Группа по изучению паразитарной системы в антропогенном ландшафте:
|
Группа состоит из 2 ведущих научных сотрудников, 2 аспирантов и 2-3 временных сезонных лаборантов и, периодически, сотрудники других научных и практических учреждений России.
Руководитель группы – доктор мед. наук, проф. А.Н. Алексеев.
определение принципов существования системы переносчик — возбудитель (возбудители ) в меняющихся под влиянием антропогенных воздействий условиях внешней среды.
Взаимодействие паразитов (в данном случае – патогенов человека), гетерогенность популяций хозяев – носителей и переносчиков возбудителей болезней (иксодовых клещей), меняющиеся экологические условия существования системы паразит—переносчик и биологические маркеры инфекционных болезней являются объектом изучения сотрудников группы начиная с 1992 г.
Исследования проводятся в природных очагах инфекционных болезней в окрестностях мегаполиса Санкт-Петербурга, в природном заповеднике Куршская коса Калининградской области и ряде других регионов нашей страны (Великий Новгород, Вологда и др.) и за рубежом (Дания). Сходство большинства из этих территорий – их расположение в северо-западном регионе, основные различия, помимо климатических, - существование изолированных друг от друга, аллопатрических популяций клещей рода Ixodes: Ixodes persulcatus и Ixodes ricinus.
Места проведения мониторинга: сбор таежных клещей Ixodes persulcatus (1992-2002 гг.) –
лесной массив Морская—Лисий Нос, городская черта Санкт-Петербурга, рекреационная зона, интенсивно посещаемая горожанами, сбор лесных клещей Ixodes ricinus (1996-2002 гг.) заповедник на Куршской косе (Калининградская область). Обе точки проведения исследований - места устойчивых очагов клещевого энцефалита, боррелиоза и эрлихиоза.
Сбор клещей в природе на флаг.
В течение 4-х лет каждый сбор продолжался в течение суток. Параллельно учитывали данные абиотических факторов: температура и влажность на 3-х уровнях – воздуха (1.5 м над поверхностью почвы), поверхности почвы и подстилки на глубине (0.01-0.015 м).
В течение 2-х лет определяли освещенность поверхности почвы и на высоте 1.5 м над поверхностью.
Полученные данные показали, что ведущим фактором, определяющим появление таежных клещей из подстилки, является перепад температур между поверхностью почвы и подстилкой (табл. 1).
Таблица 1. Корреляционная матрица встречаемости клещей Ixodes persulcatus
|
Prev1 |
Prev2 |
RHG |
TA |
TSG |
Встречаемость, % (Prev1) |
1.000 |
||||
Встречаемость, абс (Prev2) |
1.000 |
1.000 |
|||
Перепад величин влажности подстилки и воздуха(RHG) |
0.287 |
0.286 |
1.000 |
||
Температура воздуха, 1.5 м от поверхности почвы (TA) |
0.254. |
0.253 |
0.901 |
1.000 |
|
Перепад величин температур поверхности почвы и подстилки (TSG) |
0.625 |
0.623 |
0.858 |
0.844 |
1.000 |
Разбор клещей в лаборатории по фазам развития, по полу и по наличию аномалий экзоскелета.
Клещей содержали в пробирках дифференцированной влажности. Через 24-48 ч после сбора клещей помещали на клещедром (прибор, разработанный проф. А.Н. Алексеевым), для получения данных о их двигательной активности.
Затем клещей вскрывали и обрабатывали для получения данных по зараженности их разными патогенами и принадлежность к разным генотипам.
Индекс двигательной активности (ИДА или LAI) рассчитывали на основании данных, полученных при расчете треков движения клещей на клещедроме, по формуле, разработанной проф. А.Н. Алексеевым (Alekseev, 1996; Алексеев, Буренкова, Васильева и др., 1996):
LAI (ИДА) = s/s' + h/h' + wa + wb – m/m” – f/f
где:
s – скорость (см/мин);
s’ – 1 см/мин;
h – максимальная высота подъема по полосе клещедрома (см);
h’ – 1 см;
wa – доля пути движения вверх;
wb – доля движения над градиентом влажности;
m – число поворотов к общей длине пути;
m’ – 1 поворот к общей длине пути;
f – число падений на или с клещедрома;
f’ – 1 падение на или с клещедрома (Alekseev, Jensen, Dubinina et al., 2000).
Каждую особь индивидуально изучали следующими методами:
Типы аномалий экзоскелета самок таежного клеща Ixodes persulcatus, появляющиеся под воздействием загрязнения окружающей среды, главным образом ионами тяжелых металлов, разнообразны. Стрелками указаны места аномалий. Наиболее часты изменения спинного щитка (97.8% патологий).
Встречаемость аномалии клещей Ixodes, выявленные на антропогенно загрязненных территориях, позволяет подразделять популяции клещей на 2 части, различающиеся по их векторной способности, т.е. по опасности для человека.
Зараженные боррелиями клещи с аномалиями экзоскелета более активны, чаще нападают на человека, среди них наблюдается больший процент зараженных клещей, к тому же больший процент смешанных инфекций.
Распространение аномалий у клещей позволяет судить о загрязненности территорий не только в момент исследования, но и в динамике. Десятилетние наблюдения в окрестностях Санкт-Петербурга показали снижение антропогенного пресса в 1992-1995 гг. и рост его, начиная с 1998 г. по настоящее время.
Энергетические ресурсы особей определяют их способность к выживанию, получению, сохранению и передаче возбудителей болезней. Эти ресурсы определяются их генотипическими различиями, определяемыми ферментами цикла Кребса, по одному из которых – малатдегидрогеназе (MDH) произведена идентификация клещей в исследуемом очаге.
Сканированные MDH электрофоретипы представлены на рисунке.
Представлено 3 генотипа из 6, обнаруженных у клещей рода Ixodes.
В популяции преобладают генотипы 1-ой геногруппы.
Разные регионы отличаются разнообразием генотипов у одного и того же вида переносчика, что, возможно, определяет различия их способности в передаче разных возбудителей.
Вирусы: западного (TBE) и восточного (RSSE) клещевых энцефалитов.
Бактериальные инфекции: Возбудители боррелиозов: Borrelia afzelii, Borrelia garinii, Borrelia burgdorferi sensu stricto (впервые в России в клещах из природы). Возбудители эрлихиозов: Ehrlichia muris (возбудитель моноцитарного эрлихиоза - МЭЧ) и агент-возбудитель гранулоцитарного эрлихиоза (ГЭЧ) в сборах клещей с растительности (впервые в России) и с перелетных птиц (впервые в мировой науке). Возбудитель бабезиоза: Babesia sp.
Возбудитель филяриоза жвачных: Нематода рода Dipetalonema (впервые в таежных клещах Ixodes persulcatus).
Распределение боррелий среди генотипически различающихся клещей сходно с таковым у незараженной части популяции (1). Паразиты с внутриклеточной фазой развития (2) встречаются в подавляющем числе случаев среди особей 1-ой геногруппы.
Клещи 1-ой геногруппы, обладатели 1-й, молекулярно наиболее тяжелой аллели фермента малатдегидрогеназы, будучи заражены боррелиями, обладают повышенной локомоторной активностью, что, как показали дальнейшие исследования, обусловливают их большую эпидемиологическую опасность.
Принадлежность к 1-ой геногруппе обусловливает наибольшую опасность нападения зараженных клещей на человека именно в дневное время в наиболее опасный период сезона (апрель – май).
Большинство аномальных клещей принадлежит к 1-ой геногруппе. Совокупность свойств аномальных клещей 1-ой геногруппы, обладающих повышенной двигательной активностью, коррелирует с заболеваемостью клещевым боррелиозом, как на протяжении ряда лет наблюдений, так и в течение сезона активности переносчиков.
Обнаружена корреляция между заболеваемостью боррелиозом и экстенсивностью заражения аномальных самок Ixodes persulcatus боррелиями в окрестностях Санкт-Петербурга (1992-2000 гг.).
Установлено, что заболеваемость в течение сезона в очаге боррелиоза зависит от числа самок Ixodes persulcatus, зараженных патогенными боррелиями (определяемых методом ПЦР), и от их локомоторной активности.
Созданная авторами модель позволила выявить корреляции между разными свойствами представителей популяции Ixodes persulcatus (наличие аномалий, принадлежность к определенному генотипу, зараженность и т.д.) и их двигательной активностью, от которой, как показано выше, зависит заболеваемость в сезоне.
Модель позволяет прогнозировать изменения двигательной активности клещей в следующем сезоне и его вероятную эпидопасность (см. табл.).
Классы |
Нижняя |
Верхняя |
Стандартная |
Прогноз на |
Реальные |
Прогноз на |
Реальные |
Прогноз на |
S2 |
13803.58 |
22388.67 |
2583.963 |
18096.12 |
21352.81 |
21610,56 |
23710,41 |
20483,95 |
S1 |
11831.84 |
21272.64 |
2841.515 |
16552.24 |
18666.89 |
19902,41 |
20865,89 |
20844,73 |
BB11 S2 |
12280.71 |
23918.71 |
3502.838 |
18099.71 |
20525.14 |
21382,64 |
23548,23 |
20520,30 |
BB11 S1 |
10792.42 |
22804.04 |
3615.290 |
16798.23 |
16885.78 |
20073,85 |
21013,45 |
20805,23 |
BB11 P1 S2 |
11158.31 |
24720.74 |
4082.054 |
17939.53 |
20188.85 |
21247,53 |
23165,75 |
20548,25 |
BB11 P1 S1 |
9868.83 |
23910.92 |
4226.421 |
16889.88 |
16173.52 |
21247,53 |
23200,22 |
20773,21 |
BB11 P2 S2 |
10155.18 |
25483.18 |
4613.459 |
17819.18 |
20678.93 |
20201,67 |
22161,35 |
20569,56 |
BB11 P2 S1 |
9088.72 |
24897.81 |
4758.260 |
16993.26 |
17205.85 |
21125,11 |
22860,01 |
20747,09 |
BB12 S2 |
9302.95 |
26160.02 |
5073.685 |
17731.49 |
21796.15 |
20298,83 |
24630,00 |
20585,63 |
BB12 S1 |
8398.43 |
25741.11 |
5219.846 |
17069.77 |
19590.41 |
21030,41 |
23731,03 |
20725,64 |
BB12 P1 S2 |
8533.81 |
26779.95 |
5491.769 |
17656.88 |
21752.59 |
20376,72 |
22565,71 |
20597,54 |
BB12 P1 S1 |
7762.68 |
26497.64 |
5638.898 |
17130.16 |
19152.33 |
20954,56 |
22457,85 |
20813,55 |
BB12 P2 S2 |
7832.96 |
27363.15 |
5878.247 |
17598.06 |
21815.97 |
20436,98 |
22138,91 |
20571,61 |
BB12 P2 S1 |
7169.95 |
27186.37 |
6024.593 |
17178.16 |
19790.59 |
20893,64 |
22001,74 |
20730,25 |