Введение к работе
Актуальность темы
Риккетсии и бартонеллы относятся к возбудителям «новых» и «возвращающихся» инфекций. Отмечается активизация природных очагов эндемических риккетсиозов в разных странах мира, причины которой требуют всестороннего изучения.
Клещевой риккетсиоз зарегистрирован на 18 административных территориях азиатской части РФ. В последние годы в очагах клещевого риккетсиоза и на территориях с отсутствием заболеваемости этой инфекцией выявлен ряд патогенных риккетсии и риккетсии с неустановленной патогенностью, что требует разработки новых подходов к эпидемиологическому надзору за природными очагами (Шпынов С.Н., Рудаков Н.В., 2004). Имеющиеся данные о гетерогенности антигенных и генетических свойств риккетсии привели к необходимости комплексного использования классических и современных молекулярно-генетических методов исследования (Бадаева Н.М.,1991; Roux V, Fournier Р-Е, RaouItD,1996).
В связи с циркуляцией в природных очагах различных альфа-протеобактерий и схожестью клинических проявлений вызываемых ими заболеваний существенную актуальность имеет совершенствование методов и алгоритмов лабораторной диагностики заболеваний, вызываемых риккетсиями группы клещевой пятнистой лихорадки (КПЛ), бартонеллами и другими клещевыми альфа-протеобактериями. Одним из перспективных и недостаточно разработанных подходов является использование технологий, основанных на полимеразной цепной реакции (ПЦР) и рестрикционном анализе как более простой и доступной в практических лабораториях альтернативе технологиям ПЦР-секвенирования. Указанный подход может быть использован для повышения эффективности эпидемиологического надзора и лабораторной диагностики риккетсиозов группы КПЛ, дифференциации R.sibirica от других видов риккетсии группы КПЛ, прежде всего от наиболее распространенной в клещах рода Dermacentor Rickettsia raoultii sp. nov. Молекулярно-генетические исследования с использованием ПЦР-рестрикционного анализа для дифференциации циркулирующих на территории РФ патогенных и непатогенных риккетсии в иксодовых клещах и в материалах от больных ранее не проводились. Широкое применение молекулярно-генетических методов позволило выявить, что бартонеллы являются этиологическими агентами целого спектра инфекционных болезней. Однако эпидемиологическая значимость членистоногих переносчиков и млекопитающих в качестве резервуара бартонелл в РФ изучена недостаточно.
Цель работы
Цель - повышение эффективности эпидемиологического надзора и лабораторной диагностики риккетсиозов и других инфекций, вызываемых клещевыми альфа-протеобактериями, на основе подбора и совершенствования адекватных молекулярно-генетических подходов.
Задачи
Провести комплексный анализ структуры и уровней заболеваемости инфекций, передаваемых клещами, в территориальном и временном аспектах по федеральным округам РФ и административным территориям Сибирского федерального округа.
Отработать алгоритмы лабораторной дифференциации риккетсий группы КПЛ (R.sibirica, R.raoultii) с использованием ПЦР-рестрикционного анализа на музейных штаммах риккетсий.
Провести сравнительный анализ этиологической структуры и распространенности риккетсий в переносчиках и в материалах от пациентов на эндемичных по клещевому риккетсиозу территориях (Алтайский край) и территориях, свободных от этой инфекции (Омская область).
Провести скрининг заражённости бартонеллами диких мелких млекопитающих и клещей с использованием ПЦР.
Обосновать алгоритмы лабораторной диагностики риккетсиозов и детекции бартонелл и риккетсий с использованием технологий, основанных на ПЦР и рестрикционном анализе, в системе эпидемиологического надзора. Научная новизна
Впервые в территориальном и временном аспектах проанализирована структура заболеваемости клещевыми инфекциями в разрезе федеральных округов РФ и административных территорий Сибирского федерального округа. Увеличение в структуре заболеваемости клещевыми инфекциями ИКБ связано, в первую очередь, с уменьшением регистрируемой заболеваемости КЭ. Преобладание ИКБ в структуре заболеваемости отмечено в Центральном ФО, КЭ - в Уральском ФО, в Сибирском ФО регистрируются все три наиболее распространенные инфекции (КЭ, ИКБ, КР), КР преобладает в Дальневосточном ФО. На территориях, смежных с Омской областью, отмечается наиболее разнообразная структура заболеваемости клещевыми инфекциями.
С использованием комплекса лабораторных методов исследования установлена циркуляция на территории Омской области инфекционных агентов не только официально регистрируемых заболеваний (клещевого энцефалита и ик-содового клещевого боррелиоза), но также возбудителей новых инфекций -R.raoultii (потенциальный патоген человека, вызывающий заболевание, сходное с синдромом TIBOLA) и Bartonella зрр.(возбудители широкого спектра инфекций, объединяемых термином «бартонеллёзы»).
Осуществлена сравнительная оценка инфицированное риккетсиями переносчиков, собранных на эндемичных по клещевому риккетсиозу и свободных от этой инфекции территориях.
Впервые получены данные ПЦР-скрининга ДНК бартонелл в иксодовых клещах и мелких млекопитающих в Омской области, свидетельствующие об их широком распространении в Западной Сибири
Впервые разработаны и апробированы технологии молекулярно-биологических исследований, основанные на ПЦР-рестрикционном анализе,
для дифференциации основных видов риккетсий, выявляемых в природных очагах Западной Сибири.
Впервые обосновано применение ПЦР-рестрикционного анализа для дифференциации патогенных (R.sibirica) и условно-патогенных (генотипы Rraoultii) риккетсий в иксодовых клещах и в материалах от больных. Отработаны алгоритмы дифференциации риккетсий основных видов и лабораторной диагностики риккетсиозов у пациентов, основанные на ГЩР-рестрикционном анализе.
Практическая значимость работы и внедрения
Обосновано введение в систему эпизоотолого-эпидемиологического надзора микробиологического мониторинга за риккетсиями группы КПЛ и барто-неллами.
В результате проведенных исследований отработана тактика применения ПЦР-рестрикционного анализа в комплексе методов, применяемых для молекуляр-но-биологической дифференциации альфа-протеобактерий в природных очагах.
Разработанные алгоритмы лабораторной диагностики на основе ПЦР-рестрикционного анализа использованы для совершенствования эпидемиологического надзора в природных очагах трансмиссивных инфекций.
По результатам проведенных исследований опубликованы статьи методического характера. Подготовлено учебное пособие «Молекулярно-генетические методы диагностики риккетсиозов группы КПЛ».
Материалы диссертации используются в учебном процессе на кафедре микробиологии, иммунологии и вирусологии ОмГМА и в научно-исследовательской деятельности Омского НИИПОИ.
Основные положения, выносимые на защиту
Выявлены существенные отличия в структуре и уровнях заболеваемости инфекциями, передаваемыми клещами, в территориальном и временном аспектах по федеральным округам РФ и административным территориям Сибирского федерального округа, являющиеся отражением пространственной и функциональной структуры природных очагов.
Население Омской области подвержено риску заражения при присасывании клеща не только возбудителями регистрируемых инфекций (клещевой энцефалит и иксодовый клещевой боррелиоз), но и возбудителями «новых» инфекций, вызываемых R.raoultii и Bartonella spp., что требует совершенствования лабораторной диагностики и эпидемиологического надзора в сочетанных очагах.
ПЦР-рестрикционный анализ является эффективным методом для дифференциации R.sibirica и R.raoultii в комплексе методов, применяемых для молекулярно-биологической дифференциации альфа-протеобактерий в природных очагах.
Технологии, основанные на ПЦР-рестрикционном анализе, могут быть использованы для совершенствования лабораторной диагностики и эпизо-отолого-эпидемиологического надзора за клещевыми риккетсиозами. Апробация работы
Диссертационная работа апробирована на совместном заседании кафедр эпидемиологии, микробиологии, вирусологии и иммунологии Омской государ-
ственной медицинской академии, с участием научных сотрудников Омского НИИ природно-очаговых инфекций, 2009 г.
Основные положения диссертации доложены на следующих отечественных и международных конференциях: V межрегиональной научно-практической конференции с международным участием «Актуальные проблемы здоровья населения Сибири: гигиенические и эпидемиологические аспекты», г.Омск, 2004г.; научно-практической конференции, посвященной 75-летию кафедр инфекционных болезней взрослых и детей ОмГМА, г.Омск, 2005г.; конференции с международным участием «Актуальные вопросы региональной инфекционной патологии», посвященной 95-летию Института эпидемиологии и микробиологии НЦ МЭ ВСНЦ СО РАМН, г.Иркутск, 2007г.; VII межрегиональной научно-практической конференции с международным участием «Актуальные проблемы обеспечения санитарно-эпидемиологического благополучия населения», г.Омск, 2007г.; VI Всероссийской научно-практической конференции с международным участием, г.Москва, 2007г.; VIII межрегиональной конференции с международным участием «Актуальные проблемы сохранения здоровья населения Сибири», посвященной 70-летию медико-профилактического факультета Омской государственной медицинской академии, г.Омск, 2008г.
Основные результаты опубликованы в 10 печатных работах.
Объём и структура диссертации
Работа изложена на 315 страницах машинописного текста, иллюстрирована 15 таблицами и 89 рисунками. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, четырёх глав собственных исследований, заключения, выводов. Библиографический указатель содержит 217 источников, из которых 58 работ отечественных и 132 - зарубежных авторов.