Введение к работе
1 Актуальность темы
С момента открытия возбудителя листериоза (1891-1892 г.г.) интерес к болезни не уменьшился, а, наоборот, возрос. Об этом свидетельствует большое количество публикаций по этой проблеме специалистов, занимающихся изучением указанной болезни. В связи с выявлением в конце XX века контаминации пищевой продукции листериями и связанных с этим крупных вспышек пищевых инфекций человека, нередко заканчивающихся летальным исходом, листериоз с 1992 года в нашей стране причислен к группе эпидемически значимых эмерджентных болезней. В 2008 году начата официальная регистрация листериоза как особо опасной болезни животных, относящейся к сапрозооонозным инфекциям.
Как и для большинства возбудителей сапрозоонозов, характерной особенностью листериоза является его стационарность, которая обусловлена следующими факторами: уникальной экологической пластичностью листерий, наличием в стадах сельскохозяйственных животных-листерионосителей и существование природных очагов листериоза, в которых основным биологическим резервуаром, помимо грызунов, могут выступать и дикие животные. Об этом свидетельствуют многочисленные данные отечественных и зарубежных исследователей, установивших листерионосительство и восприимчивость к листериозу диких птиц, насекомоядных, зайцеобразных, некоторых парнокопытных, приматов и др. Однако в настоящее время до конца не определено какие виды диких животных могут выступать в качестве резервентов листериозной инфекции. Отсутствует единое мнение о роли рыб в поддержании стационарности листериоза.
Считается, что эколого-географические особенности территории являются важным фактором в развитии эпизоотического процесса [А.А. Конопаткин и др., 1984; СВ. Кашапова, 2007; А.Ю. Бондарев, 2010].
Для изучения экологии и эпизоотологии листериоза особый интерес
представляет густо заселенный людьми Центральный регион России с его
умеренно-континентальным климатом, многообразием флоры и фауны.
Проведенный в этом регионе в период с 1933 по 1972 г. комплекс работ по восстановлению и увеличению численности охотничьих видов животных с
учетом их интродукции, привел к значительному скоплению диких животных разных видов на ограниченных территориях [М.П. Павлов, 1974; В.И. Фертиков, 1998]. По данным учета «Центрохотконтроля» Минсельхоза России в 2007 г. в ЦФО РФ обитало лосей - 66,5 тыс., кабанов - 94,9 тыс., косуль - 41,6 тыс., благородных оленей - 8,4 тыс., пятнистых оленей - 21,4 тыс.
Многообразие и плотность населения популяций обитаемых видов холоднокровных животных наблюдается и в Иваньковском водохранилище -основном питьевом резервате г. Москвы, расположенном на территории трех областей Центрального региона России. В настоящее время в нем регистрируется 34 вида рыб, из них 7 - интродуценты.
Акклиматизация в регионе животных-интродуцентов, совместное использование водных и околоводных территорий, лесов, болот, пастбищ домашними и дикими копытными животными, а также попадание неочищенных стоков животноводческой индустрии в воды бассейна реки Волги способствуют заносу и распространению многих инфекционных агентов, патогенных для животных и человека, в том числе и листериоза. Длительное использование солонцов, мест подкормки животных также может служить одним из факторов поддержания и передачи листериоза у диких животных и эстафетного вовлечения их в эпизоотии [В.М. Фомушкин, 1988]. Поэтому многие вопросы инфекционной патологии, эпизоотологии, профилактики листериоза диких животных остаются неизученными, и в случае возникновения эпизоотии ветеринарная служба испытывает трудности в проведении действенных защитных мероприятий, что создает реальную угрозу биологической безопасности на территории Российской Федерации.
Перечисленные выше обстоятельства явились основополагающими в выборе темы диссертационной работы.
Степень разработанности проблемы
Целенаправленно работ по изучению вопросов естественного носительства листерии в природных популяциях холодно- и теплокровных животных, обитающих на территории РФ, не проводилось. Как правило, единичные данные об обнаружении листерии у представителей дикой фауны являются сопутствующим результатом мониторинговых исследований других заболеваний животных и человека, при которых дикие животные могут являться природным резервуаром.
Из 50 видов диких животных, установленных в качестве естественных листерионосителей, обитавших на территории бывшего СССР, лишь 4 вида животных представлены дикими парнокопытными - кабан, джейран (Азербайджан), косуля (Белоруссия) и сайга (Эстония) [А. М. Ханкишиев, 1959; В.А. Адамович, И. Ойцось, 1963; В.В. Тилга, 1964]. Наибольших результатов в изучении этого вопроса добились зарубежные ученые, показавшие носительство и заболевание листериозом таких диких парнокопытных животных как американский лось Alces alces, косуля Capreolus capreolus, лань Dama dama, белохвостый олень Odocoileus virginianus, жираф Giraffa camelopardalis, лама Ьама glama и др. [R. Archibald, 1960; D.O. Trainer, J.B. Hale, 1964; F. Lemenes et al., 1983; L. Eriksen et al, 1988].
Относительно недавно появились сведения о том, что различные виды гидробионтов, обитающие в акваториях водоемов РФ, также являются резервуарами листерий [Е.А. Зайцева и др., 2002; И.А. Беленева, Э.Ф. Масленникова, 2002; Г.Л. Сомов и др., 2002; Л.Б. Мухина, 2002; В.Е. Терехова и др., 2006; Е.А. Зайцева, 2010 и др.]. Проводимые на территории РФ работы, в основном, посвящены изучению вопросов естественной зараженности морских гидробионтов и искусственно культивируемых моллюсков.
Также отсутствуют сведения о распространении листерий в пресных водоемах у представителей ихтиофауны и популяционных группировках диких парнокопытных, обитающих на территории Центрального региона РФ, их биологических характеристиках и роли в поддержании стационарных очагов листериоза.
Цель и задачи исследований
Целью данной работы является изучение природно-антропогенных предпосылок формирования очагов листериоза на территории Центрального региона России с участием представителей наземной и пресноводной фауны; биологических и генетических особенностей изолятов L. monocytogenes, выделенных от диких животных и из объектов внешней среды; разработка на основе полученных данных мероприятий по профилактике листериоза и предупреждению распространения листерий среди диких животных.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
-
Провести сравнительный анализ природно-географических характеристик Московской, Тверской, Калужской и Владимирской областей.
-
Изучить особенности природных очагов листериоза, их гостальность, ландшафтно-географическую приуроченность, влияние социально-экономических факторов на формирование аутохтонных и антропургических очагов в различных административных областях Центрального региона России.
-
Выявить экологические связи листерий патогенных и непатогенных видов с представителями наземной и водной фауны.
-
Установить источники и пути передачи листерий в фауне Тверской, Московской, Калужской, Владимирской областей и определить факторы риска их распространения.
-
Изучить биологические и молекулярно-генетические особенности изолятов Listeria monocytogenes, выделенных у представителей дикой фауны и из объектов внешней среды с целью установления их экотиповой принадлежности.
-
Определить патогенный потенциал изолятов Listeria monocytogenes, выделенных из различных объектов наземной и водной экосистем.
-
Разработать классификацию Listeria monocytogenes по степени патогенности и на ее основе дать оценку эпидемической и эпизоотической значимости изолятов листерий, выделенных в дикой фауне.
-
Обосновать и разработать на основании полученных данных мероприятия по профилактике листериоза в природных популяционных группировках холодно- и теплокровных животных.
Научная новизна работы
Впервые установлено, что популяционные группировки 3 видов диких парнокопытных и 8 видов гидробионтов, обитающих на территории Центрального региона России, являются резервентами листерий непатогенных и патогенных видов. Последние участвуют в поддержании стационарных очагов листериоза. Показано, что на распространение листерий в популяциях диких парнокопытных и в водных экосистемах оказывает влияние хозяйственная деятельность человека.
Впервые в РФ разработаны:
классификация L. monocytogenes по вирулентности для аутбредных белых мышей, позволяющая оценивать патогенный потенциал листерий и прогнозировать их эпидемическую и эпизоотическую значимость;
двухфазная дифференциально-диагностическая питательная среда, позволяющая не только выявлять гемолитическую активность патогена, но и дифференцировать штаммы/изоляты листерий по уровню экспрессии основного фактора их патогенности - LLO (патент на изобретение № 2318022 от 27.02.08
г.);
- мероприятия по профилактике листериоза среди диких животных,
позволяющие обеспечить повышение уровня биологической безопасности в
различных субъектах Центрального региона России.
Выявлено, что пребывание листерий в организме диких холодно- и теплокровных животных не приводит к изменению их биологических свойств -биологические характеристики и патогенный потенциал выделенных изолятов L. monocytogenes соответствуют свойствам эпидемически и эпизоотически значимых штаммов листерий.
На основании сравнительного изучения антибиотикограмм штаммов/изолятов L. monocytogenes установлена связь природных и антропургических очагов листериоза.
Молекулярно-генетическими исследованиями установлено генетическое разнообразие циркулирующих вариантов L. monocytogenes в популяциях наземных и водных диких животных, что свидетельствует о различных источниках поступления листерий в фауну Центрального региона РФ.
Анализ результатов изучения фенотипических свойств и генетических характеристик, выделенных изолятов листерий, позволил установить циркуляцию одних и тех же клональных вариантов в популяционных группировках холодно- и теплокровных животных и их филогенетические отношения, свидетельствующие об обмене изолятами между ними.
Теоретическая и практическая значимость результатов исследований
В результате проведенных исследований выявлена роль отдельных видов диких животных, обитающих на территории Центрального региона России, в поддержании стационарных очагов и полигостальности листериоза, влияние хозяйственной деятельности человека на распространение листерий в
популяциях наземных и водных животных. Научно обоснована необходимость проведения мониторинга и разработка мероприятий по профилактике листериоза среди диких животных, способствующие обеспечению биологической безопасности в Центральном регионе РФ. Оценен потенциал патогенности изолятов L. monocytogenes, циркулирующих в популяциях холодно- и теплокровных диких животных и их эпидемическая и эпизоотическая значимость.
Разработан способ дезинфекции подкормочных площадок для диких животных с применением безопасного биоцида из класса третичных амминов, позволяющий обеззараживать поверхностные слои грунта подкормочных площадок от возбудителей инфекционных болезней животных, относящихся к 1-2 группам устойчивости к дезинфекционным средствам.
На основании полученных данных разработаны и одобрены Ученым советом ГНУ ВНИИВВиМ Россельхозакадемии и Отделением ветеринарной медицины Россельхозакадемии 4 методических рекомендации, одно методическое наставление и «Мероприятия по профилактике листериоза среди диких животных в Государственных комплексах «Завидово» и «Таруса» Федеральной службы охраны Российской Федерации.
Основные положения диссертационной работы, выносимые на защиту
Формирование природных очагов листериоза в условиях Центрального региона России происходит под действием природно-географических и социально-экономических факторов с участием популяционных группировок диких парнокопытных и пресноводных гидробионтов.
Дезинфекция поверхностных слоев грунта подкормочных площадок для диких животных с применением современного безопасного бесхлорного биоцида из класса третичных аминов как основа профилактики распространения листериоза в дикой фауне.
Биологические характеристики (культурально-морфологические, биохимические, генетические, антигенные и патогенные) изолятов L. monocytogenes, выделенных в дикой фауне Центрального региона России, свидетельствующие об отсутствии экотиповой принадлежности культур.
Неоднородность вида L. monocytogenes в проявлении вирулентных
свойств в отношении аутбредных белых мышей и патогенный потенциал выделенных изолятов листерии как критерий оценки их эпидемической и эпизоотической опасности.
Генетическое разнообразие изолятов L. monocytogenes, циркулирующих в природных популяциях наземных и водных животных, - результат множественности источников поступления листерии в фауну Центрального региона России.
Филогенетические отношения изолятов L. monocytogenes, циркулировавших в популяциях домашних, диких, полудиких животных и объектах внешней среды на территории бывшего СССР и России в период с 1943 по 2009 г.г.
Пути реализации
Результаты исследований могут быть использованы при планировании и проведении научно-исследовательских и санитарно-профилактических работ в природно-охранных территориях, охотничьих хозяйствах, пресноводных водоемах других регионов РФ, в учебно-педагогическом процессе при подготовке специалистов биологических, медицинских и ветеринарных профессий, а также курсах повышения квалификации ветеринарных специалистов.
«Мероприятия по профилактике листериоза среди диких животных в Государственных комплексах «Завидово» и «Таруса» Федеральной службы охраны Российской Федерации внедрены приказами ФСО России (№№ 282 и 134 от 15.08.2011 и 01.09.2011 г.) в практику этих природно-охранных территорий.
Степень достоверности и апробация результатов
Достоверность результатов подтверждена статистической обработкой данных, корреляционным анализом, актами комиссионных испытаний и патентом.
Основные положения диссертационной работы и методическая основа ее выполнения доложены и обсуждены на заседаниях Ученого совета ГНУ ВНИИВВиМ Россельхозакадемии, Научно-технического совета Национального парка «Завидово» ФСО РФ, секции Инфекционная патология Отделения ветеринарной медицины Россельхозакадемии (2007-2012 гг.), представлены на
международных и региональных научно-практических конференциях: XVI Московский Международный Конгресс по болезням мелких домашних животных (Москва, 2008); Международная научно-практическая конференция «Проблемы аграрной науки и образования» (Тверь, 2008); 29-й Международный конгресс биологов и охотоведов (Москва, 2009); Международная научно-практическая конференция «Актуальные вопросы аграрной науки и образования» (Ульяновск, 2009); II, III и IV Ежегодный Всероссийский конгресс по инфекционным болезням (Москва, 2010, 2011, 2012); Международная научно-практическая конференция, посвященная 60-летию факультета охотоведения им. В.Н. Скалона «Охрана и рациональное использование животных и растительных ресурсов» (Иркутск, 2010); Всероссийская научно-практическая конференция с международным участием «Актуальные проблемы болезней, общих для человека и животных» (Ставрополь, 2012); Международный симпозиум по проблемам листериоза IZOPOL XVII и XVIII (Португалия, 2010 и Индия, 2013).
В рамках выполнения диссертационной работы опубликовано 28 печатных работ, из них 13 в журналах рекомендованных ВАК РФ для публикации материалов докторских и кандидатских диссертаций, 5 тезисов в зарубежных изданиях, 2 монографии, изданные отечественными и зарубежными издательствами. Приоритетность результатов исследований подтверждена 1 патентом РФ на изобретение.
В 2010 году работа по мониторингу листерий в дикой фауне и разработке мероприятий по профилактике листериоза среди диких животных удостоена диплома и медали «Золотой микроскоп» X Сибирской ветеринарной конференции (г. Новосибирск), в 2012 году - премии ФСО России «Золотой мерлон» в номинации наука.
Личный вклад автора в выполнение работы
Основной объем исследований проведен автором самостоятельно, участие соавторов отражено в совместно изданных научных публикациях и монографиях. При выполнении отдельных этапов работы оказывали научно-методическую и практическую помощь: сотрудники ГНУ ВНИИВВиМ Россельхозакадемии д.б.н., профессор Ю. О. Селянинов, д.в.н., профессор Е.М. Хрипунов; сотрудники «Государственного комплекса «Завидово» ФСО РФ
д.б.н., профессор В. И. Фертиков, к.б.н. Н. А. Полякова, к.в.н. М.С. Воронин; сотрудники «Государственного комплекса «Таруса» ФСО РФ к.в.н. А.Н. Воличев и В.М. Шевцов, за что автор выражает свою искреннюю признательность и благодарность.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, 5 глав собственных исследований, заключения, выводов, практических предложений, списка использованной литературы и приложений. Работа изложена на 244 страницах машинописного текста, иллюстрирована 33 таблицами, 8 диаграммами и 10 рисунками. Список цитированной литературы включает 327 источников, из которых 116 иностранных авторов.
