Введение к работе
Актуальность темы. Вирус гриппа типа А (ВГА) способен инфицировать различные виды животных, включая свиней, лошадей, морских млекопитающих и птиц, вызывая эпизоотии среди популяций сельскохозяйственных животных. Это, в свою очередь, наносит серьезный экономический ущерб и является угрозой здоровью человека (D.J. Alexander, 2000; T. Horimoto, 2001).
Определенную роль в распространении ВГА играют дикие перелетные птицы, у которых заболевание протекает, в основном, без проявления клинических признаков. Благодаря этому, сезонные миграции диких птиц способствуют переносу возбудителя на значительные расстояния (Д.К. Львов, 1979).
Считается, что основным природным резервуаром вируса гриппа являются дикие птицы водно-болотного экологического комплекса. В основном это птицы отрядов Гусеобразные (утки, гуси, лебеди и пр.) и Ржанкообразные (чайки, кулики). В настоящее время только от птиц были выделены варианты вируса гриппа, содержащие все известные на сегодняшний день 16 субтипов гемагглютинина и все 9 субтипов нейраминидазы в наибольшем числе комбинаций (V.S. Hinshaw et al., 1982; Y. Kawaoka et al., 1990; R.G. Webster et al., 1992; C. Rohm et al., 1996(a); R.A. Fouchier, 2005). В связи с этим, мониторинг вируса гриппа среди диких птиц данных групп позволяет изучить современное разнообразие вариантов вируса, оценить вероятную эволюционную тенденцию, а также изучить биологические свойства вновь возникающих вариантов. Это дает возможность принимать своевременные меры по контролю над распространением возбудителя.
Актуальность мониторинга вируса гриппа, в первую очередь у диких птиц, вызвана тем, что, начиная с 1997 года, в странах Юго-Восточной Азии и Китае начал формироваться эндемичный очаг вируса гриппа Н5N1-субтипа. Впоследствии вирус распространился по всему миру, вызывая вспышки заболевания в Азии, Европе, Африке. Вирус гриппа Н5N1-субтипа способствовал возникновению массовых эпизоотий домашних и диких птиц и являлся причиной заболевания и гибели нескольких сотен людей. Так, по данным ВОЗ на 03.06.2011 зарегистрировано 555 случаев инфицирования людей вирусом гриппа H5N1-субтипа, из которых 324 закончились летальным исходом (WHO, 2011).
В связи с этим очевидна необходимость проведения мониторинга вируса гриппа А в природных местообитаниях диких птиц, среди видов, наиболее важных в эпизоотологическом отношении, с точки зрения их участия в распространении вируса.
Особое значение в исследованиях ВГА имеет территория Центральной Азии, поскольку через данный регион проходят основные миграционные маршруты диких птиц между странами Юго-восточной Азии и Россией, объединяя огромные популяции диких птиц различных видов в данном регионе (E. Spackman, 2009). Этот факт не исключает вероятность заноса вируса гриппа на территорию России из очагов инфекции, находящихся в регионах, которые охватывают данные пролетные пути.
Помимо этого, физико-географическое положение Центральной Азии и экологические особенности орнитофауны данного региона могут создавать весьма благоприятные условия для реассортации геномов различных штаммов вируса гриппа. Это, в свою очередь, может способствовать увеличению гетерогенности вирусной популяции, появлению и распространению на различных территориях новых, ранее не описанных вариантов вируса гриппа (Д.К. Львов, 2004).
Следует также отметить, что подобные исследования на данной территории немногочисленны (Д.К. Львов, 2004; E. Spackman, 2009, Y.Sakoda, 2010). Имеющихся данных недостаточно, чтобы однозначно делать заключения о закономерностях эволюции и экологических особенностях ВГА на территории Центральной Азии.
Вышеперечисленные факты делают актуальными изучение экологии вируса гриппа А на территории Центральной Азии, разнообразия его вариантов, циркулирующих в популяциях диких птиц, а также исследование некоторых биологических свойств выделенных изолятов. Полученные результаты исследования вируса гриппа могут быть использованы при разработке диагностических тест-систем, вакцин и лекарственных препаратов. Также, данные исследования позволят оценить механизмы и пути распространения вируса, определить причины возникновения его новых вариантов, что обеспечит возможность прогнозировать эпизоотическую ситуацию.
Цель и задачи исследований. Цель работы – изучение биологического разнообразия вариантов вируса гриппа А, циркулирующих у диких птиц на территории Центральной Азии,
Для достижения цели необходимо было решить следующие задачи:
1. Осуществить эпизоотологический мониторинг вируса гриппа А среди диких птиц Центральной Азии с использованием комплекса диагностических исследований для определения разнообразия его циркулирующих вариантов.
2. Изучить основные биологические свойства выделенных изолятов вируса гриппа А.
Научная новизна. В ходе работы получены современные данные о циркуляции вируса гриппа А среди диких птиц Центральной Азии с 2003 по 2010 гг. Впервые в России выявлены наиболее важные в эпизоотологическом отношении территории в пределах Центрально-азиатского пролетного пути диких птиц. Представлены объединенные результаты эпизоотологического мониторинга на территории России, Монголии и Казахстана.
От диких птиц на территории Центральной Азии выделены 25 оригинальных штаммов вируса гриппа А семи различных субтипов, а также изучены их основные биологические свойства.
Три штамма вируса гриппа, выделенные во время эпизоотии среди диких птиц на оз. Убсу-Нур, были отнесены к H5N1-субтипам и являлись высокопатогенными для кур и мышей.
Впервые на территории Азии выделен вирус гриппа H13N8-субтипа (штамм A/Herring gull/Mongolia/454/08), ранее не описанный для исследованного региона. Доказана возможность его использования в диагностике (заявка на патент «Штамм вируса гриппа A/Herring gull/Mongolia/454/08/ H13N8-субтипа, используемый при получении антигенсодержащего субстрата и сыворотки для диагностических целей» с приоритетом изобретения № 2010138219 от 15.09.2010).
Теоретическая и практическая значимость. Полученные в данной работе штаммы вируса гриппа А можно использовать в диагностических целях в качестве антигенов и создания на их основе диагностических сывороток. Полученные в ходе исследования данные о биологических свойствах выделенных штаммов вируса гриппа А, а также информация об их хозяевах позволяют предполагать вероятные пути распространения вируса гриппа и, возможно, прогнозировать эпизоотическую ситуацию в различных регионах Азии.
Внедрение полученных результатов. Создана коллекция из 25 штаммов вируса гриппа А различных субтипов, выделенных на территории Центральной Азии в 2003-2010 гг. Данные штаммы приняты на патентное депонирование в коллекцию культур микроорганизмов ФГУН ГНЦ ВБ «ВЕКТОР».
По результатам работы 36 нуклеотидных последовательностей полных генов зарегистрированы в международной базе данных GenBank и могут в дальнейшем служить базой для конструирования праймеров и филогенетических исследований вируса гриппа А.
Апробация работы. Материалы диссертации доложены и одобрены на: международной научно-практической конференции “Zoonotic infectious diseases and tourism” (Улан-Батор 2009); международной телеконференции «Проблемы и перспективы современной медицины, биологии и экологии» (Томск, 2010); тринадцатом международном симпозиуме «XIII International Symposium on Respiratory Viral Infections» (Италия, Рим, 2011); международной конференции «Russian-German Conference «Molecular Basis of Infections»» (Новосибирск, 2011); третьем международном семинаре «The 3rd international Young Researcher Seminar for Zoonosis Control» (Япония, Саппоро, 2011); четвертой международной конференции «4th oxford international influenza conference «Influenza 2011» (Англия, Лондон, 2011); Второй международной конференции «Астана Биотех 2011» (Казахстан, Астана, 2011.)
Публикации результатов исследований. По теме диссертации опубликовано 13 работ, в том числе 5 статей в журналах, рекомендованных ВАК Минобразования РФ («Российский иммунологический журнал», «Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии», «Сибирский вестник сельскохозяйственной науки», «Молекулярная генетика, микробиология и вирусология»).
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 126 страницах машинописного текста, включает введение, обзор литературы, материалы и методы, результаты собственных исследований, обсуждение результатов исследований, выводы, список литературы и приложения. Диссертация иллюстрирована 13 таблицами и 6 рисунками. Список литературы включает 178 источников, в том числе 150 работ зарубежных авторов.
Основные положения, выносимые на защиту:
-
Результаты эпизоотологического мониторинга вируса гриппа А среди диких птиц Центральной Азии.
-
Результаты изучения основных биологических свойств выделенных изолятов вируса гриппа А.
Похожие диссертации на Биологическое разнообразие вариантов вируса гриппа A у диких птиц Центральной Азии
