Клещевой энцефалит в Дальневосточном очаговом регионе евразийского континента

Полный текст

Введение

Дальний Восток является территорией, где впервые в 1937 г. был открыт клещевой энцефалит (КЭ) [1]. Вслед за этим выделение вируса КЭ (ВКЭ) и описание клинических проявлений болезни человека быстро сформировало представление о важности этой проблемы. В настоящее время клещевой вирусный энцефалит считается широко распространенной инфекцией на евразийском континенте и является для здравоохранения одной из актуальных проблем [2, 3].

Основная часть

В Дальневосточном федеральном округе РФ очаги КЭ находятся на территориях Приморского и Хабаровского краев, Еврейской автономной и Амурской областей, представляя единый СихотэАлиньский очаговый регион согласно районированию ареала КЭ [4]. Учитывая биохорологическую структуру ареала таежного клеща, Э.И. Коренберг подразделил этот регион на Северо-Сихотэ-Алиньский, ограниченный реками Амур и Бикин, и Южно-Сихотэ-Алиньский [5, 6]. На западе к нему примыкает очаговый регион Малого Хингана и Восточно-Маньчжурских гор, обозначенный в Китае как северо-восточные эндемичные районы (Внутренняя Монголия, Хэйлунцзян и Цзилинь) [7]. Всю эту территорию занимают горные широколиственные, кедрово-широколиственные и горно-таежные темнохвойные леса Сихотэ-Алиньского очагового региона и северо-востока Китая. В последнее десятилетие на другой территории, примыкающей к южным границам Приморского края (Корейский полуостров) и восточным границам Китая, также возникла необходимость изучения КЭ. Здесь к настоящему времени случаев заболевания не зарегистрировано, но известны данные по изоляции от мелких млекопитающих 7 штаммов ВКЭ [8]. Кроме того, к Курильской гряде и о. Сахалин примыкает эндемичная по КЭ территория о. Хоккайдо, Япония [9].

Для понимания процессов изменчивости возбудителей природно-очаговых болезней природный очаг следует рассматривать как систему или как биогеоценоз, в котором длительное время без заноса извне возбудитель инфекции может циркулировать самостоятельно [10]. Для ВКЭ систему биогеоценоза составляют главным образом переносчики вируса — иксодовые клещи — и их прокормители — млекопитающие. На территории всех ландшафтов Дальневосточного региона доминирующими видами мышевидных грызунов, основных прокормителей личиночной и нимфальной стадий иксодовых клещей, являются: восточноазиатская мышь (Apodemus peninsulae, Thomas, 1906), красно-серая полевка (Myodes rufocanus), красная полевка (Myodes rutilus), а также полевая мышь (Apodemus agrarius, Palls, 1971).

На территории Сихотэ-Алиньского очагового региона выявлено 22 вида клещей семейства Ixodidae. К числу основных переносчиков вируса относятся следующие виды иксодовых клещей: Ixodes persulcatus P Sch., Haemaphysalis japonica douglasi Nut. еt Warb., Haemaphysalis concinna Koch, Dermacentor silvarum Ol., Ixodes nipponensis Kitt. et Saito, Ixodes pavlovskyi B. Pom., Haemaphysalis longicornis и др. [11, 12]. В северо-восточных эндемичных районах Китая с помощью молекулярных методов классифицированы 5 видов эндемичных иксодовых клещей. Здесь, помимо основного вектора I. persulcatus, ВКЭ может переноситься клещами Dermacentor silvarum, Haemaphysalis concinna и Haemaphysalis japonica [7], а также Haemaphysalis longicornis [13]. На о. Сахалин зарегистрированы 3 вида иксодовых клещей (I. persulcatus, H. concinna и I. angustus Neumann), собранных с диких мелких млекопитающих [12]. В Южной Корее как потенциальные переносчики ВКЭ рассматриваются нехарактерные векторы ВКЭ — клещи Н. longicornis, H. flava, H. japonica и I. nipponensis [8]. В природных очагах о. Хоккайдо основным переносчиком ВКЭ является клещ Ixodes ovatus, а его прокормителями — Clethrionomys rufocanus и Apodemus speciosus [14, 15], а также сторожевые собаки, из которых были выделены первые штаммы ВКЭ в Японии [9].

Динамика численности иксодовых клещей и мелких грызунов колеблется по годам, влияя на активность вирусной популяции [10, 16], что отражается и на показателях заболеваемости КЭ.

На протяжении 1990-2018 гг. на территории Южно-Сихотэ-Алиньского региона (Приморский край) заболеваемость КЭ всегда была выше по сравнению с территориями Северо-Сихотэ-Алиня (рисунок). Здесь наблюдается главная тенденция — динамичное снижение показателей заболеваемости КЭ (экспоненциальная динамика), которая характеризует идентичность эпизоотических процессов в функционирующих природных очагах на всех территориях Сихотэ-Алиньского региона.

 

 

Сложилось стойкое представление о том, что классическая форма дальневосточного КЭ характеризуется особой тяжестью инфекционного процесса с высокими показателями неблагоприятных исходов [17-19]. Подобная картина наблюдается на территории прилегающего Китая. Официально КЭ был зарегистрирован в провинции Хэйлунцзян еще в 1952 г., тогда заболеваемость в этой провинции составляла 3,2 на 100 тыс. населения, а летальность достигала более 25%. Регистрировали регулярные подъемы заболеваемости с пиками каждые 5-7 лет [20]. Хотя до 1994 г. большинство случаев были зарегистрированы на территории провинции Муданьцзян (реки Сунгари и Ичунь), в дальнейшем очаги КЭ распространились до городов Цзиси и Харбин [20, 21].

В 1990-1999 гг. на всей очаговой территории евразийского континента наступило ухудшение эпидемической ситуации по КЭ. Отмечено многократное увеличение показателей заболеваемости не только на территориях Западной и Восточной Сибири, но и в европейских областях и странах [3]. Дальневосточный регион не стал исключением, заболеваемость КЭ в нем достигла самых высоких показателей (рисунок). В этот период уровень заболеваемости КЭ в Приморском крае был выше, чем в других регионах Дальнего Востока, — 3,80-9,88 на 100 тыс. населения. Средний показатель летальности составил 15,3%. Ухудшение эпидемической ситуации по КЭ и другим инфекционным заболеваниям на всех эндемичных территориях РФ многие исследователи связывали не только с общебиологическими закономерностями регуляции эпидемического процесса, но и с социальными факторами. Население, не занятое постоянной трудовой деятельностью, при низком уровне прожиточного обеспечения до настоящего времени представляет собой группу повышенного риска заражения возбудителями клещевых инфекций [22-24].

В 2000-2009 гг., напротив, сложилась стойкая тенденция выраженного снижения уровня заболеваемости КЭ, причем наименьшее значение его было отмечено в 2008 г. — 1,25 на 100 тыс. населения. Но средний показатель заболеваемости (3,8 ± 2,0 на 100 тыс. населения) оставался выше общероссийского (3,1 на 100 тыс. населения). Показатель летальности также снизился — до 10,5%.

В 2010-2018 гг. снижение заболеваемости КЭ продолжилось. Так, в 2014 и 2018 гг. отмечены крайне низкие показатели заболеваемости (0,85 и 0,43 на 100 тыс. населения), показатели летальности были также низкими — от 3,4% в 2012 и 2013 гг. до 0% в 2015 г. [22]. Подобная динамика заболеваемости КЭ наблюдалась в соседних северных провинциях Китая — повышенные показатели заболеваемости отмечались в 2009-2011 гг. и снижались в последующие эпидемические сезоны. Причем летальность при КЭ была также низкой и составляла 0,9% [25].

В среднем за весь 80-летний период изучения КЭ показатель летальности в Приморском крае составил 17% [26], в Хабаровском крае — до 10,9% [27].

Кроме того, характерным для этих лет явилось снижение показателей зараженности иксодовых клещей на всей территории природных очагов Сихотэ-Алиньского региона. Следует отметить, что если в 1990-2010 гг. основным методом верификации ВКЭ был иммуноферментный анализ (ИФА), то в последнее десятилетие в лабораторную диагностику прочно внедрились методы молекулярной диагностики (ОТ-ПЦР). Оба эти метода являются основными в плане изучения вирусофорности ик-содовых клещей, а также диагностики КЭ.

За 2007-2016 гг. наблюдения, используя ИФА, А.Г. Драгомерецкая с соавт. [28] показали динамику выявления антигена ВКЭ в клещах после присасывания их к человеку в Хабаровском крае. Процент этих показателей не всегда был синхронным относительно уровня заболеваемости КЭ. Так, в 2007 г. отмечен пиковый показатель (9,4 ± 1,13%), после которого происходило значительное снижение вирусофорности клещей (в 2008 г. — 3,1%, в 2009 г. — 2,4%, в 2010 г. — 1,01%, в 2011 г. — 0,8%, в 2012 г. — 1,2%, в 2013 г. — 3,6%). Следующий подъем вирусофорности клещей отмечен в 2014 г. (10,3 ± 0,72%), а снижение — в 2016 г. до 5,9 ± 0,45%. Однако общая зараженность клещей, собранных в этот же период в лесных биотопах и исследованных с помощью ОТ-ПЦР, составила всего лишь 1,3%. В то же время распределение генетического маркера ВКЭ у взрослых клещей разных видов, собранных в 1999-2014 гг., показало, что средний уровень вирусофорности клещей persulcatusсоставил 7,9 ± 0,7%, concinna— 5,6 ± 1,0%, H. japonica— 2,0 ± 2,0% иD. silvarum— 1,3 ± 1,3% [29].

В 2008-2018 гг. в Приморском крае с помощью ИФА были проведены исследования по определению антигена в клещах, присосавшихся к людям, а в случаях потери клеща антиген ВКЭ выявляли в лейкоцитарной фракции крови пациентов [22, 30]. Всего исследовано 6754 пробы крови и 14 084 экземпляра иксодовых клещей. Причем ежегодно антиген ВКЭ почти в 3 раза чаще выявляли в крови людей с укусом клеща (4,6 ± 0,83%) по сравнению с показателями антигена в клещах, снятых с людей (1,1 ± 0,09%). Частично пробы, положительные в ИФА (944 клещей и 146 проб крови), исследовали методом ОТ-ПЦР-РВ. РНК ВКЭ выявили в клещах в 9 случаях (0,95%), однако изолировать вирус из этих проб не удалось. Только в 2018 г. антиген ВКЭ был выявлен в 0,6% клещей I. persulcatus и не обнаружен в других приморских клещах Dermacentor и Haemaphysalis. При исследовании методом ОТ-ПЦР-РВ в клещах I. persulcatus генетический маркер вируса КЭ определяли в 0,65-0,9% случаев [30, 31]. Так же редко, в 1,1% случаев, РНК ВКЭ обнаруживали в клещах, собранных с растительности [32].

И все же из антигенположительных лейкоцитарных фракций крови людей нам удалось выделить 3 штамма ВКЭ, которые были изолированы в период наибольшей активности вируса в 2009 и 2010 гг., когда заболеваемость составляла 2,3 и 2,88 на 100 тыс. населения, а летальность была равна 15,9 и 7,3% соответственно [22].

Многие исследователи при проведении диагностики КЭ зачастую сталкиваются с несовпадением положительных результатов в ИФА и ПЦР [22, 31, 33]. Кроме того, выявленные положительные пробы в клещах и лейкоцитарной фракции крови людей в ИФА или в ПЦР довольно часто не подтверждаются изоляцией ВКЭ. Так, по данным О.В. Мельниковой и соавт. [33], большая часть суспензий, содержащих антиген ВКЭ, не вызывала клинических проявлений болезни при заражении ими белых мышей. Авторам удалось выделить вирус из клещевых суспензий в 25% наблюдений, из мозговых суспензий мелких млекопитающих — в 10,5%. Причиной того является формирование незрелых, т.е. неинфекционных вирусных частиц, которые могут выявляться или в ИФА, или в ПЦР.

Расхождение выявления положительных показателей, полученных в ПЦР, по сравнению с ИФА, было отмечено нами [34] для слабопатогенного штамма Primorye-437 в диапазоне титра ВКЭ, равного 1 log ТСГО₅₀/мл, для высокопатогенного штамма Dal'negorsk — 5 log ТСГО₅₀/мл. Эффективность выявления генетического маркера в ПЦР по сравнению с ИФА для невирулентного штамма, имеющего дефекты в генетической структуре [44], была выше в 10 раз, а для высокопатогенного штамма — в 5000 и более раз [34]. Замены аминокислот в неструктурных вирусных белках, таких как протеаза (комплекс белков NS2B/NS3) и РНК-полимераза, могут влиять на активность ферментов и скорость размножения ВКЭ [44]. Поэтому верификация в ПЦР штаммов ВКЭ с разной биологической характеристикой может происходить по-разному.

Для изучения генетической характеристики возбудителей стали широко использовать не штаммы ВКЭ, а изоляты РНК, выделенные из различных объектов [35]. Получение молекулярно-генетической характеристики изолятов путем секвенирования РНК, выделенной непосредственно из биологических образцов, представляет ценность в плане исключения изменчивости вирусного генома при пассировании штамма на культуре клеток или на лабораторных животных [35]. Однако при наличии в вирусном геноме мутаций в участках связывания праймеров или зондов, входящих в состав ПЦР-теста, такой штамм может определяться данным тестом с меньшей вероятностью: не все геноварианты возбудителей выявляются, и всегда существует вероятность получения ложноотрицательных результатов [36]. При таком подходе к детекции вируса проведение расширенных молекулярно-генетических исследований ограниченно, а без выделенного штамма невозможно изучать биологические основы патогенности возбудителя, что необходимо для понимания эпидемиологии, клиники и разработки методов лечения и профилактики болезни. Несомненно, что только одновременное сочетание положительных показателей в двух реакциях (ИФА и ПЦР) может способствовать выявлению полноценного ВКЭ в достаточной концентрации для активной репликации [34].

Анализируя особенности проявления КЭ в Приморском и Хабаровском краях, следует отметить, что здесь, наряду с крайне тяжелыми формами заболевания, ведущими к летальным исходам, в последние годы все чаще стали встречаться случаи КЭ со стертыми и бессимптомными формами инфекции [18, 22, 27]. Результаты положительных проб присосавшихся клещей или крови людей с укусами клещей чаще всего указывают лишь на присутствие генетического маркера РНК в ПЦР или антигена вируса в ИФА. Это может свидетельствовать о получении реципиентом субпороговой дозы возбудителя, недостаточной для развития активного инфекционного процесса [37].

Зараженность проб полноценным вирусом, способным к репликации, можно выявить только при помощи классических вирусологических способов изоляции возбудителя. Такой полноценный вирус способен вызывать разнообразные клинические проявления инфекции — от легких лихорадочных до тяжелых очаговых форм КЭ с летальными исходами [22].

Выделение полноценного инфекционного вируса, опасного для человека, не только решает эпидемиологические задачи, но и открывает перспективы изучения его биологических свойств и молекулярно-генетической характеристики. Такая возможность, как правило, предоставляется в годы активной циркуляции вируса в природном очаге, когда появляются штаммы с повышенной вирулентностью. Так, в 2004 г. при подъеме заболеваемости КЭ (3,6 на 100 тыс. населения) на севере Приморского края из мозга умершего пациента был выделен новый вариант высоковирулентного штамма ВКЭ [38]. Или, например, в провинции Муданьцзян в Китае в 2010 г. при повышенной заболеваемости были изолированы 2 штамма ВКЭ (MDJ-02 и MDJ-03) из крови тяжелобольных пациентов [39]. Изучение молекулярно-генетической характеристики показало близкое родство этих штаммов к двум представителям вируса дальневосточного субтипа: к штамму VL99-m11, изолированному в Приморском крае (Ботанический сад Владивостока), и к штамму KH99-m9 в Хабаровском крае [40].

В 1993 г., при резком подъеме заболеваемости КЭ на евразийском континенте, зарегистрирован новый эндемичный регион по КЭ на о. Хоккайдо (Япония), где был диагностирован первый случай КЭ с благоприятным исходом [9]. Здесь были предприняты широкие эколого-эпизоотологические исследования, изолированы штаммы ВКЭ, которые по молекулярно-генетической характеристике идентифицированы как штаммы дальневосточного субтипа [41]. В 2016-2017 гг. здесь же зарегистрированы еще 3 новых случая КЭ, 2 из которых закончились летальным исходом [25], что свидетельствовало о повышении активности действующего природного очага КЭ на северных территориях Японии, о. Хоккайдо. Именно эти случаи обращают на себя внимание в отношении активизации природных очагов КЭ на самой крайней восточной очаговой территории Дальневосточного региона.

Не менее удивительными находками явились случаи изоляции штаммов ВКЭ из легочной ткани диких грызунов, отловленных в Южной Корее [8]. К настоящему времени известны уже 7 таких изолятов, которые по молекулярно-генетической характеристике оказались штаммами европейского субтипа. Этот факт пока не получил четкого объяснения, как и обнаружение таких штаммов ВКЭ на юго-восточной территории Дальнего Востока, столь далекого от Европейского региона. Однако такие находки открывают новые горизонты и расширяют наше понимание о возможном формировании новых очагов с ранее неизвестными штаммами, а также о постоянно происходящих процессах, определяющих устойчивость или изменчивость популяции ВКЭ в природных очагах. Примером тому послужила изоляция двух новых штаммов ВКЭ из диких грызунов Marmotahimalayanaна территориях ранее неизвестных природных очагов (Тянь-Шань, Китай) [7]. На основе молекулярно-генетического анализа полипротеина этих штаммов (Him-TBEV) выявлена идентичность нуклеотидов в 83,5-85,2%, а также аминокислот в 92,6-94,2% с другими тремя субтипами ВКЭ. Уровень идентичности нуклеотидов и аминокислот штаммов ВКЭ европейского и сибирского субтипов по сравнению с дальневосточным субтипом составляет 83,2-85,5 и 93,0-95,2% соответственно. Полученные убедительные отличия этих штаммов от штаммов ВКЭ трех субтипов позволили авторам заявить о новом — гималайском — субтипе вируса КЭ (Him-TBEV), который, по мнению авторов [7], был «скрыт» в течение сотен лет. Однако можно предположить, что идут процессы видообразования новых субтипов ВКЭ.

Наиболее полное представление о дальневосточной популяции ВКЭ получено нами в последнее десятилетие ХХ в. на основе полногеномной характеристики 50 штаммов ВКЭ, изолированных от пациентов с разными клиническими проявлениями инфекции — от очаговых до инаппарантных форм, а также из иксодовых клещей, с различной исторической давностью их изоляции. Дано описание биологических свойств [42, 43] и молекулярно-генетической характеристики дальневосточной популяции ВКЭ [44, 45], начиная с описания полногеномной последовательности прототипного штамма Софьин, впервые выполненного А.Г. Плетневым с соавт. [46]. Комплексные данные о значительном числе дальневосточных штаммов ВКЭ, охарактеризованных и зарегистрированных в GenBank, явились основой и толчком для изучения и сравнительного анализа различий многочисленных штаммов ВКЭ, выделенных на территории евразийского континента [47-50].

Заключение

Несмотря на более чем 80-летний период изучения КЭ, исследователи, используя новые современные подходы и методы изучения, постоянно расширяют перед собой задачи, решение которых постепенно открывает особенности жизнедеятельности вирусной популяции на определенных территориях природных очагов этой инфекции и помогает понять, насколько бесконечна и сложна для изучения эта проблема.

Об авторах

Галина Николаевна Леонова

д.м.н., проф., г.н.с. лаб. природно-очаговых трансмиссивных инфекций ФГБНУ «Научно-исследовательский институт эпидемиологии и микробиологии имени Г.П. Сомова», 690087, Владивосток, Россия.

Автор, ответственный за переписку.
Email: galinaleon41@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-6387-1127

Список литературы

Дополнительные файлы