Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I Исторические и современные представления о проблеме чумы (обзор литературы) 13
1.1 Основные периоды изучения чумы 13
1.2 Достижения в области микробиологии чумы 18
1.3 Становление и развитие системы надзора за природными очагами чумы 29
ГЛАВА 2 Материалы и методы 38
. 2.1 Материалы 38
2.1.1 Использованные штаммы микроорганизмов 38
2.1.2 Лабораторные животные 38
2.1.3 Информационно-аналитические ресурсы 40
2.2 Методы исследования 40
2.2.1 Методы изучения биологических свойств чумного микроба 40
2.2.2 Генетическое типирование штаммов Yersinia pestis по локусам с вариабельным числом тандемных повторов (VNTR) 42
2.2.3 Методы эпизоотологического обследования Прикаспийского песчаного природного очага чумы 42
2.2.4 Методы эпидемиологического анализа 43
2.3 Методы статистической обработки материала 43
ГЛАВА 3. Распространения штаммов возбудителя чумы на территории прикаспийского песчаного природного очага чумы в терско-кумском междуречье 44
3.1 Хронологические периоды изучения распространения штаммов чумного микроба в природном очаге на территории Прикаспийской низменности 44
3.2 Общая характеристика Прикаспийского песчаного природного очага чумы в разные периоды его активности на протяжении XX — начала XXI веков....46
3.3 Основные элементы экосистемы Терско-Кумского междуречья, определяющие распространение штаммов чумного микроба ...49
3.4 Анализ выделения штаммов-возбудителя,чумы в природном очаге на территории Терско-Кумского междуречья... ...52
ГЛАВА 4 Характеристика штаммов чумного микроба, циркулирующих в терско-кумском междуречье гоикаспийского песчанотошриродного очага чумы .. 60
4.1 Динамика выделения возбудителей чумы и псевдотуберкулеза в Терско-Кумском междуречье Прикаспийского песчаного природного очага чумы 60
4.2 Особенности фенотипических свойств штаммов чумного микроба, циркулирующих в Прикаспийском песчаном природном;очаге чумы.. 64
4.3 Генетическое типирование штаммов Y.pestis из Прикаспийского песчаного природного очагачумыпо хромосомным;локусам с вариабельным числом тандемных повторов (VNTR) 69
ГЛАВА 5 Состояние факторов:эпидемического риска и совершенствование надзора за чумой в терско-кумском междуречье прикаспийского песчаного природного очага в современных условиях ... .78
5.1 Особенности хозяйственной деятельности человека в Терско-Кумском междуречье и её влияние на трансформацию природной среды ...78
5.2 Современные экологические и социально-экономические проблемы в Терско-Кумском междуречье ..79
5.3 Организация надзора за активностью Прикаспийского песчаного природного очага чумы в Терско-Кумском междуречье83
5.3.1 Социально-демографическая характеристика территории ...83
5.3.2 Медицинское обеспечение, инфекционная заболеваемость населения на территории Терско-Кумского междуречья 87
5.3.4 Обеспечение эпизоотологического мониторинга природного очага чумы 89
Заключение 97
Выводы 107
Список литературы 109
- Становление и развитие системы надзора за природными очагами чумы
- Хронологические периоды изучения распространения штаммов чумного микроба в природном очаге на территории Прикаспийской низменности
- Динамика выделения возбудителей чумы и псевдотуберкулеза в Терско-Кумском междуречье Прикаспийского песчаного природного очага чумы
- Современные экологические и социально-экономические проблемы в Терско-Кумском междуречье
Введение к работе
ной напряжённости в отдельных регионах мира. Для её решения необходим комплексный подход к изучению трансформаций, происходящих в биоцено-тических структурах природных очагов. Важным для познания механизмов взаимодействия сочленов биоценоза является анализ накопленных фактических данных о характере распространения штаммов чумного микроба в очаге, о колебаниях численности основного носителя возбудителя инфекции. Требуют уточнения моменты, касающиеся современных социальных условий жизни местного населения, характера хозяйственной деятельности человека на территории очага и обусловленного ими реального эпидемиологического риска. Недостаточно изучены взаимоотношения фенотипически отличающихся штаммов чумного микроба, циркулирующих в природных очагах чумы. Наряду с этим, актуальным является изучение штаммов возбудителя^ чумы с привлечением новых молекулярно-генетических методов исследования. Существование перечисленных выше проблем определяет актуальность выбранного направления исследований. Полученные при их выполнении результаты позволят с большей степенью достоверности осуществлять дифференциацию штаммов Yersinia pestis при проведении идентификации возбудителя, дополнить знания о закономерностях эпизоотического процесса в Прикаспийском* песчаном природном очаге чумы, а также оценить реальную степень риска инфицирования человека при контакте с природным очагом.
Цель исследования: изучение микробиологических аспектов биоцено-тической структуры Прикаспийского песчаного природного очага чумы в пределах Терско-Кумского междуречья и усовершенствование надзора за чумой.
Для достижения поставленной цели были определены следующие задачи исследования:
1. Изучить распространение возбудителя чумы в Прикаспийском ^песчаном природном очаге на территории Терско-Кумского междуречья на основании результатов многолетнего эпизоотологического обследования.
2. Проанализировать динамику выделения штаммов чумного и псев- ] дотуберкулёзного микробов в течение 30-летнего периода наблюдения. ' 3. Изучить фенотипические свойства штаммов чумного микроба, вы- деленных в последние десятилетия в Прикаспийском песчаном природном очаге.
4. Оценить генетический полиморфизм изученных штаммов чумного \ микроба по хромосомным локусам с вариабельным числом тандемных по- ] второв (VNTR).
5. Выяснить современные тенденции в характере социальных предпо- j сылок эпидемичности чумы на территории Терско-Кумского междуречья.
Научная новизна работы. Впервые показан характер временного и пространственного распространения штаммов чумного микроба в Прикас пийском песчаном природном очаге. При этом* установлено, что штаммы > возбудителя чумы в основном выделялись на трёх автономных участках,
I расположенных в восточной части очага, в весенние и осенние месяцы.
Определены основные1 характеристики штаммов возбудителя чумы из і\ Прикаспийского песчаного природного очага на современном этапе. Впервые показано, что среди них в^ последнее десятилетие преобладал фенотип, ли- S шённый признака пигментсорбции.
I Впервые выявлена гетерогенность циркулирующих в очаге штаммов* !l Yersinia pestis по VNTR-профилю, дана оценка генетической вариабельности во временном аспекте. \ Впервые установлено, что выявленные молекулярно-генетические ха- \ рактеристики штаммов возбудителя чумы сопряжены со сменой носителей и \ переносчиков, а также с активностью эпизоотического процесса на1 террито- s рий Терско-Кумского междуречья Прикаспийского песчаного природного очага чумы. \ Впервые изучен эффект подверженности паразитарной системы При- | каспийского песчаного природного очага чумы в границах Терско-Кумского і междуречья, хроническому воздействию природных и антропогенных факто- ров, выразившийся в трансформации видового профиля носителей и пере-носчиков, обусловившей изменение внутригодового и межгодичного характера выявления штаммов возбудителя чумы.
Впервые проведён анализ современных тенденций социально-демографической ситуации, уровня санитарно-гигиенического обустройства, ресурсной обеспеченности медицинской* помощью на территории Терско-Кумского междуречья в аспекте оценки эффективности надзора за инфекционными болезнями, в том числе за чумой.
Впервые обоснована вероятность роста потенциального риска заражения человека чумой на территории Терско-Кумского междуречья:в. связи с появлением новых биологических, социально-демографических факторов эпидемиологического риска.
Теоретическая и практическая значимость. Материалы проведенных исследований использованы при разработке и выполнении следующих документов: «Паспорт южной части Прикаспийского, песчаного'природного-очага чумы» (Ставрополь, 2006); «Кадастр эпизоотических проявлений, чумы в природных очагах равнинного Предкавказья» (Ставрополь, 2006);
Программа «Профилактика особо опасных и природно-очаговых инфекций и санитарная охрана территории Южного федерального округа Российской Федерации от заноса и распространения- инфекционных болезней (2003 г. - 2005 г.)»-(утверждена назаседании Совета Ассоциации «Северный Кавказ» 09.09.2003 г.);
Результаты исследований, нашли-отражение в документах для использования в научно-практической'работе.и в практическом здравоохранении: \ Методические рекомендации по индикации возбудителей особо опасных инфекционных заболеваний (чума, туляремия, бруцеллез, сибирская язва, холера) в СПЭБ и СНЛК в условиях чрезвычайных ситуаций (одобрены
Ученым Советом и утверждены зам. директора СтавНИПЧИ по научной работе 11.03.03 г., протокол № 2); \ Методические рекомендации по индикации и первичной идентификации фракционных и афракционных штаммов чумного микроба в условиях работы СНЛК (одобрены Ученым Советом СтавНИПЧИ и утверждены директором института 27.11.03 г., протокол № 10); \ Методические рекомендации по оценке эпидемиологической обстановки на пострадавших при наводнении территориях (одобрены Ученым Советом СтавНИПЧИ и утверждены директором института 2.02.2004 г., протокол № 1); \ Методические рекомендации «Организация и проведение дезинфекционных, дезинсекционных, дератизационных мероприятий при ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций» (одобрены Ученым Советом СтавНИПЧИ и утверждены директором института 13.07.2004 г., протокол № 6); \ Методические рекомендации по выделению и изучению возбудителя чумы при затяжных формах инфекции, вызванной штаммами из высокогорных очагов чумы Северного Кавказа (одобрены Ученым Советом СтавНИПЧИ и утверждены директором института 03.03.05 г., протокол № 2).
Научные и практически значимые результаты работы используются: \ в лекционном материале для слушателей курсов повышения квалификации работников органов и учреждений Роспотребнадзора, функционирующих при ФГУЗ СтавНИПЧИ Роспотребнадзора; \ в материалах семинарских и тренировочных занятий для работников территориальных органов и учреждений Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека и здравоохранения г. Кизляра, г. Сочи.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Штаммы Y. pestis в Терско-Кумском междуречье выделялись преимущественно на территории трёх изолированных, небольших по площади участков, расположенных в его восточной части.
Штаммы чумного микроба, циркулирующие в Прикаспийском песчаном природном очаге, относятся к основному подвиду и характеризуются достаточно выраженной фенотипической стабильностью. Однако среди штаммов, выделенных после 1992 г., преобладает фенотип, лишённый признака пигмен-тсорбции.
Генотипирование штаммов чумного микроба по локусам с вариабельным числом тандемных повторов позволило выявить появление ранее не встречавшегося варианта Y. pestis (популяция Psb+ VNTR кластер I уступила Psb" VNTR кластер II).
В целях обеспечения эпидемиологического благополучия населения. на территории Терско-Кумского междуречья следует увеличить контингент лиц, подлежащих вакцинации против чумы; активизировать мероприятия по ограничению численности безнадзорных животных; увеличить кратность эпи-зоотологического обследования на чуму полос отвода железной дороги и за-бурьяненных участков автомобильных дорог; обеспечить лабораторное исследование на чуму безнадзорных животных и их блох; усилить контроль за противоэпидемической готовностью медицинских учреждений по чуме.
Апробация работы. Материалы диссертации представлены на научно-практической конференции, посвященной 50-летию Дагестанской противочумной станции (Махачкала, 2002); юбилейной научно-практической конференции «Эпидемиологическая безопасность на Кавказе. Итоги и перспективы», посвященной 50-летию Ставропольского научно-исследовательского противочумного института (Ставрополь, 2002); научно-практической конференции медицинской службы Северо-Кавказского регионального погран-управления Федеральной службы безопасности "Актуальные вопросы медицинского обеспечения контртеррористической операции" (Кисловодск, 2003); на заседании Координационного Совета "Здравоохранение ЮФО" (Элиста, 2003); на региональном совещании по профилактике карантинных и других особо опасных инфекций, рабочем совещании ЦГСЭН по вопросам санитарной охраны территории Кавказа (Ставрополь, 2004); научно-практической конференции «Актуальные проблемы эпиднадзора за природно-очаговыми и особо опасными инфекциями в регионе Северного Кавказа» (Ставрополь, 2005); VIII межгосударственной научно-практической конференции «Чрезвычайные ситуации международного значения в общественном здравоохранении в решениях Санкт-Петербургского саммита «Группы восьми» и санитарная охрана территорий государств-участников Содружества Независимых Государств» (Саратов, 2007); совещании инфекционистов и эпидемиологов Южного федерального округа (Сочи, 2007); Всероссийской научной конференции, посвященной 80-летию со дня основания ФГУ «48 ЦНИИ Минобороны России» (Киров, 2008).
Публикации. Основные результаты диссертации изложены в 16 научных работах, одна работа - в издании из перечня ведущих рецензируемых научных журналов, утверждённых ВАК РФ и рекомендуемых для опубликования основных научных результатов диссертации на соискание искомой научной степени.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 149 страницах компьютерного текста и состоит из введения, обзора литературы, четырёх глав собственных исследований, заключения, выводов и списка литературы, включающего 360 источников, в том числе 271 работу отечественных и 89 работ зарубежных авторов. Материалы исследований иллюстрированы 13 таблицами и 3 рисунками.
Становление и развитие системы надзора за природными очагами чумы
Поскольку наличие этого специфичного образования коррелирует с экспрессией высокопатогенного фенотипа, ОП были названы «острова высокой патогенносте» (HPI) (Carniel Е. et al., 1996). НИ систематически находят у свежевыделенных штаммов Y. pestis (De Almeida А.М.Р; et.al.,. 1994), но он часто утрачивается при хранении (Feterston J.D: et al., 1992; De Almeida А.М.Р. et al., 1993; Buchrieser Є. et ah, 1998a ; Hare J.M:, McDonough K.A., 1999). У Y. pestis HPI- чёткий маркер высокой патогенности штаммов. НРГ у иерсиний способен к вырезанию из бактериальной хромосомы, формированию зписомальнойі молекулы, и реинсерции в хромосому бактерии (Buchrieser Є. et al., 1998 a, 1998b, 1999); При вырезании HPI? у Y. pestis также идёт делеция большого; хромосомного фрагмента ДНК длиной 102 kb, называемого «pgnr локус» - локус пигментации (pgm) - в: пределах которого находятся- гены, кодирующие белки, ответственные за адсорбцию, аккумулирование-гемина, биосинтез; сидерофоров.и транспорт железа, per цепциюпестицина,,который охватывает большую часть НРБ и тянется вправо более, чем на 68 kb (Fetheretston J.DI et al., 1992). Спонтанное вырезание pgm локуса происходит с очень высокой; частотой (2x10 ) путём гомологичной рекомбинации между двумя точными; копиями: фланкирующих IS 100 последовательностей (Fetheretston J.Di, Perry R.D;, 1994;,Podladchicova O.N. et al., 1994; Hare J.M., McDonough K.A.,. 1999; ParkhillXet al., 2001; Deng W. et al., 2002). Выявлено- несколько IS 100 - элементов,: по. одной-копии находятся в плазмидах pPst и pCad две;- в плазмиде pFra и до 30 копий- в хромосоме; В результате секвенирования» геномов двух штаммов, Y. pestis (Parkhill J. et al., 200 Г; Deng W. et al., 2002) идентифицирован; локус, обозначенный как. HPI-подобный элемент, вероятно, тоже кодирующий систему поглощения железа, но отличающийся по генетической организации от НРІ.
Геном чумного микроба содержит свыше 130 псевдогенов; включающих нуклеотидные последовательности генов, которые активны; у псевдотуберкулёзного микроба, но не способны экспрессироваться с образованием функционально активного белка у возбудителя чумы (Куклева Л.М. с соавт., 2007). Различия в профиле псевдогенов у разных штаммов возбудителя чумы могут быть обусловлены вставкой или потерей одного или нескольких нук-леотидов, а также встраиванием IS элемента, при этом повреждённые части генома могут фланкировать встроившийся IS элемент или могут быть удалены друг от друга вследствие геномных перестроек. При изучении генов YP01582 (лактопермеаза), YPO4008 (двухкомпонентная система сенсоркина-зы), YP01967 (порин) у 120 штаммов чумного микроба и 12 штаммов псевдотуберкулёзного микроба было показано, что аллели дикого типа выявлены у штаммов псевдотуберкулёзного микроба и у всех штаммов Y. pestis неосновных подвидов, что свидетельствует о более древнем эволюционном происхождении последних и их промежуточном положении между Y. pseudotuberculosis и основным подвидом Y. pestis (Куклева Л.М.. с соав., 2002). Набор псевдогенов коррелирует, с географическим происхождением штамма и может служить генетической меткой штаммов из одного очага чумы, что было доказано идентичностью профилей изученных псевдогенов у штаммов,- выделенных, в Центрально-Кавказском высокогорном и в Волго-Уральском степном природных очагах чумы (Куклева-Л.М. с соавт., 2007).
G использованием вычитательной гибридизации были идентифицированы шесть областей отличий (DRP) в геноме- Y. pestis размером от 46-до 19 т.п.н. Четыре из них были фланкированы IS-элементами, а их последовательности имели подобие с бактериальными генами, кодирующими белки синтеза жгутиков, ABC транспорта, токсичности для насекомых и функции бактериофагов. Наличие или отсутствие этих областей было показано для 78 штаммов чумного микроба разного географического происхождения. Наблюдалась значительная пластичность генома среди этих штаммов, предполагающая приобретение и утрату этих областей ДНК в ходе недавней эволюции Y.pestis. Профили DRF биовара orientalis отличались от таковых antiqua и mediaevalis, отражая более позднее происхождение этого биовара. В то
время как некоторые профили DRF были специфичны для antiqua и mediae valis, другие были присущи обоим биоварам (Radnedge L. et al., 2002). На основании метода гибридизационного анализа с использованием молекулярных зондов был выявлен различный генодактилоскопический профиль у штаммов одного подвида, циркулирующих на территории Забайкальского степного природного очага чумы. Генетические особенности штаммов были обусловлены генетически закреплённой адаптацией возбудителя чумы к определённому виду носителя, что представляет перспективы использования этого метода для изучения штаммов, выделенных в природных очагах, в которых произошла или происходит смена носителей (Горшков О.В. с соавт., 2000; Савостина Е.П. с соавт., 2007).
Антиген рН6 (PsaA) - один из основных факторов патогенности Y. pestis. Поверхностный белок рН6 антиген синтезируется в клетках Y. pestis в диапазоне температур 35 С - 41 С и в кислых условиях среды. Антиген рНб образует на клеточной поверхности чумного микроба пили адгезии, что обеспечивает адгезивную активность возбудителя в отношении эритроцитов и культивируемых эпителиальных клеток млекопитающих. Кроме того, он препятствует фагоцитозу (Бахтеева И.В. с соавт., 2007; Makoveichuk Е. et al., 2003). Вместе с тем, результаты недавних исследований не выявили различий в величинах LD5o штаммов «дикого» типа и сконструированных рНб " и рН6+ вариантов, что, по мнению авторов, может быть обусловлено компенсаторным усилением продукции одного или нескольких из восьми других пилевых адгезинов, опероны которых выявлены в геноме Y. pestis (Бахтеева И.В. с соавт., 2008).
Основанная на ПЦР система генотипирования, выявляющая дивергенцию локализации IS100 элементов в пределах генома Y. pestis, была использована для характеристики большой коллекции штаммов различных биова-ров и географического происхождения. На основе последовательностей штамма С092, был разработан набор из 27 локус-специфических праймеров для амплификации фрагментов между концом IS/00 и соседним геном.
Хронологические периоды изучения распространения штаммов чумного микроба в природном очаге на территории Прикаспийской низменности
Самый высокий уровень заболеваемости в мире1 - 6004 человека - был зарегистрирован в 1967 г., наименьший - 200 случаев - в 1981 г. Наибольшее число больных чумой выявлено в Азии (66,8% от мирового уровня), затем в Африке (17,7 %) и в Америке (15,5 %). Заболеваемость чумой в Азии в указанный период времени была обусловлена эпидемиями в Индии и Вьетнаме (Hum. Plag., 1991, 1992, 1993). В 1994 г. заболели 2935 и умерли 212 человек (Hum. Plag., 1994; Inform..., 1994), в 1995 г. - соответственно, 2861 и 137 (Hum. Plag., 1995). В 1996 г. 10 стран сообщили о 3017 больных и 205 умерших, в 1997 г. уже в 14 странах число больных чумой достигло 5419 человек, из которых 274 умерли (Hum. Plag., 1997, L998; Plag. Man., 1999). С 1997 г. по 2001 г. в 24 странах мира выявлены 15670 случаев заболевания чумой, 1108 человек умерли (летальность 7,7 %) (WER; 2003). При этом в период с 1990 г. по 1999 г. 80,3 % больных и 83,9 % умерших приходилось на Африку (WER, 2004). Всего с 1989 г. по 2005 г. в мире зарегистрированы 38310 больных (2845 умерших) чумой в 25 странах. При этом с начала 90-х годов отмечен рост заболеваемости на Африканском континенте в государствах, на территории которых в течение 30-50 лет отмечен межэпидемический период (Chanteau S. et al., 2000; WHO..., 2004). В Индии эпидемические осложнения по чуме регистрировались в 1994 г. и в 2002 г., в Индонезии - в 1997 г., в Алжире - в 2003 г. (WER, 2004; WHO..., 2004). В Объединенной Республике Танзании эпидемическая активность чумы проявляется с 1983 г., причем в период с 1983 г. по 1997 г. (Plag. Man., 1999) в государстве выявлены больных, из которых умерли от чумы 550 человек, что составляет 35,6 % и 30,3 % от числа больных и умерших, соответственно, в мире. С 1997 г. по 2001 г. здесь ежегодно регистрировались больные чумой - всего 6233-случая, из них 402 человека умерли (12,2 % и 16,7 %, соответственно, от уровней заболеваемости и смертности в Африке). Вспышка чумы в Ботсване в 1989 г. -1990 г. (впервые после 1951 г.) была обусловлена проникновением чумного микроба из природного очага в популяцию грызунов - комменсалов, что привело к заражению людей (172 человека заболели, из них 12 умерли). Примечательно, что описываемым событиям в Ботсване предшествовали экологические предпосылки: семилетняя засуха сменилась дождями, обусловившими обильный урожай в 1988 г., и последующим наводнением в 1989 г. (Plag. Man., 1999). В 2008 г. зарегистрированы эпидемические осложнения по чуме в Тибете; в 2009 г. правительство Китая было вынуждено объявить карантин в городе с населением 10 тыс. человек в связи с заболеванием легочной формой чумы 12 его жителей (ProMED:, 2009); в этом же году о спорадических случаях заболевания чумой сообщили и США (ProMED., 2009).
Многочисленными наблюдениями доказано, что первичная-эпидемиологическая опасность природных очагов болезней человека, в том числе чумы, может резко» измениться при тех или иных формах его хозяйственной деятельности (Ковалева Е.П. с соавт., 1982; Денисов П.С. с соавт., 1983; Ко-ренберг Э.И., Юркова Е.В., 1983; Варшавский С.Н. с соавт., 1986; Тихомиров ЭЛЬ, 1991; Волосивец СИ., Косовцев. В.А., 1997г Гражданов А.К., 1997; 2001г» Асваров Б.М. с соавт., 2001; Хамзин С.Х., 2001; Дятлов-А.И. с соавт., 2002; Vect. of dis., 2001; Randolph S.E., 2004; Wonham M.J., 2004; Zeller H.G., Shuffenesker I., 2004; Timothy E. F. et al, 2009). Так, хозяйственная деятельность человека в Северо-Западном Прикаспии, в Северо-Кавказском регионе, на территории стран Средней Азии и Казахстана осуществляется в условиях разной степени активности природных очагов чумы. Значимое изменение среды обитания? человека, антропогенное влияние на экосистемы при одновременном изменении «климатического рельефа», регистрируемые в послед ниє десятилетия, диктуют необходимость изучения потенциала адаптации и трансформации паразитарной системы при чуме в новых условиях.
Несмотря на то, что к исходу XX столетия были решены многие теоретические и практические вопросы в области проблемы чумы, более чётко обозначились и нерешённые вопросы: филогенетические взаимоотношения подвидов чумного микроба и других видов иерсиний; место и роль трансмиссивного пути циркуляции возбудителя чумы в эволюции его авирулентных форм; экология чумного микроба в межэпизоотический период; коадаптация чумного микроба с организмами носителей, переносчиков; причины дискретности эпизоотического процесса и возможные пути дальнейшей трансформации паразитарных систем природных очагов чумы. В дополнение к этим проблемам в настоящее время остро встаёт вопрос об изучении экологического воздействия антропогенных ландшафтов на здоровье человека: о прямом и опосредованном (и отдалённом) влиянии хозяйственной деятельности на загрязнение водоёмов, суши, истощение почв.
Современная обстановка в природных очагах чумы получила отражение в новых Международных медико-санитарных правилах (2005), согласно которым, случаи заболевания человека бубонной формой чумы не подлежат уведомлению ВОЗ. Вместе с тем, хорошо известно, что в условиях недостаточного эпидемиологического надзора и слабого медицинского обеспечения (Онищенко Г.Г. с соавт., 1996, 2003; Онищенко Г.Г., 2003; Грижебовский Г.М., 2006) возникновение малоэпидемичных клинических форм чумы может привести к тяжёлым последствиям. Очевидно, что в современных условиях в целях обеспечения надзора в природных очагах чумы и санитарной охраны территории наряду с традиционными направлениями научных исследований важнейшее значение приобретают генетический контроль циркулирующих штаммов чумного микроба и поиск их отличительных особенностей, позволяющих определить географическое происхождение штаммов, исследование качества жизни человека и состояния окружающей среды для разработки новых методов решения практических задач по комплексной оценке факторов риска и профилактике заражения человека чумой в природных очагах инфекции.
Динамика выделения возбудителей чумы и псевдотуберкулеза в Терско-Кумском междуречье Прикаспийского песчаного природного очага чумы
Затем наступил 30-летний межэпизоотический период, лишь в 1984 г. южнее селения Брянск удалось выявить заражённую чумным микробом песчанку. С этого года и до настоящего времени эпизоотии чумы здесь отмечали десять раз: в 1986 г., в 1992 г., в 1993 г., с 1996 г. по 2002 г. (ежегодно). Эпизоотии имели локальный характер, при этом обнаруживали зараженных чумным микробом переносчиков, носителей (единичных зверьков или двух-трёх особей на одном и том же участке). Эпизоотии чумы отмечали на трёх автономных песчаных участках: «Брянском», «Новочеченском» (высота 18,9 н.у.м.) и «Бахтемирском». Эти относительно небольшие территории разделены между собой десятками километров степи и сетью каналов. Примечательно, что в отдельные годы штаммы чумного микроба выделялись практически одновременно на всех трёх участках. Численность основного носителя - гребенщиковой песчанки - на названных территориях в течение последних 10-12 лет не достигала средних многолетних показателей.
В южной части междуречья расположен самый крупный песчаный массив - Терские пески общей площадью 600-700 тыс. га. На этой территории (на северо-западной окраине массива) впервые штаммы чумного микроба были выделены в 1993 г. от песчанок и их блох вблизи урочища «Степанов бугор». В 1995 г. эпизоотии чумы были зарегистрированы и на участке «Кречетов» (на 30 км южнее). Заражённых Y. pestis зверьков и их блох в Терских песках обнаруживали на самой западной окраине массива, с хорошо выраже-ной бугристостью песков.
Таким образом, к исходу первого десятилетия текущего века в каждом из ландшафтно-географических районов Терско-Кумского междуречья сформировались отдельные небольшие по площади участки со стойким проявлением чумы среди грызунов. Энзоотичные участки преимущественно расположены на востоке междуречья ближе к берегу Каспийского моря в пределах изогипс 10-25 м н.у.м., При этом два участка — «Ахкент» в Бажи-ганских и «ферма Свердлова» в Тереклинских песках - приурочены к нулевой изогипсе, а запад Терских песков (х. Кречетов, урочище «Степанов бугор») - к 100 м н.у.м.
Разлитые эпизоотии чумы в поселениях песчанок на территории Тер-ско-Кумского междуречья представляют собой редкое явление. Так, в течение 23 лет, начиная с 1980 г., лишь трижды были зарегистрированы интенсивные эпизоотии: весной 1980 г. в Бажиганских песках на участке «Ахкент», в мае-июне 1982 г. на участке «Емелькин бугор» (высота 21,4) и в 1988 г. на участке «Старый Бирюзяк». Первый и третий эпизоды проявления чумы были отмечены на территориях, охватывающих несколько сотен гектаров, каждый продолжительностью до двух месяцев с вовлечением в эпизоотический процесс грызунов разных видов. Эпизоотия, зарегистрированная в 1982 г., была пространственно ограничена поселением песчанок на площади нескольких гектаров, имела острый характер проявления - в течение нескольких недель были выделены 75 штаммов чумного микроба от песчанок и их блох. В другие годы эпизоотии чумы в Терско-Кумском междуречье имели локальный характер (при эпизоотологическом обследовании изолировали от одного до нескольких штаммов «чумного микроба с одного участка). Всего в. период с 1980 г. по настоящее время-штаммы чумного микроба были выделены в 18 секторах, при этом в 13 из них с разной периодичностью обнаруживали зараженных чумным микробом грызунов и блох. Так, в четырёх первичных секторах однократно выделяли возбудителя чумы от носителей или переносчиков; три сектора характеризовались дву- и трехкратными выделениями чумного микроба; в границах 2-х секторов штаммы Y. pestis изолировали от четырех до семи раз. Таким образом, доля участков, на которых с большим или меньшим постоянством выделяли чумной микроб при эпизоотологическом обследовании, составила около 10 % от всей обследованной территории Терско-Кумского междуречья. В первой половине анализируемого периода (с 1980 г. по 1984 г.) трижды отмечали повышенную эпизоотиче скую активность, затем с 1985 г. по 1991 г. в отдельные годы регистрировали вялые эпизоотии, а с 1992 г. до 2004 г. ежегодно выделяли чумной микроб или обнаруживали зверьков с антителами к фракции I возбудителя чумы. Современные эпизоотии чумы приурочены к зоне орошения, к приморской полосе, сопряжены со уровнем грунтовых вод и синхронизированы с повышением уровня Каспийского моря (Попов Н.В., 2002). Таким образом, устойчивая циркуляция возбудителя чумы наблюдалась на ограниченных участках определённых ландшафтов в пределах полупустынной и пустынной зон, где сочетание благоприятных для существования и поддержания активности очага абиотических и биотических факторов было наиболее оптимальным.
Временная характеристика интенсивности эпизоотического процесса в Терско-Кумском междуречье представляется следующей динамикой: в период с 1980 г. по 1991 г. отмечали мозаичное проявление чумы по всей территории лишь в весенние месяцы, однако, начиная с 1992 г. и до настоящего времени, штаммы чумного микроба изолировали и осенью (в октябре). Таким образом, как и в целом в Прикаспийском песчаном природном очаге чумы эпизоотический процесс в Терско-Кумском междуречье приобрёл прерывистый характер с двумя пиками проявления. Сложившийся ритм эпизоотии на этой территории в настоящее время является примером устойчивости паразитарной системы природного очага чумы и её приспособляемости в границах общей зонально-климатической приуроченности. Подтверждением этому являются результаты полевых наблюдений. Так, при проведении эпизоотологи-ческого обследования в апреле 2008 г. в девяти пунктах урочища «Элик-Тюбе» Терско-Кумского междуречья с 30 гребенщиковых песчанок были собраны 109 экз. блох Xenopsylla conformis. Впервые за 61 год наблюдений блохи этого вида были обнаружены значительно южнее их ареала. В конечном итоге распространение блох X. conformis к югу явилось прямым следствием расселения их хозяев - полуденной и гребенщиковой песчанок - на новой территории с формированием устойчивых поселений зверьков. Возможно, эти процессы закономерно отражают потепление климата на протяжении последних десятилетий. Ряд исследователей полагают, что 40 % рост количества и силы погодно-климатических аномалий в течение последних 20 лет может привести к смене местообитаний сочленов паразитарных систем трансмиссивных инфекций в целях сохранения видов и их экологических стандартов (Тарасевич И.В. с соавт., 2004).
Современные экологические и социально-экономические проблемы в Терско-Кумском междуречье
Дельта р. Терека занимает засушливую центральную часть плоскостной зоны Республики Дагестан, в связи с чем аридизация и опустынивание являются основной тенденцией эволюции её экосистем в естественных условиях (Эльпинер Л.И., 1998). Так, ещё в начале прошлого века суммарная площадь орошаемых земель составляла всего лишь 25 тыс. - 45 тыс. га (Османов М.О., 1996; Респуб. Дагестан, 2009) при общей площади дельты более 700 тыс. га. Орошаемые земли были приурочены преимущественно к населенным пунктам западной части междуречья. Общая площадь орошаемых земель в бассейне р. Терека к концу прошлого столетия достигла 650 тыс. га, из них 140 тыс. га приходились на дельтовую равнину. Однако одновременно с развитием орошения площадь земель с неблагополучной гидрогеолого-мелиоративной обстановкой неуклонно росла. В последние годы появляются всё больше наблюдений о влиянии стрессовых состояний почв на биоценозы и сроки деградации инсектицидов и ратицидов, а также других токсичных соединений в экосистеме почва - микроорганизмы — растение - грызун (Белоусов B.C., 2008). В связи с этим следует отметить, что в экспериментальных исследованиях по трансмиссивной передаче чумного микроба были выявлены особенности влияния родентицидов, инсектицидов на чумной микроб, в том числе в организме блохи, на векторную активность переносчиков (Попов В.А. с соавт., 1978; Брюханова Г.Д., 2004). Учитывая длительное интенсивное антропогенное загрязнение территории Терско-Кумского междуречья (нефтепродуктами, гербицидами, пестицидами в целях борьбы с вредителями сельского хозяйства), не представляется возможным исключить возможность изменения морфогенетической структуры популяции не только грызунов, но и блох, обусловленной аккумуляцией токсичных соединений в растениях, поступлением их в организм растительноядных грызунов и их блох. Однако существует и другая сторона проблемы антропогенного характера, связанная с возбудителем чумы. Согласно данным Н.В. Попова (2002), локальные и разлитые эпизоотии приурочены к автономным участкам природного очага чумы в зоне расположения линз грунтовых вод, причём, прослеживается-связь между уровнем грунтовых вод и сезонным режимом осадков. Роль участков с повышенной влажностью грунта в природной очаговости чумы доказана в ходе многолетних исследований (Гниловская KXF., 1987, 1991). Одним из вероятных объяснений этого феномена являются результаты современных полевых и лабораторных наблюдений (Малюга Н.Г. с соавт., 2008), которые свидетельствуют о том, что на участках переувлажнённых земель уже через несколько дней после переувлажнения отмечены значительное повышение окислительно-восстановительного потенциала в почве и появление восстановленного железа (Fe ). Авторами показано, что наличие Fe +2 в; почвенном комплексе существенно увеличивает гидрофиль-ность почвенной массы, что приводит к быстрому накоплению восстановленного железа, и набухаемость почвы. Развивается определённого рода взаимообусловленный процесс механизмауплотнения-почвы, ускоряющий её деградацию за счёт локализации влаги в замкнутых депрессиях, - неогенез почв под влиянием антропогенной нагрузки и климатических изменений (Малюга Н.Г. с соавт., 2008). Вместе с тем известно, что поглощение железа - жизненно важная необходимость для многих микроорганизмов, в том числе для возбудителя чумы. Принимая во внимание гипотезы о роли почвы, в механизме сохранения и существования, чумного микроба, которых придерживаются ряд исследователей (Дятлов А.И., 1989; Mollaret НІН., 1963; Baltasard М. et al., 1964), в том числе и новую гипотезу о роли биоплёнок Y. pestis в механизме энзоотии чумы (Попов Н.В. с соавт., 2008), а также сведения о наличии в геноме Y. pestis НРІ-подобного элемента, кодирующего поглощение железа, экспериментальные данные о повышении вирулентности Y. pestis для теплокровных в присутствии железа (Анисимов А.П., 2002), представляется уместным теоретически моделировать биологический эффект восстановленного железа в механизме инициации эпизоотии чумы в Терско-Кумском междуречье. Так, логично предположить, что повышенное содержание Fe +2 в увлажнённой почве имеет непосредственное отношение к возникновению эпизоотии чумы, обеспечивая высокую вирулентность её возбудителя для грызунов (учитывая факты выделения штаммов Y. pestis с преобладанием клеток, не проявляющих способности к пигментсорбции и нуждающихся в ионах железа для диссеминации трансмиссивным путём). Возможно, пусковой механизм возникновения эпизоотии чумы в локальных, приуроченных к гидрофильным участкам почвы, поселениях зверьков на территории Терско-Кумского междуречья в какой-то степени обусловлен высоким содержанием в почве ионов железа, поступающих по пищевой цепи в организм чувствительных и восприимчивых к возбудителю чумы теплокровных. Очевидно, что для изучения особенностей проявления эпизоотических циклов чумы и выработки долгосрочных прогнозов для конкретных ландшафтно-географических участков территории природного очага необходимы исследования по программе долговременных наблюдений с привлечением экологических и геохимических данных.
Произошли и серьёзные изменения в экономической сфере региона. Так, в современный период времени две трети урожая овощей и зерна обеспечиваются мелкими частными хозяйствами с использованием примитивной техники и нередко - ручного труда наёмных рабочих, что сопровождается увеличением количества площадок для временного хранения урожая. Резкое сокращение площадей, занятых под возделывание сельскохозяйственных культур, вызывает забурьянивание необрабатываемых полей, формирует благоприятные условия для заселения мелкими млекопитающими и мышевид-ными грызунами прилегающих к орошаемым полям территорий. При этом в месяцы наиболее активного проведения полевых работ (и проявления эпизоотии чумы) пропорционально увеличиваются контакты сельских жителей с природной средой, в частности, с носителями и переносчиками чумного мик роба. Так, в отдельных местностях (на востоке Бажигано-Тереклинских песков) в последнее десятилетие произошло расширение площадей земель, отведённых под бахчевые культуры. В благоприятные годы численность мышевидных грызунов здесь достигала высокого уровня - до 40-50 зв. на 100 ловушко-ночей. Подобные процессы отмечены в Кизлярском районе, вблизи с. Брянска, с. Нового Чеченя, где этому способствовало ещё и наличие сети поливных каналов с концентрацией на валах мышевидных грызунов. Превышение средней многолетней численности грызунов в два и более раз вследствие их массового размножения отмечено на локальных участках (бахчи, бурьяны, забурьяненные валы оросительных каналов) в Бажиганских песках осенью 2001 г. (14,5 зв. против 5,4 зв.); в Тереклинских песках верной 2001 г. (17,6 зв. против 3,9 зв.); или в Кизлярском районе осенью 2000 г. (16,5 зв. против 9,3 зв.).
