрицательная зависимость (г = - 0,4; р<0,05). При этом оба параметра не коррелировали с заболеваемостью населения Советского района г. Новосибирска. Однако средние по годам титры штаммов ВКЭ в реакции гемагглютинации на уровне первого пассажа клещевых суспензий через мозг лабораторных мышей имели положительную корреляцию с заболеваемостью людей КЭ (г = 0,63; р<0,05) и отрицательную (г = -0,16) с вирусофорностью клещей. Показатели нейровирулентности штаммов, выделенных от клещей в год максимальной заболеваемости, были достоверно выше по сравнению со штаммами в период с низкой заболеваемостью.

Сообщество позвоночных резервуарных хозяев ВКЭ и прокормителей клещей - мелких млекопитающих в лесопарковой зоне ННЦ насчитывает 10 видов насекомоядных (64 % от общей численности мелких млекопитающих) и 14 видов мелких грызунов (36 %), исключая синантропных. Численность мелких млекопитающих циклически изменялась от 7,5 до 108,7 особи на 100 цилиндро/суток со сходством динамики насекомоядных и грызунов (r = 0,6; р = 0,001). Несмотря на относительное меньшинство, мелкие грызуны прокармливали до 80 % неполовозрелых форм иксодид. За период 1980 - 2010 гг. индекс обилия личинок и нимф на грызунах составил 2,9 (от 0,4 до 9,3) экз./ос, а на насекомоядных - 0,77 (от 0,1 до 2,0) экз./ос.; доля пораженных клещами среди грызунов - 47,4 % (14,7 - 81,1 %), среди насекомоядных - 22,7 % (7,8 - 39,2 %). Интенсивность прокормления личинок и нимф грызунами значительно увеличилась в 2005-2010 гг.: в среднем за эти годы индекс обилия составил 6,1 экз./ос. (от 4,0 до 9,3) экз./ос., а доля особей, пораженных клещами, - 72,9 % (от 62,8 до 81,1 %). При этом интенсивность прокормления клещей насекомоядными не изменялась. Примечательно, что динамика показателей прокормления клещей мелкими млекопитающими значимо (р<0,01) коррелировала с заболеваемостью людей (с лагом 2 года) только в 1980-2004 гг., позднее подобной зависимости не обнаружено.

В клетках крови и органах млекопитающих уровни вирусоносительства составляли 30-80 % дальневосточного и сибирского типов ВКЭ с единичными случаями европейского типа в зависимости от вида, фазы популяционного цикла и сезона года. Вирусная нагрузка 103 – 105 копий в органах млекопитающих в 10-100 раз меньше по сравнению с индивидуальными клещами. При этом среди образцов, содержащих РНК и белок Е 5КЭ, патогенный для лабораторных мышей и гемагглютинирующий вирус, обнаруживали только у единичных особей грызунов и насекомоядных, но более половины - у клещей. При трансмиссиях ВКЭ от клещей к млекопитающим обнаружены единичные нуклеотидные замены в генах поверхностных гликопротеинов Е и NS1, из которых только часть приводила к аминокислотным заменам из-за вырожденности генетического кода. Наибольшие отличия выявлены для структур 3'-нетранслируемой области (3UTR) генома ВКЭ с множественными делениями около олиго(А)-фрагментов для вариантов вируса, адаптированных к клещам, и более длинными гетерогенными последовательностями для персистирующего ВКЭ от диких млекопитающих. При этом в течение периодов с низкой заболеваемостью людей КЭ преобладали клещевые варианты ВКЭ, а в годы с высокой заболеваемостью - варианты, характерные для млекопитающих.

Анализ иммунного ответа у диких млекопитающих посредством ИФА и реакции подавления гемагглютинации (РПГА) показал, что частоты детекции IgM совпадали с антигемагглютининами (АГА) и были существенно меньше, чем IgG. Доля мелких млекопитающих с АГА в крови изменялась по годам от 0 до 28,8 ±4,5 %. Основной вклад в иммунную прослойку зверьков с АГА и ВКЭ вносят грызуны, среди которых лидирует красная полевка. У насекомоядных большинство лет АГА не были обнаружены. Наблюдаемые отличия по содержанию вирусспецифических антител между грызунами и насекомоядными соответствовали их участию в прокормлении личинок и нимф клещей. Для ежегодной доли мелких млекопитающих, содержащих АГА, не обнаружено зависимости с динамикой их численности, однако выявлена значимая (р<0,01) положительная корреляция с интенсивностью прокормления преимагинальных фаз клещей. С учетом временного интервала (1-2 года), который необходим для трансфазовой передачи возбудителя от нимф или личинок к имаго, годовые величины доли животных с АГА коррелировали с гемагглютинирующей активностью штаммов ВКЭ, выделенных от клещей, и с заболеваемостью людей (р<0,05) в течение 1980-2006 гг., исключая период 2007-2010 гг.

Таким образом, 30-летний мониторинг природного очага КЭ в окрестностях Новосибирска показал положительную зависимость периодических изменений заболеваемости людей от биологических свойств ВКЭ и параметров паразитарной системы КЭ, обусловленных мелкими млекопитающими, среди которых наиболее значимы:
1)гемагглютинирующая активность и нейровирулентность штаммов ВКЭ;
2)длина 3'-нетранслируемой области генома ВКЭ;
3)доля мелких млекопитающих с антигемагглютининами к ВКЭ;
4)интенсивность прокормления мелкими млекопитающими личинок и нимф клещей.

Показана отрицательная корреляция между заболеваемостью населения КЭ и параметрами паразитарной системы, связанными с клещами, а именно с численностью имаго и их вирусофорностью.

Исследования проведены при поддержке Президиума СО РАН, включая грант№83 (2009-2011 гг.).

»Актуальные проблемы клещевого энцефалита и других переносимых иксодовыми клещами инфекций

»Взаимоотношения иксодовых клещей с риккетсиями.

»Восприимчивость кровососущих членистоногих к риккетсиям.

»Генетическое разнообразие вируса клещевого энцефалита на территории новосибирского научного центра

»Зараженность иксодовых клещей вирусом клещевого энцефалита в Турочакском и Шебалинском районах республики Алтай.

»Изменение границ ареалов пастбищных иксодовых клещей на территории западной Сибири: возможные причины и последствия.