Введение к работе
Актуальность темы
Серьезной проблемой контроля эпидемической активности природных очагов вирусных инфекций является чередование периодов относительного эпидемического благополучия с труднопредсказуемыми периодами роста заболеваемости. Так, в последние два десятилетия в России не только отмечались периодические существенные подъемы и спады заболеваемости населения такими традиционными формами, как клещевой энцефалит (КЭ) и геморрагическая лихорадка с почечным синдромом (ГЛПС), но и активизировались после длительного периода покоя природные очаги лихорадки Западного Нила (ЛЗН), Крымской-Конго (КГЛ) и омской (ОГЛ) геморрагических лихорадок.
В Российской Федерации ГЛПС по показателям заболеваемости лидирует среди зоонозных вирусных инфекций, и занимает одно из первых мест среди всех природноочаговых болезней человека (Tkachenko et al., 1998). При этом абсолютное число случаев заболевания — 97% — приходится на Европейскую часть России, 3% - на Азиатскую часть, главным образом, на Дальний Восток (Ткаченко и др.ж 2000). Распространение очагов хантавирусов в Сибири длительное время определялось представлениями о дизъюнкции ареала (Лебедев, 1964). В настоящее время установлено, что из 30 серологически и/или генетически различающихся хантавирусов (Schmaljohn et al., 1983; Plusnin et al., 1994; Plusnin, et al., 1999; Avsic-Zupanc et al., 1995; Schmaljohn, Hjelle, 1997; и др.), только для 4 генотипов показана роль возбудителей ГЛПС - Хантаан, Сеул, Добрава и Пуумала (Schmaljohn, Hjelle, 1997). Сочетание новых представлений о популяционной гетерогенности состава хантавирусов, с полученными в 60^-80^ годах 20го века данными о находках ханта-вирусного антигена у грызунов в лесной и тундровой ландшафтных зонах Западной Сибири (Апекина и др., 1990; Мясников и др., 1984; Мясников и др., 1991), определяли целесообразность проведения исследований по проблеме ГЛПС в регионе.
Клещевой энцефалит (КЭ) продолжает занимать второе место в России (после ГЛПС) по уровню заболеваемости населения зоонозными инфекциями вирусной природы. К настоящему времени является доказанным положение о популяционной гетерогенности вируса клещевого энцефалита фактически на любой территории в пределах его нозоареала (Злобин, Горин, 1996; Леонова, 1997), в связи с чем предпринимаются попытки сопоставить регистрируемую гетерогенность с особенностями клинического течения КЭ у людей (Леонова, 1997). Сведения о неод-
з j frOC. НЛЦИОНЛЛЬНДК 1
нородности состава популяций вируса ВКЭ в Западной Сибири к настоящему времени определяются представлениями о распространении генетически различающихся субтипов в пределах административных территорий субъектов Федерации. Целесообразным является изучение распространения генетических вариантов ВКЭ в условиях различных ландшафтов региона, в том числе - в зоне перекрытия но-зоареалов клещевого энцефалита и омской геморрагической лихорадки. Природные очаги последней вновь активизировались в последнее десятилетие 20 го века после 30 -летнего периода эпидемического и эпизоотического благополучия. До настоящего времени отсутствуют достоверные данные о путях резервации вируса ОГЛ. Интенсивное развитие исследований ОГЛ было прервано в начале 70* годов в связи с полным прекращением эпидемической и эпизоотической активности природных очагов данного возбудителя в пределах всего нозоареала. Активизация природных очагов ОГЛ дала возможность продолжить исследования с учетом современных возможностей молекулярной биологии.
Исследование проблемы гетерогенности популяций хантавирусов и вирусов комплекса клещевого энцефалита на молекулярно-генетическом уровне будет способствовать решению как практических задач эпидемиологии, так и проблем общебиологического плана, связанных с таксономией и эволюцией вирусов.
Цель и задачи исследования
Целью работы являлось изучение феномена гетерогенности состава популяций хантавирусов и вирусов комплекса клещевого энцефалита в Западной Сибири.
В соответствии с целью работы поставлены следующие задачи:
-
Оценить видовой состав и характер распределения в различных ландшафтных зонах Западной Сибири хантавирусов и вирусов комплекса клещевого энцефалита.
-
Оценить феномен штаммовой гетерогенности хантавирусов (в т.ч. возбудителей ГЛПС) и вирусов комплекса клещевого энцефалита внутри различных ландшафтных зон Западной Сибири.
-
Оценить степень участия пространственно-географического аспекта изоляции хантавирусов и вирусов комплекса клещевого энцефалита в формировании и поддержании феномена популяционной гетерогенности.
-
Оценить степень участия экологического аспекта изоляции хантавирусов и вирусов комплекса клещевого энцефалита (на примере host-эффекта) в формировании и поддержании феномена популяционной гетерогенности.
Научная новизна работы.
В Западной Сибири впервые была установлена гетерогенность состава хантавирусов, оценен характер ландшафтного и биотопического распространения их природных очагов, описан (единовременно и независимо от финских исследователей) новый генотип хантавирусов, ассоциированный с популяциями леммингов на Таймыре (получивший название Топографов по представлению финских коллег). Показано значение реассортации малого и среднего сегментами и рекомбинантных событий в малом сегменте генома в формообразовании западносибирских хантавирусов Пуумала и Тула.
Впервые на юге Западной Сибири оценены особенности ландшафтного и биотопического распространения различных субтипов и геновариантов ВКЭ. Полученные результаты указывают на общность происхождения природных очагов КЭ юга Западной Сибири и европейских территорий.
Впервые по результатам секвенса двух генов вирусов ОГЛ показана высокая пространственная и временная консервативность штаммов ОГЛ, предполагающая отсутствие существенного генетического дрейфа. Показано, что вирусы ОГЛ образуют компактную группу изолятов в пределах вирусов комплекса КЭ, филогенетически наиболее близкую западному субтипу ВКЭ.
Практическая ценность работы
Впервые определены и депонированы в Международный компьютерный банк данных GenBank нуклеотидные последовательности М (AF367061; AF442615; AF442616; AF442617) и S-сегментов (AF367064; AF367065, AF367066; AF367067; AF367069; AF367070; AF367071) геномов западносибирских изолятов хантавирусов генотипа Пуумала; нуклеотидные последовательности структурной части S-сегмента западносибирских изолятов хантавирусов генотипа Тула (AF442618; AF442619; AF442620; AF442621). Показана эпидемическая значимость на территории Западной Сибири хантавирусов генотипов Пуумала и Добрава\Белград.
В ГКВ и-та вирусологии им. Д.И.Ивановского РАМН депонированы штаммы вируса ОГЛ «Ондатра-М1-Курган-1992» (ГКВ № 958); «Ондатра-19М-НС0-1989» (ГКВ № 962); «Ондатра-15П-НСО-1989» (ГКВ № 961); «Ондатра-ЗШ-НСО-1989» (ГКВ № 960); «Ондатра-31М-НСО-1989» (ГКВ № 940); и штаммы вируса КЭ «41-A.flavescens-HCO(KapacyK) - 1989» (ГКВ № 943); «Nenteria-Омск (Тюкалинск)-1986» (ГКВ № 942) и «Nenteria-Омск (Черлак)-1986» (ГКВ № 959). Впервые определены нуклеотидные последовательности фрагментов генов Е (длиной 545 и 597 н.к.) у 20, и NS5 (длиной 596 н.к.) -у 16 штаммов вируса омской геморрагической
лихорадки, в том числе у 17 штаммов, изолированных в современный период активности очагов с трех административных территорий региона (Курганская, Омская и Новосибирская обл.).
На защиту выносятся следующие положения:
Хантавирусы на территории Западной Сибири представлены 4 генотипами. - Топографов, Пуумала, Добрава\Белград и Тула, распространение природных очагов которых в регионе имеет выраженную ландшафтно-биотопическую приуроченность. Спорадическая заболеваемость населения ГЛПС, регистрируемая на юге Западной Сибири, вызывается хантавирусами генотипов Пуумала и Добра-ва\Белград.
В пределах северной и средней тайги Западной Сибири имеет место разрыв ареала хантавирусов.
Происхождение западносибирских хантавирусов генотипов Пуумала и Тула связано с геновариантами северной и (или) центральной Европы. Формообразование западносибирских геновариантов хантавирусов связано с механизмами рекомбинации и (или) реассортации (малый и средний сегменты генома).
Штаммовое разнообразие вирусов клещевого энцефалита на юге Западной Сибири (Омская и лесостепные территории запада Новосибирской обл.) представлено восточным, западным и урало-сибирским субтипами, распределение которых по территории имеет выраженные ландшафтные особенности. Полный комплекс геновариантов и субтипов регистрируется только в лесостепном ландшафте. Доминирование урало-сибирского субтипа при значительном участии западного, определяет близость западносибирских очагов ВКЭ восточно-европейским.
Эпизоотическая активизация природных очагов омской геморрагической лихорадки (ОГЛ) в современный период происходит в рамках известных эндемичных территорий.
Штаммы вируса ОГЛ образуют компактную группу (независимо от времени, места и источника изоляции) в пределах комплекса КЭ, наиболее близкую западному субтипу ВКЭ.
Апробация работы и публикации
Материалы диссертации были представлены на Всероссийском симпозиуме «Современные проблемы эпидемиологии, диагностики и профилактики клещевого энцефалита», Иркутск, 1990; Международной научной конференции «Вирусные, риккетсиозные и бактериальные инфекции, переносимые клещами», Листвянка, Иркутск, 1996; Юбилейной научно-практической конференции, посвященной 75-
летию ОНИИПИ, Омск, 1996; Всероссийской научно-практической конференции «Природноочаговые инфекции в России: современная эпидемиология, диагностика, тактика защиты населения», Омск, 1998; Научной конференции; посвященной 90-летию со дня рождения М.П.Чумакова, Москва, 1999; Межрегиональной научно-практической конференции, посвященной 80-летию ОНИИПИ, Омск, 2001; Пятой Международной конференции «HFRS, HPS and hantaviruses», Франция, 2001; Второй научной конференции с международным участием «Проблемы инфекционной патологии в регионах Сибири, Дальнего Востока и Крайнего Севера», Новосибирск, 2002; 8 Всероссийском съезде эпидемиологов, микробиологов и паразитологов, Москва, 2002; Российско-американском семинаре "Экология инфекционных заболеваний". Новосибирск, ГНЦ ВБ "Вектор", 2002; Межгосударственном семинаре «Современные технологии в диагностике особо опасных инфекционных болезней», Саратов, 2003; 4th International Conferences on Emerging Zoonoses. Ames, USA, September Л 8-21, 2003; International Conference on Emerging Infectious Diseases. Atlanta, February 29 - March 3,2004.
По материалам диссертации имеется 30 публикаций.
Объем и структура диссертации
Предлагаемая диссертационная работа состоит из введения, 2 глав обзора литературы, 5 глав собственных исследований, заключения, выводов, списка использованной литературы (218 отечественных и зарубежных источников) и 9 приложений. Объем работы составляет 282 стр. машинописного текста, в том числе 38 таблиц и 48 рисунков.
Автор выражает глубокую благодарность за помощь в выполнении отдельных разделов работы сотрудникам: ИПВЭ РАМН им. акад. М.П.Чумакова, канд. мед наук А.Е.Деконенко, канд. мед. наукТ.К.Дзагуровой, канд. мед. наук А.И. Иванову, докт. мед. наук, проф. Е.А.Ткаченко, канд. мед. наук Г.Г.Каргановой, канд. мед наук Т.И.Дживанян; Центрального НИИ эпидемиологии МЗ РФ, канд. мед. наук Л.С.Карань (лаборатория арбовирусных инфекций, рук. докт. мед. наук А.Е.Платонов); ИСИЭЖ СО РАН, канд. биолог, наук А.К.Добротворскому; Карагандинской медакадемии (Казахстан), канд. мед. наук М.А.Танкибаеву; Магаданского филиала института биологических проблем Севера РАН, докт. биолог, наук П. В. Тузовскому; ЦГСЭН по Новосибирской области, А.П.Федянину и Е.В.Федорову; Главному санитарному врачу ГУ ЦГСЭН по ЯНАО, докт. мед. наук Б.М.Раенгулову; ГУ ЦГСЭН по Омской области, А.В.Вахрушеву и Н.Г.Корсакову; сотруднику кафедры физики ОмГМА Ж.С.Тюлько, а также администрации и со-
грудникам ГУ Омский НИИ природноочаговых инфекций МЗ РФ, принимавших непосредственное участие в осуществлении данных исследований.
