Научно-организационные основы эпидемиологического надзора за природно-очаговыми и особо опасными вирусными инфекциями в Восточной Сибири

Размещено на http://www.allbest.ru/

На правах рукописи

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

доктора медицинских наук

НАУЧНО-ОРГАНИЗАЦИОННЫЕ ОСНОВЫ ЭПИДЕМИОЛОГИЧЕСКОГО НАДЗОРА ЗА ПРИРОДНО-ОЧАГОВЫМИ И ОСОБО ОПАСНЫМИ ВИРУСНЫМИ ИНФЕКЦИЯМИ В ВОСТОЧНОЙ СИБИРИ

14.00.30. - эпидемиология

АНДАЕВ ЕВГЕНИЙ ИВАНОВИЧ

Иркутск - 2009

Работа выполнена в Федеральном государственном учреждении здравоохранения "Иркутский ордена Трудового Красного Знамени научно - исследовательский противочумный институт Сибири и Дальнего Востока" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека/

Научный консультант:

Доктор биологических наук, старший научный сотрудник Титенко Алексей Михайлович.

Официальные оппоненты:

Доктор медицинских наук, профессор Малов Игорь Владимирович,

Доктор медицинских наук Козлова Ирина Валерьевна,

Доктор биологических наук Чепурнов Александр Алексеевич.

Ведущее учреждение: Федеральное государственное учреждение науки Государственный Научный Центр Вирусологии и Биотехнологии "Вектор" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека.

Защита состоится "25"декабря 2009 г. в "___" часов на заседании диссертационного совета Д 001.038.01 при Научном Центре проблем здоровья семьи и репродукции человека СО РАМН по адресу: 664025, г. Иркутск, ул. Карла Маркса, 3. Почтовый адрес: 664025, г. Иркутск, а/я 539.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Научного Центра проблем здоровья семьи и репродукции человека СО РАМН.

Автореферат разослан "______"_____________2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат медицинских наук, старший научный сотрудник В.М. Коган.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследований. Эпидемиологический надзор и контроль за природно-очаговыми и особо опасными вирусными болезнями в современных условиях приобретает особое значение в свете реализации стратегии борьбы с инфекционными болезнями, представленной в решениях саммита "Группы восьми" (2006г.), а также внедрения Международных медико-санитарных правил (ММСП, 2005 г.). Направления эпидемиологического надзора претерпевают изменения в связи с постановкой сложных задач по созданию глобальной сети надзора за возбудителями инфекционных болезней, способных к эпидемическому распространению, их раннему выявлению и разработкой ответных мер (Постановление правительства РФ от 27.10.08 г. № 791 о Федеральной целевой программе "Национальная система химической и биологической безопасности РФ (2009-2013 годы)", приказ Федеральной службы в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека № 88 от 17.03.08 г. "О мерах по совершенствованию мониторинга за возбудителями инфекционных и паразитарных болезней" и ряд других изданных в последние годы нормативно-методических документов). На чрезвычайную важность слежения за природными очагами вирусных инфекций на территории России указывают, например, беспрецедентные темпы роста заболеваемости клещевым энцефалитом (КЭ) в 90-е годы прошлого столетия; факты расширения ареала и роста численности клещей Hyalomma marginatum, что при отсутствии мониторинга привело к возникновению вспышки Крымской геморрагической лихорадки (КГЛ) в 1999 г. на юге России; сохраняющаяся высокая эпизоотическая активность природных очагов хантавирусов. Наблюдаются изменения вирулентности известных вирусов, а также проявление "новых и вновь возвращающихся инфекций" (Аристова В.А. и др., 2001; Ткаченко Е.А. и др., 2001; Жукова Н.Г., 2002; Львов Д.К., 2002; Титенко А.М., 2004; Злобин В.И., 2004, 2005; Львов Д.К., Злобин, 2007; Локтев В.Б., 2007; Bries Т. et al., 2009).

В Восточной Сибири имеются природные очаги ряда вирусных инфекций, представляющих опасность для человека. По широте распространения, регистрируемой заболеваемости ведущее место занимает КЭ. Несмотря на многолетние исследования, далеки от разрешения вопросы гетерогенности региональных популяций вируса КЭ по биологическим свойствам; происхождения и свойств микст-штаммов; зависимости формы и тяжести клинического течения болезни от генотипа вируса; появления заболеваний КЭ с геморрагическими проявлениями; изменения географического распространения генотипов вируса КЭ; эволюции КЭ и эволюции возбудителя (Злобин В.И., Горин О.З., 1996; Борисов В.А. и др., 2002; Погодина В.В., 2005; Локтев В.Б. и др., 2007; Злобин В.И. и др., 2007; Погодина В.В. и др., 2007; Козлова И.В., 2008).

В пределах лесотундры, северной, средней и южной тайги распространены передаваемые комарами арбовирусы серогруппы Калифорнийского энцефалита (Инко, заяц-беляк, Тягиня), Батаи (Bunyaviridae), Гета (Togaviridae). С этими вирусами, особенно с вирусом Инко, связаны сезонные лихорадочные заболевания и доброкачественные менингоэнцефалиты во второй половине лета (Горин О.З., 1994; Львов С. Д. и др., 1995; Злобин В.И., 1998; Чапоргина Е.А. и др., 2002). Их роль в региональной заболеваемости и формировании популяционного иммунитета населения Восточной Сибири, а также сведения об экологии и местных биоценозах мало изучены. Этиология таких, как правило, спорадических заболеваний остается нераспознанной врачами из-за нехарактерной клинической картины и отсутствия лабораторной диагностики.

Обнаружение вируса Западного Нила (ВЗН) в Западной Сибири позволяет предположить, что ВЗН значительно более широко циркулирует в России, чем считалось ранее (Львов Д.К., 2000; Локтев В.Б., 2003; Кононова Ю.В. и др., 2004, 2007, 2008). В Восточной Сибири заболевания лихорадкой Западного Нила (ЛЗН) не регистрируются, эпидемический потенциал природных очагов изучен недостаточно и требует дополнительных исследований.

При наличии данных о циркуляции хантавирусов среди диких мелких млекопитающих, их роль в инфекционной патологии человека на территории Восточной Сибири до сих пор недостаточно ясна. Единичные вспышки и случаи заболевания людей геморрагической лихорадкой с почечным синдромом (ГЛПС) местного происхождения описаны на юге Якутии, в Омской области (Чернявский В.Ф., 1995; Чапоргина Е.А. и др., 2002; Якименко В.В., 2004). Углубленное изучение ареалов хантавирусов, структуры природных очагов и их значения в патологии человека в регионе весьма актуально.

Существует большая группа особо опасных вирусных инфекций, в том числе: геморрагические лихорадки, вызываемые вирусами Эбола, Марбург, Ласса и новые инфекции: ТОРС, патогенный для человека вирус гриппа птиц H5N1, важных с точки зрения санитарной охраны территории. В связи с нарастанием эпидемического потенциала особо опасных инфекционных болезней, задачи санитарной охраны территории региона требуют научно-обоснованного совершенствования и должны быть скоординированы с положениями ММСП (2005 г.) (Прометной В.И., 2003; Федоров Ю.М., 2004; Онищенко Г.Г. и др., 2006, 2007; Черкасский Б.Л., 2008).

Важной составляющей частью эпидемиологического надзора является лабораторная диагностика (Черкасский Б.Л., 2001). Усовершенствование и разработка методов лабораторной диагностики возбудителей особо опасных вирусных инфекций (ООВИ) приобретает особую актуальность в связи с существующей угрозой их заноса на территорию страны (Дроздов С. Г., Сергиев В.П., 1984; Чепурнов А.А. и др., 2001; Титенко А.М., 2005).

Таким образом, постановка новых задач по мониторингу природно-очаговых вирусных инфекций в условиях глобального распространения инфекционных болезней, появления новых и "возвращающихся" инфекций и угроза заноса особо опасных вирусов на неэндемичные территории явились основанием для проведения данных исследований.

Цель исследования - дать научное обоснование совершенствования эпидемиологического надзора в Восточной Сибири за природно-очаговыми и особо опасными вирусными инфекциями в условиях глобализации распространения инфекционных болезней.

Для достижения этой цели поставлены следующие задачи:

1. Разработать базу данных "ОСОБО ОПАСНЫЕ ВИРУСНЫЕ ИНФЕКЦИИ", и, используя ее, дать оценку современной эпидемиологической ситуации в мире по контагиозным вирусным геморрагическим лихорадкам и некоторым особо опасным вирусным болезням и, в соответствии с ММСП (2005 г.), оценить их актуальность с точки зрения заноса и формирования вторичных очагов на неэндемичных территориях Восточной Сибири.

2. Усовершенствовать методы лабораторной диагностики особо опасных вирусов Марбург и Эбола (семейство Filoviridae) для осуществления эпидемиологического надзора в системе санитарной охраны территории от завоза вызываемых ими геморрагических лихорадок.

3. Создать базу данных "ПРИРОДНО-ОЧАГОВЫЕ ВИРУСНЫЕ ИНФЕКЦИИ, ЭНДЕМИЧНЫЕ ДЛЯ РОССИИ" и применить ее для эпидемиологической характеристики природно-очаговых вирусных инфекций на территории Восточной Сибири.

4. Для повышения качества эпидемиологического надзора разработать алгоритм вирусологического мониторинга природных очагов КЭ, основанный на комплексном использовании биологической изоляции (лабораторные животные, культура клеток), серологических (ИФА, МФА) и молекулярно-генетических методов с целью выявления наиболее широкого спектра циркулирующих в природном очаге вариантов вируса.

5. Изучить биологические и молекулярно-генетические свойства штаммов вируса КЭ, изолированных от людей и иксодовых клещей в региональных природных очагах.

6. На основе комплексного серологического мониторинга природных очагов арбовирусных инфекций изучить популяционный иммунитет у населения и сельскохозяйственных животных к вирусам КЭ, Инко, Гета, Батаи, Западного Нила и хантавирусам на территории Восточной Сибири и уточнить границы ареала хантавирусов.

7. Обосновать дифференцированный подход к эпидемиологическому надзору за природно-очаговыми и особо опасными вирусными инфекциями с учетом распределения их в группы разного уровня эпидемиологической значимости для региона и наметить пути совершенствования эпидемиологического надзора.

Научная новизна работы: Впервые обоснован дифференцированный подход к эпидемиологическому надзору за природно-очаговыми и особо опасными вирусными инфекциями с учетом распределения их в группы разного уровня эпидемиологической значимости для региона: 1) с регистрируемой заболеваемостью - КЭ, бешенство; 2) широко распространенные в регионе арбовирусные инфекции - Инко, Батаи, зайца-беляка, Тягиня, Гета; 3) малоизученные, роль которых в патологии населения Восточной Сибири требует уточнения - лихорадка Западного Нила, ГЛПС; 4) экзотические особо опасные вирусные инфекции I-II групп патогенности, включенные в перечень, на которые распространяются правила санитарной охраны территории.

Анализ современной эпидемиологической ситуации показал, что за последние годы происходят существенные изменения эпидемических проявлений геморрагических лихорадок Эбола, Марбург. Очевидна глобализация эпидемического процесса - масштабность, рост заболеваемости, сокращение интервалов между эпидемическими вспышками, нарастание опасности заноса инфекции из очага на неэндемичные территории. Проведена оценка вероятности заноса наиболее актуальных в плане санитарной охраны особо опасных вирусных инфекций на территорию Восточной Сибири и возможности формирования вторичных очагов.

На основании впервые полученных данных динамики экспрессии вирусспецифических антигенов Марбург и Эбола в культуре клеток Vero оптимизирован непрямой метод флюоресцирующих антител. Впервые для выявления антител к вирусам Марбург и Эбола разработана тест-система клеточного иммуноферментного анализа. Впервые разработана реакция нейтрализации в культуре клеток для вируса Эбола.

Получены новые данные о генетической гетерогенности популяции вируса клещевого энцефалита - показано, что структура популяции в Забайкальском крае сформирована на основе сибирского и дальневосточного генотипов с доминированием дальневосточного генотипа. Большинство изученных штаммов характеризуются высокой церебральной активностью для белых мышей. Показано, что в очаге совместной циркуляции разных подтипов появляются микст-штаммы вируса КЭ; впервые в природных очагах в Приангарье и Забайкалье изолированы пять таких штаммов, в которых сочетались генетические признаки сибирского и дальневосточного подтипов.

Впервые на основе комплексного изучения биологических и молекулярно-генетических свойств штаммов вируса КЭ, выделенных от умерших в 1995-2003 гг. больных в Забайкальском крае, показано, что заболевания обусловлены двумя самостоятельными подтипами вируса - дальневосточным и сибирским. Приведены новые доказательства способности сибирского подтипа вызывать очаговые формы КЭ с летальным исходом. Очаговые формы связаны и с микст-штаммами вируса КЭ.

Впервые разработана и применена комплексная система изоляции и типирования вируса КЭ из иксодовых клещей, включающая применение ИФА, новорожденных белых мышей (НБМ) и культуру клеток (КК) при различных температурных режимах культивирования, ОТ-ПЦР и генотипирование.

Получены новые сведения о территориальной неоднородности проявления природных очагов "комариных" арбовирусных инфекций - активность циркуляции вируса Инко выше на северных территориях региона. Показано наличие у населения Восточной Сибири иммунной прослойки к вирусу Западного Нила (в среднем 3,3 %). Установлено, что антитела к ВЗН в крови пациентов с поражением нервной системы обнаруживаются достоверно с более высокой частотой, чем среди других амбулаторных больных и обследованного населения. Значительно расширилось представление об ареале хантавирусов и их носителей на территории Восточной Сибири. Доминирующими носителями в Восточной Сибири являются: для таежной зоны в Республике Саха-Якутия - красная и красно-серая полевки; для степной зоны, чередующейся с участками соснового леса и березняка с кустарником в Иркутской области - узкочерепная полевка, полевка экономка; для степной зоны в Забайкальском крае - узкочерепная полевка и джунгарский хомячок.

Теоретическая значимость работы: Результаты анализа современных эпидемиологических особенностей особо опасных вирусных инфекций дают теоретическое обоснование их актуальности с точки зрения риска заноса и возможности распространения на неэндемичные территории. Теоретический интерес представляют также данные о микст-штаммах вируса КЭ, содержащих генетический материал двух подтипов - дальневосточного и сибирского. В теоретическом аспекте сведения о штаммах сибирского подтипа, вызывающих очаговые формы с летальным исходом, могут внести свой вклад в изучении патоморфоза КЭ. Комплексный подход к серологическому мониторингу природных очагов арбовирусов, основанный на одновременном скрининге широкого спектра вирусов, дает теоретическую основу для организации эпидемиологического надзора за ними.

Практическое значение работы: Созданные базы данных "ОСОБО ОПАСНЫЕ ВИРУСНЫЕ ИНФЕКЦИИ", "ПРИРОДНООЧАГОВЫЕ ВИРУСНЫЕ ИНФЕКЦИИ, ЭНДЕМИЧНЫЕ ДЛЯ РОССИИ" могут быть использованы для оценки распространения особо опасных вирусных инфекционных болезней в мире, возможности завоза болезней на территорию региона и их распространения, состояния природных очагов особо опасных вирусов, эндемичных для региона, а также для характеристики возбудителей по биологическим свойствам, методам лабораторной диагностики, профилактики и лечения.

Вирусологический мониторинг природного очага на основе предложенного комплексного подхода к выделению вируса позволяет изолировать большее количество штаммов и получить близкую к реальности картину циркулирующих гетерогенных вариантов вируса КЭ, что важно при разработке протективных и диагностических препаратов. Полученные данные о том, что из клещей I. persulcatus, давших отрицательный результат в ИФА, можно изолировать вирулентные для белых мышей штаммы вируса КЭ (16,2 %), доказывают необходимость включения в экспресс-диагностику КЭ дополнительных методов в центрах профилактики клещевых инфекций.

Сведения о штаммах вируса КЭ, содержащих генетический материал двух подтипов - дальневосточного и сибирского, послужили основой для усовершенствования лабораторной диагностики, позволяющей выявлять разными молекулярно-генетическими методами микст-штаммы, отличающиеся количественным соотношением генетического материала разных подтипов вируса.

Сформирована коллекция из 164 штаммов вируса КЭ, выделенных от людей, клещей и мелких млекопитающих, которая, с учетом обширной коллекции штаммов Иркутского НИПЧИ Сибири и Дальнего Востока, в дальнейшем позволит изучать эволюцию популяции вируса КЭ в хронологическом и территориальном аспектах в условиях меняющейся экологической и эпидемиологической обстановки.

Данные по экспрессии антигенов вирусов Марбург и Эбола в культуре клеток позволяют оптимизировать процесс приготовления слайд-антигенов и правильно оценивать результаты выявления антигенов вирусов Эбола и Марбург в инфицированных клетках методом флуоресцирующих антител. Разработанный метод клеточного ИФА может быть применен при выявлении антител к вирусам Эбола и Марбург в сыворотках крови. Выявление у зараженных вирусом Эбола морских свинок вируснейтрализующих антител дает основания для разработки вакцин и специфических противовирусных иммунопрепаратов. На моделях геморрагических лихорадок Эбола и Марбург разработана схема лабораторной диагностики этих инфекций, позволяющая при исследовании материала выявлять как вирулентные, так и слабовирулентные варианты вирусов и проводить их идентификацию. Схема отработана в лабораторных условиях и испытана на практике при обследовании больной М. из г. Корсакова с диагнозом "геморрагическая лихорадка Марбург?".

Результаты исследований нашли отражение в приведенных ниже документах:

1. Методические рекомендации по проверке герметичности боксов биологической защиты и эффективности работы бактериальных фильтров в системе вентиляции. Утверждены заместителем Председателя Госкомсанэпиднадзора России. № 01-19/41-17 от 17.03.96 г.

2. Методическое пособие по лабораторной диагностике возбудителей геморрагических лихорадок Эбола и Марбург. Утверждено заместителем Председателя Госкомсанэпиднадзора России. № 01-19/35-17 от 17.03.96 г.

3. Руководство по специальной подготовке специализированных противоэпидемических бригад для работы в чрезвычайных ситуациях. Утверждено Первым заместителем Министра здравоохранения РФ, Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации 31.01.99 г.

4. Методические указания "Организация, обеспечение и оценка противоэпидемической готовности медицинских учреждений к проведению мероприятий в случае заноса особо опасных инфекций, контагиозных вирусных геморрагических лихорадок, инфекционных болезней неясной этиологии, представляющих опасность для населения Российской Федерации и международных сообщений". Представлены для утверждения в экспертный совет Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (октябрь 2009 г.).

5. Методические указания "Организация и проведение первичных мероприятий в случае выявления больного (трупа), подозрительного на заболевания инфекционными болезнями, вызывающими чрезвычайные ситуации в области санитарно-эпидемиологического благополучия населения". Представлены для утверждения в экспертный совет Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (октябрь 2009 г.).

6. Созданы и зарегистрированы в Федеральной службе по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам базы данных "ОСОБО ОПАСНЫЕ ВИРУСНЫЕ ИНФЕКЦИИ (ООВИР), "ПРИРОДНО-ОЧАГОВЫЕ ВИРУСНЫЕ ИНФЕКЦИИ, ЭНДЕМИЧНЫЕ ДЛЯ РОССИИ". Свидетельства о регистрации № 200560252 от 5 октября 2005 г., № 2008620011 от 9 января 2008 г. соответственно.

7. Руководство по диагностике особо опасных вирусных геморрагических лихорадок. Утверждено директором Иркутского НИПЧИ Сибири и ДВ 2.03.83 г.

8. Руководство по противоэпидемическому режиму работы с особо опасными вирусами I группы. Иркутск, 1991. Утверждено директором Иркутского НИПЧИ Сибири и ДВ 15.07.1991 г.

9. "Методические рекомендации по выявлению антител к вирусу КЭ методом клеточного иммуноферментного анализа". Утверждены директором Иркутского НИПЧИ Сибири и ДВ 9.07.1998 г.

10. Редко регистрируемые и малоизученные природно-очаговые вирусные инфекции в Восточной Сибири (информационно-методическое письмо). Утверждено директором Иркутского НИПЧИ Сибири и ДВ 24.04.2003 г.

11. Создание информационной базы данных для характеристики и анализа эпидемической ситуации в мире по особо опасным вирусным инфекциям (методические рекомендации). Утверждены директором Иркутского НИПЧИ Сибири и ДВ 27.06. 2005 г.

Материалы диссертационной работы были использованы при подготовке практического руководства "Лабораторная диагностика опасных инфекционных болезней" / Под ред. академика РАМН, профессора Г.Г. Онищенко и чл-корр. РАМН, профессора В.В. Кутырева. - М.: Издательства "Медицина", "Шико", 2009. - 472 с., используются при чтении лекций в Иркутском научно-исследовательском противочумном институте Сибири и Дальнего Востока на курсах первичной специализации и повышения квалификации врачей и биологов по особо опасным инфекциям, а также на курсах подготовки специалистов региональных управлений Роспотребнадзора Сибири и Дальнего Востока по международным медико-санитарным правилам (2005 г.) и санитарной охране территории Российской Федерации.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. База данных "ОСОБО ОПАСНЫЕ ВИРУСНЫЕ ИНФЕКЦИИ" для оценки распространения особо опасных вирусных инфекционных болезней в мире, их актуальности с точки зрения возможности заноса на территорию региона и формирования вторичных очагов. Усовершенствованные методы лабораторной диагностики геморрагических лихорадок Марбург и Эбола для осуществления эпидемиологического надзора за ними в системе санитарной охраны территории.

2. Из природно-очаговых вирусных инфекций в Восточной Сибири регистрируется заболеваемость только КЭ и бешенством. Динамика заболеваемости КЭ в Восточной Сибири за изучаемый период, характеризующаяся отчетливыми пиками подъема (1992, 1996, 1999 и 2001) и снижения (1993, 1997 и 2000 гг.). Тенденция к снижению уровня заболеваемости после 1999 г. Снижение среднемноголетнего показателя во всех субъектах Западной Сибири (за исключением Республики Алтай) и увеличение в субъектах Восточной Сибири от 1,5 до 7,5 раз.

3. Разработанный алгоритм вирусологического мониторинга природного очага, позволяющий выявлять более широкий спектр гетерогенных по чувствительности к системам изоляции вариантов вируса КЭ. Генетическое разнообразие популяции вируса КЭ на территории Прибайкалья и Забайкалья: изолированные штаммы вируса сибирского и дальневосточного подтипов, а также микст-штаммы содержат генетический материал обоих генотипов. Доказательства способности сибирского подтипа вызывать очаговые формы болезни с летальным исходом.

4. На большинстве обследованных территорий Восточной Сибири существуют природные очаги арбовирусов Инко, Гета, Батаи с территориальной неоднородностью проявления по уровню иммунной прослойки у населения и сельскохозяйственных животных. Данные серологического мониторинга, свидетельствующие о циркуляции возбудителя лихорадки Западного Нила. Уточнение представления об ареале хантавирусов в Восточной Сибири.

5. Дифференцированный подход к эпидемиологическому надзору за природно-очаговыми и особо опасными вирусными инфекциями, заключающийся в распределении их в группы разного уровня эпидемиологической значимости для региона на основе анализа эпидемиологических данных, результатов вирусологического и серологического мониторинга. Пути повышения эффективности эпидемиологического надзора, заключающиеся в оптимизации вирусологического, серологического, молекулярно-генетического мониторинга природных очагов и мероприятий по санитарной охране территории от заноса особо опасных вирусных инфекций.

Апробация материалов диссертации. Материалы диссертации были представлены на следующих научных конференциях: "Генетика и биохимия вирулентности возбудителей особо опасных инфекций". - Волгоград, 1992; International Scientific conference "Tick-borne viral, rickettsial and bacterial infections". - Irkutsk,1996; научно-практической конференции, посвященной 100-летию образования противочумной службы России. - Саратов, 1997; 5-th International Potsdam Symposium on Tick-borne Diseases "Tick-borne Encephalitis and Lyme Borreliosis". - Berlin, Germany, 1999; международной научной конференции "Проблемы биологической и экологической безопасности". - Оболенск, 2000; международной научно-практической конференции "Актуальные проблемы обеспечения здоровья международных путешественников". - Улан-Удэ, 2001; 6-th International Potsdam Symposium on Tick-borne Diseases. - Berlin, Germany, 2001; международной научно-практической конференции "Прикладная экология Севера. Опыт проведенных исследований. Современное состояние и перспективы". - Якутск, 2003; Президиуме Восточно-Сибирского научного Центра Сибирского отделения РАМН. - Иркутск, 2004; конференции, посвященной 70-летию Противочумного центра "Противочумные учреждения России и их роль в обеспечении эпидемиологического благополучия населения страны". - Москва, 2004; научно-практической конференции с международным участием "Современная ситуация и перспективы борьбы с клещевыми инфекциями в ХХI веке". - Томск, 2006; VII Межгосударственной научно-практической конференции государств-участников СНГ "Чрезвычайные ситуации международного значения в общественном здравоохранении и санитарная охрана территории государств - участников Содружества Независимых Государств". - Оболенск, 2006; научно-практической конференции "Современные аспекты эпидемиологического надзора за особо опасными инфекционными заболеваниями на юге России". - Ставрополь, 2007; VIII Межгосударственной научно-практической конференции государств-участников СНГ "Международные медико-санитарные правила и реализация глобальной стратегии борьбы с инфекционными болезнями в государствах-участниках Содружества Независимых Государств". - Саратов, 2007; Юбилейной конференции, посвященной 70-летию открытия клещевого энцефалита. - Владивосток, 2007; Всероссийской научной конференции "Современные научные и прикладные аспекты клещевого энцефалита (к 70-летию открытия вируса клещевого энцефалита)". - Москва, 2007; IХ Межгосударственной научно-практической конференции государств-участников СНГ "Современные технологии в реализации глобальной стратегии борьбы с инфекционными заболеваниями на территории государств-участников СНГ". - Волгоград, 2008; Международной научно-практической конференции "Перспективы сотрудничества государств - членов ШОС в противодействии угрозе инфекционных болезней". - Новосибирск, 2009; научных конференциях Иркутского противочумного института. В завершенном виде работа доложена на научной конференции Иркутского НИПЧИ Сибири и Дальнего Востока 6 августа 2009 г.

Публикации. Работа выполнялась в рамках пяти научных тем (№№ ГР: 01.8.80009517; 01.9.30009498; 01.9.80010187; 01.9.80010188; 0120.0503361), выполненных при непосредственном участии соискателя в качестве исполнителя, ответственного исполнителя и руководителя. По теме диссертации опубликовано 65 работ, в том числе 11 - в журналах, рекомендованных ВАК, 3 - в международных журналах.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, 7 глав собственных исследований, заключения и выводов. Список литературы содержит 398 источников, в том числе 205 работ зарубежных и 193 работы отечественных авторов. Работа изложена на 332 страницах, иллюстрирована 41 таблицей и 40 рисунками.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Материалы и методы исследования. Материалы. Сведения о заболеваемости особо опасными вирусными болезнями взяты из сводок ВОЗ, научных публикаций, в сети Интернет с помощью специализированных поисковых программ Pub Med Search, Bio Med Net, OPAC-R, Current Option Online, Elsevier Trends Journal, ASM Journal Online и др. Рефераты и оригинальные статьи систематизированы по основным группам и видам вирусов. Информация заложена в разработанные нами электронные базы данных, включающие более 6 тысяч источников. Данные о заболеваемости КЭ с 1988-1997 гг. получены из региональных центров Госсанэпиднадзора (Алтайский, Красноярский, Забайкальский края; Республики Алтай, Бурятия, Тыва, Хакасия; Кемеровская, Новосибирская, Омская, Томская и Иркутская области) по разработанной нами форме, включающей сведения: абсолютный и интенсивный показатели заболеваемости; структура заболевших по полу, возрасту, принадлежность к месту жительства (город/село); вакцино- и иммунопрофилактика; численность и вирусофорность клещей. С 1998 по 2005 гг. использованы официальные данные ежегодной статистической отчетности по инфекционной заболеваемости. Эпидемиологический анализ по КЭ в г. Иркутске и Иркутской области основан на годовых статистических отчетных материалах (Ф. № 85 "Отчет о движении инфекционных заболеваний"), первичной документации (Ф. № 357 "Карта эпидемиологического обследования очага инфекционного заболевания") Управления Роспотребнадзора по Иркутской области.

Информация по международным пассажирским перевозкам получена из управлений Роспотребнадзора по территориям региона.

Общее количество собранного на пяти административных территориях Восточной Сибири - Иркутской области, бывшем Усть-Ордынском Бурятском автономном округе (УОБАО), Республиках Саха (Якутия) и Бурятия, Забайкальском и Красноярском краях и исследованного полевого материала представлено в таблице 1.

Таблица 1. Общее количество исследованного полевого материала

В работе использовали музейные штаммы следующих вирусов: клещевого энцефалита (штаммы Софьин, Айна/1448, 256); Инко - штамм 620; Гета - штамм 2925; Батаи - штамм 2513; Марбург - штамм Voege (ГКВ № 886); Эбола - Заирский штамм (ГКВ № 885). Клеточные культуры: СПЭВ, Vero, Vero Е 6, BGM.

Методы. Для рассмотрения сведений по эпидемиологическим проявлениям нозологических форм особо опасных вирусных инфекций составлены аналитические обзоры по общему плану с учетом разработанных нами критериев и признаков, позволяющих оценить важность той или иной вирусной инфекции с точки зрения санитарной охраны территории. По опубликованным материалам проведен ретроспективный анализ заболеваемости ООВИ в эндемичных странах и регионах. Проанализированы материалы официальной статистики по заболеваемости особо опасными вирусными инфекциями в Российской Федерации.

Для проведения сравнительного анализа заболеваемости КЭ были проанализированы данные в целом по Российской Федерации и субъектам Сибирского федерального округа. Оценка основных эпидемиологических проявлений КЭ (интенсивность, динамика, пространственная характеристика, структура) проведена на основе общепринятых методов эпидемиологического анализа (Савилов Е.Д. и др., 1993; Зуева Л.П., Яфаев Р.Х., 2005). Территориальное распределение заболеваемости оценивали путем ранжирования средних за 18 лет показателей по субъектам СФО с нанесением на схему. эпидемиологическая мониторинг вирусная инфекция

Проанализировано количество международных пассажирских перевозок в динамике воздушным, железнодорожным и автомобильным транспортом из стран, эндемичных по различным опасным вирусным инфекциям. Территориальное распределение степени опасности заноса болезней, в отношении которых необходимы мероприятия по санитарной охране территории, оценивали путем ранжирования показателей в баллах по шести субъектам Восточной Сибири с нанесением на схему. Показатели включали наличие: международного аэропорта, железнодорожного узла с пунктами пропуска через государственную границу, международного автомобильного пункта пропуска через государственную границу, приграничной территории, пассажиропотока из эндемичных стран; численность населения.

Для обработки, анализа и хранения информации разработаны и созданы информационные базы данных ОСОБО ОПАСНЫЕ ВИРУСНЫЕ ИНФЕКЦИИ (ООВИР) и ПРИРОДНО-ОЧАГОВЫЕ ВИРУСНЫЕ ИНФЕКЦИИ, ЭНДЕМИЧНЫЕ ДЛЯ РОССИИ на персональном компьютере на основе программы Microsoft Access ^TM 97/2000/XP © Microsoft Сo.

Для изучения гуморального иммунитета людей и сельскохозяйственных животных к вирусу КЭ, арбовирусам Инко, Гета и Батаи применяли реакцию нейтрализации (РН) в культуре клеток СПЭВ с постоянной дозой вируса - 100 ТЦПД _50.

Для изоляции вируса КЭ из иксодовых клещей применили разработанный нами комплексный подход: положительные в ИФА суспензии клещей исследовали параллельно на беспородных 1-2 дневных новорожденных белых мышах и в культуре клеток при температурах культивирования 37 и 28 ^оС. Отрицательные в ИФА суспензии клещей объединяли в пулы по 5-10 экз. и исследовали параллельно на НБМ и в КК СПЭВ или Vero при температурах культивирования 37 и 28 ^оС. За 1995-1998 гг. изучения очагов клещевого энцефалита в четырех районах Иркутской области нами выделено 130 штаммов от иксодовых клещей: I. persulcatus (123), Dermacentor silvarum (2) и D. nuttalli (5). Идентификацию выделенных агентов проводили методом ИФА (мозг) и НМФА (культура клеток).

Биологические свойства штаммов вируса КЭ изучали на беспородных белых мышах массой 6-8 и 20-25 г. Для оценки нейровирулентности штаммов и их инвазивных свойств животных массой 6-8 г заражали двумя способами: внутримозговым, и подкожным. Титр вируса подсчитывали по методу Рида и Менча (Reed L.J, Muench, H., 1938) и выражали в ЛД 50/мл. Инвазивные свойства оценивали по индексу инвазивности (ИИ). Гемагглютинирующую активность штаммов оценивали в реакции гемагглютинации с эритроцитами гуся в диапазоне рН 5,8-6,2. Всего за период выполнения работы использовано следующее количество лабораторных животных: НБМ - 28064; белые беспородные мыши массой: 6-8 г - 2340, массой 20-25 г - 2025 экз.

В экспериментах с вирусами Марбург и Эбола использовали 980 нелинейных морских свинок массой 150-170, 200-250, 350-400 г. Для иммунизации (8 схем) применяли морских свинок массой от 200 до 350-450 г.

Титрование вирусов КЭ, Инко, Гета, Батаи, Марбург, Эбола по ЦПД проводили в 96-луночных планшетах фирмы "Linbro" в культуре клеток Vero или СПЭВ. Титрование вирусов Марбург и Эбола по бляшкообразованию проводили под агаровым покрытием следующего состава: агар Purified "Difco" - 1,00 г, сухая среда МЕМ - Autopow "Flow" - 0,96 г, L-глутамин "Flow" - 300 мг, СПК "Serva" - 256 мг, DEAE-dextran "Sigma" - 25 мг, гентамицин "Flow" - 10 мг, вода деионизованная - до 100 мл.

Серийные пассажи вирусов Марбург и Эбола приводили в стационарной культуре клеток Vero, выращенной в полистироловых флаконах № 25 и № 75 фирмы "Linbro".

Для изучения динамики экспрессии вирусспецифических антигенов вирусов Марбург и Эбола использовали двухсуточный монослой клеток Vero, выращенных на покровных стеклах, помещенных в лунки 24-луночных планшетов фирмы "Flow".

Для обнаружения антигена вируса КЭ в клещах использовали собственные экспериментальные серии тест-системы для ИФА и коммерческую производства ФГУП НПО "Микроген", Томск.

Антиген хантавирусов (ГЛПС) выявляли с помощью ИФА (тест-система "Хантагност" предприятия Института полиомиелита и вирусных энцефалитов им М.П. Чумакова РАМН, Москва).

Непрямой метод флюоресцирующих антител применяли для выявления вирусспецифических антител в сыворотках крови людей и животных, экспериментально инфицированных животных, а также для идентификации агентов, изолированных из полевого материала. Слайд-антигены готовили из инфицированной соответствующим вирусом клеточной культуры (СПЭВ, Vero, BGM,) по методике, сходной с описанной H. Wulff and J.V. Lange (1975).

Антитела к хантавирусам (ГЛПС) в сыворотках крови людей определяли в НМФА с культуральным поливалентным диагностикумом (предприятие Института полиомиелита и вирусных энцефалитов им М.П. Чумакова РАМН, Москва).

Антитела к вирусу Западного Нила в сыворотках крови людей определяли методом ИФА на на тест-системе ЗАО "ЭКОлаб" (г. Электрогорск, Московская область).

Вируснейтрализующую активность иммунных сывороток морских свинок к вирусу Эбола определяли методом редукции бляшек в культуре клеток BGM.

Полимеразная цепная реакция. РНК из клещей экстрагировали с помощью следующих наборов реагентов: универсальный набор для выделения нуклеиновых кислот ("Клинбиотех-М"), РИБО-золь ("АмлиСенс") в соответствии с инструкцией изготовителя. Праймеры к вирусу КЭ синтезированы С.И. Беликовым в Лимнологическом институте СО РАН (Иркутск) на основе анализа опубликованных последовательностей генома этого вируса: CCATTTGGCATTTGGAC (праймер R1(1663) правый), позиции 240-243; GTCGTGAACGTGTTGAGA (праймер L2 (1664) левый), позиции 83-101. Обратную транскрипцию для получения к-ДНК проводили с наборами "PEBEPTA-R-100" ("АмплиСенс") и "Acces RT-PCR System" для обратной транскрипции и ПЦР (фирмы "Promega"). Амплификацию проводили с универсальным набором ПЦР ("Клинбиотех-М") на циклере "Терцик" МС 2 фирмы "ДНК-Технология". Ампликоны разделяли методом электрофореза в 2 % агарозном геле ("Sigma" США) в ТВЕ буфере с бромидом этидия в концентрации 0,3 мкг/мл. РНК хантавирусов определяли с помощью набора АмплиСенс Hantavirus производства ФГУН ЦНИИЭ Роспотребнадзора в соответствии с инструкцией изготовителя.

Генотипирование вируса клещевого энцефалита выполнили на базе ЦНИИ эпидемиологии Роспотребнадзора совместно с н.с. Л.С. Карань путем применения трех методов: ПЦР в режиме реального времени с гибридизационно-флюоресцентной детекцией с генотипоспецифическими зондами; секвенирование фрагмента гена белка Е длиной 211 нуклеотидных оснований, содержащего маркерную аминокислоту в 206 позиции; анализ полиморфизма длин рестрикционных фрагментов (Карань Л.С. и др., 2006,2007). Всего генотипирован 61 штамм (из них 47 изолированы из таежных клещей и 14 из секционного материала от умерших людей).

Статистическая обработка материалов исследований. Инфекционный титр вирусов в экспериментах на клеточных культурах и лабораторных животных вычисляли общепринятым методом Рида и Менча (1938). Статистическую обработку материала проводили в соответствии с общепринятыми методами биологической статистики (среднее значение и стандартная ошибка, регрессионный и корреляционный анализы) (Савилов Е.Д. и др., 1993). Различия между двумя группами по средним показателям оценивались с применением критерия Стьюдента. Расчеты проведены с применением прикладной программы Microsoft "Exel" 2007.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Анализ заболеваемости природно-очаговыми и особо опасными вирусными инфекциями с применением сформированных баз данных.

Из всего многообразия опасных для человека трансмиссивных вирусных инфекций в Восточной Сибири имеются природные очаги, экологически связанные с вирусами: КЭ, бешенства, Инко, Гета, Батаи, Западного Нила, хантавирусами. Из них регистрируется заболеваемость только КЭ и бешенством. В таблице 2 суммированы сведения по природно-очаговым вирусным инфекциям, существующим в Восточной Сибири, а также по некоторым особо опасным вирусным инфекциям, для которых сохраняется угроза заноса на территорию региона. Разбивка вирусных инфекций на четыре группы позволит в дальнейшем подойти к обоснованию различных подходов при организации эпидемиологического надзора за ними в Восточной Сибири.

Таблица 2. Природно-очаговые вирусные инфекции в Восточной Сибири и особо опасные вирусные инфекции, актуальные в плане санитарной охраны территории региона

Примечание: * - Красноярский край, 3 случая в Западной Сибири - Омской, Новосибирской областях и Алтайском крае; + - подтверждено лабораторными исследованиями; - не регистрируется, не подтверждено лабораторными исследованиями.

Заболеваемость природно-очаговыми вирусными инфекциями в Восточной Сибири. На Сибирский федеральный округ (СФО) (16 административных территорий), где проживает около 14 % населения России, приходится до 50-60 % заболеваемости КЭ в стране. В том числе на Восточную Сибирь - 28,8 %, на Западную - 25,2 % (данные за 2000-2005 гг.). Восточно-Сибирский регион по сравнению с Западно-Сибирским характеризуется более высокими показателями заболеваемости. Если до 1994 г. превалировала заболеваемость в Западной Сибири (исключение составляет 1989 г.), то с 1994 г. ситуация изменилась - заболеваемость в Восточной Сибири с положительной динамикой превысила заболеваемость в Западно-Сибирском регионе. В траектории кривой динамики заболеваемости (рис. 1.) за этот период просматриваются два носящие циклический характер временных периода, которые отличались друг от друга по динамике эпидемического процесса. Первый (1988-1999 гг.) характеризуется возрастающей динамикой заболеваемости на рассматриваемых территориях со среднемноголетним темпом прироста от 7,4 (Омская область) до 136,9 % (Республика Тыва). Второму (после 1999 г.) периоду свойственен постепенный спад заболеваемости, характерный как для Западной, так и Восточной Сибири. При этом среднемноголетний показатель во всех субъектах Западной Сибири (за исключением Республики Алтай) снизился, а в субъектах Восточной Сибири увеличился от 1,5 до 7,5 раз. В СФО число случаев в год в среднем (1988-2005 гг.) достигает 3 тыс., показатель заболеваемости равен 13,7 %, в том числе в Западной Сибири он составляет 12,3 %, в Восточной - 15,7 %. Заболевания регистрируются на всех территориях за исключением Таймырского и Эвенкийского автономных округов. Показатели заболеваемости на 100 тыс. населения в 4 раза выше, чем по России в целом.

Рис. 1. Заболеваемость клещевым энцефалитом в Российской Федерации, Западной и Восточной Сибири на 100 тыс. населения (1988-2005 гг.)

На основании эпидемиологического анализа уровня заболеваемости нами определены следующие группы территорий: с высоким уровнем заболеваемости, превышающем среднефедеральный показатель более чем в 4-10 раз (Томская область, Красноярский край, УОБАО, Республики Алтай и Хакасия); со средним уровнем заболеваемости, превышающем показатель в 2-3 раза (Республика Тыва, Новосибирская, Кемеровская, Иркутская области, Республика Бурятия и Алтайский край); территории с заболеваемостью на уровне среднефедерального показателя или ниже (Агинский Бурятский а.о., Омская и Читинские области); и территории, где заболеваемость не регистрируется (Таймырский и Эвенкинский а.о.).

Наивысший показатель заболеваемости КЭ (29,1 %) за всю историю наблюдений для Восточной Сибири зафиксирован в 1999 г. Максимальных значений показатель достигал в Красноярском крае (52,8 %), Республике Хакасия (39,2 %), Иркутской области (20,3 %) в 1999 г. В Республике Бурятия - в 2001 г. (20,5 %), УОБАО - в 2003 г. (26,7 %), Агинском Бурятском а.о. - в 2001 г. (10,1 %), Читинской области - в 2002 г. (9,8 %). Начиная с 2002 г. как в России, так и на большинстве территорий Сибири зарегистрировано продолжающееся снижение заболеваемости.

Для КЭ в Восточной Сибири в современный период характерны следующие эпидемиологические особенности: 1) возрастание доли Восточной Сибири в заболеваемости в СФО; 2) высокий уровень и темп роста заболеваемости до 1999-2002 гг.; 3) устойчивая, относительно высокая заболеваемость циклического характера в одном и том же регионе при увеличении среднемноголетнего показателя (после 1999 г.) во всех субъектах от 1,5 до 7,5 раз, тогда как в Западной Сибири этот показатель снизился; 4) расширение нозоареала и изменение структуры заболеваемости за счет вовлечения городских жителей (до 60-80 %); 5) наряду с ростом заболеваемости имеет место тенденция к более легким формам клинической картины болезни - превалируют лихорадочные и стертые формы, снижается количество менингеальных и паралитических форм; 6) в связи с антропогенной трансформацией биоценозов пригородные территории характеризуются высокой численностью и вирусофорностью иксодовых клещей: наибольшая зараженность голодных клещей, собранных с растительности, отмечена в Республике Хакасия (13,2-19,7, а на ряде территорий достигала 22-28 % %), в Читинской области (15,4 %). Средние показатели характерны для Омской (6,5-8,2), Томской (3,1-6,1) и Кемеровской (2,0-4,0 % %) областей. Вирусофорность клещей в Новосибирской области, Алтайском и Красноярском краях заметно ниже средней - соответственно 1,4-2,1; 0,2-1,0 и 0,6-1,2 % %; 7) отмечается увеличение числа лиц, обратившихся с покусами, обусловленное возросшим посещением горожанами пригородных лесных зон.

Если проблемы КЭ и бешенства достаточно хорошо изучены, то скрытый характер эпидемического процесса при передаваемых комарами арбовирусных инфекциях, заболеваемость которыми не диагностируется на уровне лечебно-профилактических учреждений, подчеркивает трудность осуществления эпидемиологического надзора за этой группой инфекций, оценки и реальной значимости этих вирусов в патологии человека в Восточной Сибири.

На территориях административных субъектов Западной Сибири, граничащих с Восточно-Сибирским регионом, существуют природные очаги лихорадки Западного Нила (Новосибирская область), хантавирусов (Омская область, Таймырский а.о., Алтайский край), омской геморрагической лихорадки (ее сравнительно ограниченный нозоареал не выходит за пределы лесостепи Западной Сибири, и заболеваемость отмечена в Омской, Новосибирской, Тюменской и Курганской областях).

Эпидемиологическая ситуация в мире по контагиозным вирусным геморрагическим лихорадкам и некоторым особо опасным вирусным инфекциям и анализ их актуальности для санитарной охраны территории Российской Федерации. Нами проведен анализ некоторых наиболее значимых особо опасных вирусных инфекций по признакам, отражающим глобализацию эпидемического процесса - возможности распространения между странами: динамика заболеваемости, тяжесть, летальность и масштабность вспышек; контагиозность и способность к эпидемическому распространению (табл. 3). Дана оценка риска заноса на территорию Восточной Сибири и возникновения чрезвычайных ситуаций, возможности формирования в регионе вторичных очагов в случае заноса возбудителя.

Таблица 3. Особо опасные вирусные инфекции, включенные в перечень для санитарной охраны территории, и некоторые признаки, характеризующие глобализацию эпидемического процесса

Самым высоким уровнем летальности, достигающей при отдельных вспышках 88-89 %, характеризуются контагиозные геморрагические лихорадки Марбург (ГЛМ) и Эбола (ГЛЭ). Эпидемиологическими особенностями ГЛМ в последние годы являются: продолжающееся расширение ареала - в начале нового столетия впервые в 2005 г. зафиксирована вспышка лихорадки Марбург в Анголе; регистрация заболеваний в природном очаге на протяжении ряда лет (Демократическая Республика Конго); появление случаев завоза болезни в Европу и США (2008 г.); усиление тяжести болезни, обусловленное высоким уровнем летальности. Средняя летальность при всех известных случаях составила 82,3 %. Отмечается тенденция сокращения интервалов между эпидемическими вспышками болезни с 8 лет (1967-1975 гг.) до 1 года. Значительно возросла масштабность вспышек: если раньше с 1975 по 1994 гг. зарегистрированы единичные случаи, то в 1998-2005 гг. выявлены сотни случаев. Наиболее масштабная вспышка с рекордным числом заболевших - 374 - и летальностью 88 % отмечена в Анголе в 2005 г.

Ситуация по ГЛЭ характеризуется расширением ареала (Габон, Уганда) и его выходом за пределы Африканского континента; одновременным протеканием вспышек в трех странах: ДРК, Габон и Уганда (2001 г.); регистрацией заболеваний в природном очаге на протяжении ряда лет (ДРК, Судан, Габон, Уганда); формированием природного очага в Габоне и Уганде. Средняя летальность при всех известных случаях составила 66,9 %. Также установлена тенденция сокращения интервалов между эпидемическими вспышками болезни. В Уганде в 2008 г. выделен новый серотип вируса Эбола. В феврале-марте 2009 г. на Филиппинах отмечена эпидемическая вспышка среди свиней, изолирован вирус Эбола, штамм Рестон, который, по мнению экспертов ВОЗ, потенциально опасен для человека.