Содержание к диссертации
Введение
ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 7
2.1. Основные особенности современной эпизоотологии сибирской язвы 7
2.2. Основные особенности современной эпизоотологии бешенства 20
2.3. Методы анализа пространственных данных 31
3. СОБСТВЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ 40
3.1. Материалы и методы исследования 40
3.2. Разработка электронного кадастра болезней животных на платформе реляционной системы управления базами данных 43
3.3. Статистико-математический анализ данных электронного кадастра 52
3.4. Методика цифровой картографии в эпизоотологическом исследовании 62
3.5. Основные результаты эпизоотологического анализа 78
4. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ 82
5. ВЫВОДЫ 88
6. ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ 90
7. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
- Основные особенности современной эпизоотологии сибирской язвы
- Основные особенности современной эпизоотологии бешенства
- Материалы и методы исследования
Введение к работе
Контроль эпизоотической обстановки по бешенству и сибирской язве, относящимся к числу опасных зооантропонозов, был и остаётся важной задачей ветеринарной службы.
В последние годы наблюдается подъем эпизоотии бешенства в целом ряде регионов России, Складывающаяся ситуация позволяет говорить о новом этапе эволюции эпизоотического процесса. Это вызвано несколькими причинами; в связи с развалом охотничьего промысла заметно повысилась плотность популяций лисиц и волков, активизировался процесс синантропизации диких хищников. Одновременно снизилась возможность контроля условий содержания домашних животных, в городах и селах возросла численность собак и кошек, в том числе и безнадзорных. Как следствие, стали возможными крупные вспышки бешенства в самых разных частях РФ-Эпизоотическую ситуацию по сибирской язве можно охарактеризовать как стабильную. Этому в большой степени способствовали широкие масштабы профилактической иммунизации животных. Однако опасность заражения животных сибирской язвой сохраняется. Бытующие в настоящее время бесконтрольность природопользователей» нарушения ветеринарно-санитарных правил, невозможность постоянного контроля множества личных хозяйств не позволяют ослаблять внимание к проблеме профилактики сибирской язвы.
В сложившейся ситуации оперативный и детальный мониторинг изменений эпизоотической обстановки служит механизмом повышения эффективности профилактических мероприятий, обеспечения рационального использования имеющихся ресурсов.
Проведение всестороннего анализа географического распространения сибирской язвы и бешенства позволяет составлять наиболее точные обзоры и прогнозы эпизоотической ситуации.
Цель и задачи исследований.
Целью исследований была разработка современной технологии обработки пространственно-распределённых данных для обеспечения мониторинга изменений эпизоотической обстановки и анализа полученной информации.
В число основных задач исследований входили:
- разработка методики конструирования приложений баз данных по инфекционным болезням.
- формирование компьютерного банка кадастровых данных по сибирской язве и бешенству.
- формирование компьютерного банка данных по численности животных и данных природно-сельскохозяйственного районирования.
- разработка методики статистического анализа данных непосредственно в сконструированных приложениях и в специализированных программах,
- разработка технологии компьютерного картографирования кадастровых данных.
Научная новизна работы.
Разработаны электронные кадастры пунктов, неблагополучных по сибирской язве и бешенству, обеспечивающие автоматизацию процессов ввода, хранения, поиска и обработки эпизоотологических данных.
В едином компьютерном банке собраны эпизоометрические данные и географическая информация, что позволяет проводить сопряжённый анализ показателей заболеваемости животных и характеристик особенностей неблагополучных территорий.
Базы данных по сибирской язве и бешенству животных легли в основу геоинформационной системы по этим заболеваниям. Отработанные элементы ГИС позволили автоматизировать процесс картографирования и существенно расширить набор инструментов пространственного анализа эпизоотологической информации.
Практическая значимость работы.
Результаты обработки и анализа кадастровых данных использованы при подготовке годовых обзоров и прогнозов ситуации по сибирской язве и бешенству за 2000, 2001, 2002 и 2003 гг., а также информационного бюллетеня «Сибирская язва» за 2000 г.
Разработка технологии компьютерного картографирования обеспечила подготовку картосхем для ежемесячных оперативных обзоров ситуации бешенства, представляемые с января 2001 года в Департамент и региональные управления ветеринарии. Начиная с 3-го квартала 2001 года, Европейскому центру ВОЗ представляли цифровые карты, отражающие локализацию случаев бешенства в Европейской части РФ.
Апробация работы.
Результаты исследований доложены и обсуждены на заседаниях Учёного Совета ВИЭВ в 2002 и 2003 гг., доложены, обсуждены и одобрены на заседании секции «Инфекционная патология животных» Отделения ветеринарной медицины Россельхозакадемии 6 июня 2002 г. (протокол №2).
Публикации.
По материалам исследований опубликованы 3 статьи, информационный бюллетень «Сибирская язва» и 9 квартальных информационных сводок в бюллетене Европейского центра ВОЗ по бешенству «Rabies Bulletin Europe» .
Основные положения, выносимые на защиту.
1. Разработка приложений баз данных о неблагополучных пунктах, случаях инфекционных болезней животных и географических факторах (на примере сибирской язвы и бешенства),
2. Методика компьютерного статистического анализа банка кадастровых данных,
3. Технологии картографического анализа кадастровых данных, включая технологию ГИС (геоинформационной системы).
Основные особенности современной эпизоотологии сибирской язвы
Современный ареал сибирской язвы сельскохозяйственных и диких животных охватывает все континенты (A, Perone, L, Gelosa, 1982; BJL Черкасский, 1983; ILH. Бургасов, ПИ. Рожков, 1984).
Однако, уровень заболеваемости в различных частях мирового ареала сибирской язвы не равномерен (Б.Л. Черкасский, 1983, 2002; В. Velimirovic, 1984; РХ, Chiodini, 1984; М, Hugh-Jones, 1996; И.А. Бакулов, В,А. Гаврилов, В.В. Селиверстов, 2001). Напряжённая эпизоотическая ситуация по антраксу животных наблюдается в странах Азии — в центральной и южной её частях, в западной и центральной Африке, в Южной Америке. В странах Западной Европы заболеваемость сибирской язвой растёт в направлении с севера на юг: наиболее неблагополучно Средиземноморье - Греция, Италия, Испания, Албания, Румыния. Низок уровень заболеваемости в странах Северной Америки и Австралии и болезнь отсутствует в ряде островных государств - Новой Зеландии, Исландии, Тайване, Кубе и др,
В России, по имеющимся архивным данным, в XIX и начале XX века сибирская язва была одной из самых опасных болезней и охватывала значительную часть страны. В начале двадцатого века в России ежегодно заболевало 40 000 - 60 000 голов скота (Н.А, Михин, 1942), Причём эти данные не включают сведения о заболеваемости оленей в северных районах, среди которых падёж от сибирской язвы достигал 200 000 голов в год, В 57 из 60 губерний России антракс регистрировался среди людей. По данным официальных отчётов медицинского департамента Министерства внутренних дел (Н.Н, Мари, 1916), в 1900-1914 гг. в России ежегодно заболевало 15 000 - 20 000 человек.
Массовые заболевания животных и людей сопровождались формированием многочисленных стационарно неблагополучных пунктов с почвенными очагами инфекции (CherkasskiyB.L., 1996).
По мере введения и совершенствования противоэпизоотических мероприятий, уровень заболеваемости сибирской язвой в стране стал резко снижаться и к настоящему времени в России сибирская язва встречается в виде спорадических случаев или небольших вспышек (И.А. Бакулов, В.А. Ведерников, В.А. Гаврилов и др., 1998).
Наиболее значимо этому способствовало введение повсеместной вакцинации животных и особенно внедрение в практику высокоэффективной вакцины из штамма 55-ВНИИВВиМ (НА. Бакулов, В.А. Гаврилов, В.В Селиверстов, 2001).
Однако полностью искоренить болезнь существующими ветеринарными методами не удаётся. Хотя большая часть ранее неблагополучных территорий в настоящее время молчит, ряд территорий характеризуется регулярным проявлением болезни. Это позволяет говорить о наличии современных географических закономерностей распространения сибирской язвы.
Почти все территории особо высокого риска заражения животных находятся в степной или лесостепной зоне в местностях, которые характеризуются преобладанием чернозёмов разных подтипов (Бакулов И.А. Гаврилов В.А,, Селиверстов В.В., 2001).
На связь неблагополучия территорий с характером расположенных там почв указывают многие исследователи.
Преимущественно неблагополучны районы с преобладанием почв тяжёлого механического состава -глинистых и суглинистых. В районах с песчаными почвами заболеваемость почти полностью отсутствует (Р. А. Цион, 1930; Э. Пебсен, 1958; К.П. Ергаев, 1968; А,В. Пашкевичене, 1971; В.А. Косарев, 1972; Ю. М. Скороходов, 1986).
Наиболее часто отмечается связь заболеваемости животных с высоким содержанием в почве гумуса (М.А. Цуркан, Т.И. Помирко, 1970; А.И. Хомяков, Д.Д. Шахов, К.С. Панкратова, 1972; Б.Л. Черкасский, 1975; М.Я. Семенов, С-Б. Симонович, Р.А. Брудный, 1979; Б.Ш. Шоисматуллоев, Ш.Ш. Шаншоев, М.С. Вермул, 1979; Н.И. Хотько, 1981; В.И. Прометной, Т.Ф. Богданова, 1984; Г,М. Попов, ЮТ. Киреев, М.С. Осипова, В.А. Уланская, 1985; E.D. Weinberg, 1987).
Основные особенности современной эпизоотологии бешенства
Географическое распределение бешенства в мире характеризуется как нозоареал глобального масштаба. Количество стран, в которых регистрируется бешенство, как и количество стран, свободных от бешенства, из года в год неравнозначно, ситуация подвержена периодическим флюктуациям, в целом незначительным в рамках глобального нозоареала (В.В. Макаров, 2002),
Масштаб эпидемий и эпизоотии бешенства в мире чрезвычайно велик. По данным ВОЗ, гидрофобия относится к одной из важнейших причин смертности в категории заразных болезней (F, Mezlin, 1995)- Каждый год в мире регистрируется до 1 млн, случаев бешенства животных и от 35 до 50 тысяч случаев заболевания людей,
К вирусу бешенства чувствительны все виды теплокровных животных. Однако степень чувствительности животных разных видов к вирусу бешенства неодинакова-Комитет экспертов ВОЗ рекомендует различать чувствительность к бешенству как чрезвычайно высокую, высокую, среднюю и низкую. В группу чрезвычайно высокой чувствительности относят лисиц, волков, койотов, шакалов, ласок, кенгуровых крыс, хлопковых крыс, полёвок. Домашняя кошка, енот, летучая мышь, различные виды грызунов относятся к группе с высокой чувствительностью- Человек, собака и большинство видов сельскохозяйственных животных обладают средней чувствительностью. Низкая чувствительность наблюдается у опоссума.
Бешенство относят к природно-очаговым инфекциям. Согласно определению Е.Н. Павловского (1960) природная очаговость обусловлена способностью возбудителя неограниченно долгое время существовать в природных условиях независимо от человека, как по ходу своей эволюции, так и в настоящий период. Особенность бешенства заключается в том, что оно относится к нетрансмиссивным природно-очаговым инфекциям. Возбудитель передаётся прямым контактом, в результате укуса или ослюнения поврежденных наружных слизистых оболочек или кожных покровов.
Основным резервуаром, переносчиком и источником заражения (основные хозяева) служат домашние и дикие плотоядные животные определённых видов, а в некоторых районах мира - летучие мыши. На популяции основных хозяевах замыкается эпизоотическая цепь, при этом они определяют характер эпизоотии. (В.А. Ведерников, В.А. Седов, Э.В. Ивановский, 1974).
Животные остальных восприимчивых видов (дополнительные хозяева) становятся биологическим тупиком инфекции,
К настоящему времени предложено несколько классификаций очагов бешенства, основанных на дифференциации по характеру очагов, циркуляции возбудителя, виду основного хозяина. М.А. Селимов и AT, Татаров (1982) различают:
1) естественные природные очаги рабической инфекции.
2) Антропургические очаги.
По видовой принадлежности основного хозяина авторы дополнительно проводят классификацию естественных природных очагов:
1) реликтовые очаги, поддерживаемые главным образом волками;
2) новые очаги лисьего бешенства;
3) арктическое бешенство;
4) бешенство летучих мышей с самостоятельным циклом инфекции. Ю-Н- Щербак, (1981) в соответствии с принятой классификацией очагов зоонозиьгх инфекций выделил следующие очаги бешенства:
1) Природные очаги бешенства, в которых самостоятельная циркуляция вируса осуществляется в популяциях диких плотоядных животных или в популяциях кровососущих и насекомоядных летучих мышей (бешенство диких животных).
2) Антропургические очаги бешенства, в которых самостоятельная циркуляция вируса осуществляется в популяциях одомашненных животных в искусственно созданной человеком экологической среде (городское бешенство). Основным источником возбудителя и распространителями болезни в антропургическом очаге являются бродячие и безнадзорные собаки. 3) Природно-антропургические (смешанные) очаги бешенства, в которых осуществляется обмен вирусом между популяциями диких и одомашненных животных.
Материалы и методы исследования
Работа выполнена в 2001-2003 гг. в лаборатории общей (ныне — статистической) эпизоотологии ВИЭВ в рамках задания 02.01Л 9 РНТП. Необходимую для решения поставленных задач базу исходных данных формировали за счёт архива лаборатории (с 1970 г,) и путем анализа официальных отчётов о заразных болезнях животных формы 1-вет., отчётов о работе ветеринарных лабораторий формы 4-вет. и объяснительных записок к ним- Использовали также материалы оперативных донесений» поступающих с мест в Департамент ветеринарии и в ВИЭВ, и материалы доступных публикаций по изучаемым проблемам.
На платформе Microsoft Access были разработаны приложения баз данных по сибирской язве и бешенству,
В созданный компьютерный банк данных по сибирской язве вошла доступная информация по эпизоотическим вспышкам на всей территории РФ за период 1981 - 2003 п\: дата, название, административная принадлежность и предшествующий эпизоотический статус населённого пункта, вид и число заболевших животных, их принадлежность, данные о вакцинации.
Компьютерный банк данных по бешенству формировался по сведениям о регистрации случаев болезни в Смоленской и Воронежской областях за период с 1991 по 2003 гг.
Учитывались дата, место возникновения эпизоотического очага, вид и число заболевших животных.
Одновременно был сформирован единый компьютерный банк географической информации, в который вошли данные об административно-территориальном делении РФ, природно-сельскохозяйственном районировании с описанием зон — провинций - округов и численности поголовья сельскохозяйственных животных по регионам РФ за каждый год, начиная с 1951 года. По каждому административному району представлена следующая информация: теплообеспеченность, коэффициент увлажнения, биологический коэффициент, тип рельефа и преобладающий тип почв;
- общая площадь и площадь угодий (лес, поле, болото);
- общее число, названия и административный статус всех населённых пунктов.
В банк данных по бешенству дополнительно вошла численность поголовья лисиц по районам и угодьям за 1998 -2002 гг. (по материалам ГУ Центрохотконтроль).
При проведении ретроспективных исследований был использован компьютерный банк кадастровых данных о стационарно неблагополучных по сибирской язве пунктах Российской Федерации (совместной разработки с Центральным НИИ эпидемиологии), В кадастре представлены данные о 70309 вспышках сибирской язвы с 1901 по 2003 гг. Эти данные включают название субъекта Федерации, административного района, сельсовета, населённого пункта и год регистрации вспышки.
Полученные в ходе работы банки данных продолжают постоянно пополняться за счёт поступающих сведениях о новых вспышках болезней, продолжения работы с архивами, обработки информации о проведении профилактической иммунизации животных.
Статистический анализ собранных данных проводился в статистических модулях программы Microsoft Excel и в специализированных программах - SPSS и Statistical
Для изучения географического распространения болезней, продвижения волн эпизоотии, выявления пространственных связей эпизоотического процесса с предполагаемыми причинными факторами среды использовали методы цифровой картографии. Эпизоотологические карты строили двумя методами: путём редактирования оцифрованных географических карт и конструированием цифровых карт в географической информационной системе (ТИС) При выполнении этого этапа работы было использовано следующее программное обеспечение: графический редактор растрового изображения Adobe Photoshop, редактор векторного изображения Adobe Illustrator, настольная ГИС компании ESRJ - Arc View GIS.
Исходным картографическим материалом послужили почвенные и ландшафтные карты России, оцифрованные с оригинальных географических карт на бумажной основе, и коллекция векторных электронных карт регионов России масштабов 1:200 000 и 1:1 000 000, фирмы ИНГИТ, В формате ГИС использовалась цифровая топографическая карта на территорию РФ, соответствующая масштабу 1:1 000 000, компании ДАТА+.
Построение эпизоотологических карт проводилось по результатам запросов в сформированных приложениях баз данных по сибирской язве и бешенству.
Работа проводилась на компьютере следующей конфигурации: Intel Pentium 4-2200/512 DDR/120 GB/32 MB, под управлением Windows 2000,
