Введение к работе
Актуальность проблемы. Актуальность оптимизации эпидемиологического надзора за арбовирусными инфекционными болезнями связана с эпидемиологической ситуацией, сложившейся в конце XX начале XXI веков. Глобальное потепление климата и антропогенная нагрузка на природные биоценозы обусловили расширение ареалов возбудителей целого спектра природно-очаговых инфекционных болезней, [Алексеев В.В. и др., 2004; Бутенко А.М., Ларичев В.Ф., 2004; Львов Д.К. и др., 2004], а недостаточный уровень организации и эффективности эпидемиологического надзора способствовали ухудшению эпидемиологической ситуации в Российской Федерации по инфекционным болезням, в том числе и арбовирусной природы [Онищенко Г.Г., 2000, 2006]. В частности, широкое распространение получила лихорадка Западного Нила (ЛЗН), вспышки которой, в том числе с летальными исходами, имели место в России, США, Канаде, Румынии, Израиле, Чехии, Италии [Львов Д.К. и др., 2004; Crichlow R., Bailey J., 2004; Goody R.J., 2008; Siddharthan V., 2009] и Крымская геморрагическая лихорадка (КГЛ), случаи заболевания которой ежегодно отмечаются на территории Южного федерального округа (ЮФО) Российской Федерации [Малецкая О.В. и др., 2010]. В целом за период 1999–2010 гг. зарегистрировано более 1300 случаев КГЛ и более 1500 случаев ЛЗН. При этом наибольшее количество случаев ЛЗН пришлось на регион Нижнего Поволжья.
Помимо вирусов Западного Нила (ЗН) и Крымской–Конго геморрагической лихорадки (ККГЛ), на территории Российской Федерации происходит активная циркуляция и других арбовирусов, о чем свидетельствуют результаты многолетних исследований [Бутенко А.М и др., 1989; Львов Д.К. и др., 2001], в частности, – это вирусы серогруппы калифорнийского энцефалита (СКЭ) – Тягиня, Инко, а также вирусы Батаи, Синдбис и др. Широкая распространенность, экологическая адаптивность, генетическая изменчивость, пантропность действия этих арбовирусов создают потенциальную опасность возникновения заболеваний среди людей [Львов Д.К. и др., 1989]. Разработка эффективных противоэпидемических и профилактических мероприятий, направленных на снижение заболеваемости, а также риска возникновения арбовирусных инфекционных болезней, возможна лишь на основе осуществления действенного эпидемиологического надзора, включающего все подсистемы информационного обеспечения, эпидемиологической диагностики, разработки и контроля реализации управленческих решений [Беляков В.Д., 1985; Черкасский Б.Л., 1990]. В настоящее время остаются не решенными ряд задач по организации и проведению эпидемиологического надзора по целому спектру арбовирусных инфекционных болезней, возбудители которых широко циркулируют на территории Российской Федерации. Одним из аспектов повышения эффективности эпидемиологического надзора за арбовирусными инфекционными болезнями является оптимизация эпидемиологического мониторинга.
Другой, не менее важной задачей, в рамках оптимизации эпидемиологического надзора является совершенствование лабораторной диагностики арбовирусных инфекционных болезней. Это связано в первую очередь с решением организационно-методических вопросов ее проведения на федеральном, региональном и территориальном уровнях в учреждениях здравоохранения и Роспотребнадзора, а также с разработкой и внедрением в практику современных диагностических препаратов.
Цель работы – оптимизация эпидемиологического мониторинга арбовирусных инфекционных болезней (на примере Саратовской и Астраханской областей) и совершенствование лабораторной диагностики Крымской геморрагической лихорадки и лихорадки Западного Нила.
Задачи исследования:
-
Определить территориальную приуроченность, характер распространённости и структурные особенности природных очагов арбовирусных инфекционных болезней на территории Саратовской и Астраханской областей. Оценить потенциальную эпидемиологическую значимость арбовирусов для данных регионов.
-
Разработать метод дифференциации территории по степени потенциальной эпидемической опасности заражения арбовирусными инфекционными болезнями и провести эколого-эпидемиологическое районирование Саратовской области.
-
Определить направления совершенствования эпидемиологического надзора за арбовирусными инфекционными болезнями на основе оптимизации эпидемиологического мониторинга в соответствии с полученными данными о степени эпидемиологической значимости отдельных арбовирусов (на примере Саратовской и Астраханской областей).
-
Разработать тест-системы для выявления РНК вирусов ККГЛ и ЗН методом обратной транскрипции и полимеразной цепной реакции (ОТ-ПЦР). Определить их диагностическую ценность и провести апробацию при мониторинге природных очагов арбовирусных инфекционных болезней.
-
Разработать подходы к стандартизации лабораторной диагностики ЛЗН и КГЛ на территориальном, региональном и федеральном уровнях в соответствии с трехуровневой организацией лабораторной диагностики в учреждениях, осуществляющих санитарно-эпидемиологической надзор.
Теоретическая значимость и научная новизна Разработаны теоретические основы совершенствования эпидемиологического надзора за арбовирусными инфекционными болезнями на основе комплексного изучения динамики пространственно-временных параметров их проявления, эпизоотологического и лабораторного обеспечения путем расширения арсенала диагностических средств, оптимизации функционирования трехуровневой системы эпидемиологического мониторинга возбудителей инфекционных болезней I–II групп патогенности вирусной природы, новой методологии эпидемиологического районирования территорий по арбовирусным инфекциям.
Модельные исследования выполнены на примере Саратовской и Астраханской областей, системные разработки относительно функциональности всех трех уровней лабораторной сети – в масштабе Российской Федерации.
В результате мониторинга арбовирусных инфекционных болезней получены новые данные о современных ареалах арбовирусов, условиях их циркуляции и эпидемиологической значимости на территории Саратовской и Астраханской областей.
Анализ результатов эпидемиологического, эпизоотологического и экологического обследования за последние 10 – 12 лет (1999 – 2010 гг.) позволил выявить циркуляцию на территории Саратовской области вирусов СКЭ, Батаи, Синдбис, ЗН, ККГЛ, которая характеризуется меньшей интенсивностью по сравнению с Астраханской областью, где циркулируют вирусы СКЭ, Батаи, Синдбис, ККГЛ, ЗН, Дхори, Бханджа, Укуниеми.
Определена структура природных очагов арбовирусных инфекций и их территориальная приуроченность, уточнен спектр арбовирусов и выявлены основные эколого-эпидемиологические и биоценотические особенности их циркуляции, установлены систематические группы носителей и переносчиков арбовирусов, уровни иммунной прослойки населения и сельскохозяйственных животных к арбовирусам. Показано расширение границ ареалов вирусов ЗН и ККГЛ на юг Саратовской области. Впервые на территории Саратовской области на основании данных лабораторных исследований выявлен случай ЛЗН.
Разработан новый методический подход количественной оценки степени потенциальной эпидемической опасности заражения арбовирусными инфекционными болезнями, который основан на результатах корреляционного анализа, свидетельствующего о наличии статистически достоверной (р<0,05) связи каждого из используемых эпидемиологических параметров с циркуляцией арбовирусов – это природно-климатические условия на территории конкретного района; наличие основных переносчиков и природных резервуаров арбовирусов; выявление «маркеров» (антигены/РНК или антитела) арбовирусов в клещах, комарах, в органах мелких млекопитающих, в сыворотках крови людей и сельскохозяйственных животных. Такой подход позволил осуществить объективное эпидемиологическое районирование Саратовской области и выделить территории с высокой, средней и низкой степенью потенциальной опасности заражения арбовирусами.
Научно обоснованы основные направления оптимизации эпидемиологического мониторинга за арбовирусными инфекционными болезнями в зависимости от различной эпидемиологической значимости отдельных арбовирусов (на примере Саратовской и Астраханской областей).
Впервые обоснованы принципы организации и функционирования единой многоуровневой системы лабораторного обеспечения эпидемиологического надзора за инфекционными болезнями. Предложены подходы по стандартизации лабораторной диагностики инфекционных болезней в соответствии с трехуровневой системой (на территориальном, региональном и федеральном уровнях), разработаны основные требования к лабораториям, персоналу, методам и схемам лабораторной диагностики, осуществлению внутреннего контроля качества в соответствии с международными стандартами, действующими в Российской Федерации в качестве ГОСТ Р ИСО/МЭК 17025 «Общие требования к компетентности испытательных и калибровочных лабораторий», ИСО 9001:2000 «Система управления качеством. Требования», ИСО 5725-(1-6) – 2002 «Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений».
Разработаны ПЦР-тест-системы для выявления РНК вирусов ККГЛ и ЗН. Предложена схема комплексной лабораторной диагностики болезней, вызванных этими возбудителями, а также алгоритм исследования полевого материала.
Научная новизна и приоритетность выполненных исследований подтверждена патентом Российской Федерации на изобретение № 2324187 «Способ подготовки проб для серологических исследований из сопряженных очагов чумы и арбовирусных инфекций» и свидетельством о государственной регистрации базы данных № 2011620585 «Нуклеотидные последовательности и характеристики геномов, вариабельных тандемных повторов, олигонуклеотидных праймеров и зондов штаммов возбудителей бактериальных и вирусных инфекций I–II групп патогенности».
Практическая значимость и формы внедрения Результаты, представленные в работе, были использованы в отчетных материалах НИР, в рамках договоров с ФГУ НИИ вирусологии им. Д.И. Ивановского РАМН при выполнении Федеральной целевой научно-технической программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники» на 2002 – 2006 годы, а также совместных НИР: с ФГУЗ «Астраханская ПЧС» Роспотребнадзора и ФГУ НИИ вирусологии им. Д.И. Ивановского РАМН (шифр темы 038-1-00) «Мониторинг очагов арбовирусных инфекций на территории Астраханской области и разработка специфической диагностики и профилактики этих болезней»; с ФГУЗ Ставропольский НИПЧИ, ФГУЗ Астраханская ПЧС, ФГУЗ Элистинская ПЧС, ФГУЗ Причерноморская ПЧС, ФГУЗ ПЧС Приволжской железной дороги (г. Саратов) и ФГУ НИИ вирусологии им. Д.И. Ивановского РАМН (шифр темы 004-1-01) «Мониторинг очагов арбовирусных инфекций на территории юго-востока европейской части России и разработка системы специфической диагностики и профилактики»; НИОКР по Государственному контракту № 67-Д от 25.07.2011 г. «Разработка научно-методического обеспечения мониторинга, эпидемиологического расследования и лабораторной диагностики особо опасных, «новых» и «возвращающихся» инфекционных болезней на базе стационарных и мобильных лабораторий учреждений Роспотребнадзора» в рамках Федеральной целевой программы «Национальная система химической и биологической безопасности Российской Федерации (2009 – 2013 годы)» в 2011 г.
Материалы научных исследований нашли отражение в приведенных ниже документах:
- Методические указания «Организация и проведение мероприятий против Крымской геморрагической лихорадки» МУ 3.1.12488-09, утверждены Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации 26.02.2009 г.;
- Методические указания «Мероприятия по борьбе с лихорадкой Западного Нила на территории Российской Федерации» , утверждены Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации 19.04.2010 г.;
- Практическое руководство «Специфическая индикация патогенных биологических агентов» – М.: ЗАО «МП Гигиена», 2006 – 288 с.;
- Практическое руководство «Лабораторная диагностика опасных инфекционных болезней» – М: «Издательство «Медицина», издательство «Шико», 2009. – 472 с.;
- Санитарно-эпидемиологические правила «Профилактика лихорадки Западного Нила» (представлены для утверждения в Федеральную службу по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека);
- Методические указания «Организация и проведение лабораторной диагностики лихорадки Западного Нила в лабораториях территориального, регионального и федерального уровней» (представлены для утверждения в Федеральную службу по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека);
- Методические указания «Организация и проведение лабораторной диагностики Крымской геморрагической лихорадки в лабораториях территориального, регионального и федерального уровней» (представлены для утверждения в Федеральную службу по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека);
- Методические рекомендации «Эпидемиологическое районирование Саратовской области по степени потенциальной эпидемической опасности заражения арбовирусными инфекционными болезнями» (утверждены директором ФГУЗ РосНИПЧИ «Микроб», протокол Ученого Совета ФГУЗ РосНИПЧИ «Микроб» № 4 от 28.06.2011).
Депонированы в Государственной коллекции патогенных бактерий «Микроб» (Саратов) генетически модифицированные штаммы E. coli TG1 (pCCHF) и E. coli TG1 (pWN ApR), используемые для разработки положительных контрольных образцов к тест-системам, стандартных образцов предприятия (СОПк+), применяемые для контроля чувствительности и специфичности препаратов на этапе производства.
Материалы научных исследований использованы при составлении Комплексного плана профилактических и противоэпидемических мероприятий по предупреждению заболеваний лихорадки Западного Нила среди населения Саратовской области на 2011 – 2012 гг., утвержденного Заместителем Председателя Правительства Саратовской области, а также информационных писем Министерства здравоохранения Саратовской области для врачей ЛПУ Саратовской области.
Проведены Государственные испытания разработанных тест-систем для выявления РНК вирусов ККГЛ и ЗН. Результаты Государственных испытаний одобрены на Ученом совете ГИСК им. Л.А. Тарасевича (протокол заседания Ученого Совета ГИСК им. Л.А. Тарасевича № 14 от 19.1004 и № 1 от 17.01.06, соответственно). Получены рекомендации комитета МИБП о регистрации препаратов «Тест-система для выявления РНК вируса Крымской-Конго геморрагической лихорадки методом ОТ-ПЦР» и «Тест-система для выявления РНК вируса Западного Нила методом ОТ-ПЦР» в Российской Федерации и внедрении их в практику здравоохранения, а нормативной документации к ним – к утверждению в установленном порядке (протокол заседания комитета МИБП №5 от 28.07.05 и № 1 от 09.02.06, соответственно).
Научные и практически значимые результаты работы по эпидемиологии и лабораторной диагностике арбовирусных инфекционных болезней использованы в лекциях на курсах первичной специализации и повышения квалификации, проводимых в ФГУЗ РосНИПЧИ «Микроб» для специалистов учреждений Минздравсоцразвития, Роспотребнадзора и других ведомств, а также областных семинарах для специалистов Роспотребнадзора и ЛПУ Саратовской области.
Основные положения, выносимые на защиту
-
Результаты мониторинга арбовирусных инфекционных болезней свидетельствуют о том, что на территории Саратовской области циркуляция арбовирусов носит менее интенсивный характер по сравнению с Астраханской областью. В настоящее время происходит расширение ареалов вирусов ЗН и ККГЛ на территории Саратовской области.
-
В циркуляцию арбовирусов на территории Саратовской и Астраханской областей вовлечены различные виды кровососущих членистоногих и мелких млекопитающих, что определяет особенности структуры природных очагов арбовирусных инфекционных болезней в этих регионах.
-
Разработан новый метод количественной оценки степени потенциальной эпидемической опасности заражения арбовирусными инфекционными болезнями, обеспечивающий объективное эпидемиологическое районирование Саратовской области с выделением территорий с различной (высокой, средней и низкой) степенью потенциальной опасности заражения арбовирусными инфекционными болезнями.
-
Использование дифференцированных подходов к организации эпидемиологического мониторинга в зависимости от степени эпидемиологической значимости арбовирусов для конкретных территорий позволяет оптимизировать эпидемиологический надзор за арбовирусными инфекционными болезнями на территории Саратовской и Астраханской областей.
-
В основу совершенствования организации и проведения лабораторной диагностики ЛЗН и КГЛ положены принципы функционирования трехуровневой системы эпидемиологического мониторинга и лабораторной диагностики инфекционных болезней.
-
Разработанные тест-системы для выявления РНК вирусов ЗН и ККГЛ методом ОТ-ПЦР могут быть использованы при мониторинге природных очагов и лабораторной диагностике арбовирусных инфекционных болезней.
Апробация работы. Материалы диссертации были представлены и обсуждены на Научно-практической конференции, посвященной 100-летию образования противочумной службы России (Саратов, 1997); Всероссийской научно-практической конференции «Природно-очаговые инфекции в России: современная эпидемиология, диагностика, тактика защиты населения» (Омск,1999); 1-й Всероссийской научно-практической конференции «Генная диагностика особо опасных инфекций» (Саратов, 2000); Научно-практической конференции, посвященной 80-летию Омского НИИПИ «Актуальные аспекты природно-очаговых болезней» (Омск, 2001); VIII съезде Всесоюзного общества эпидемиологов, микробиологов и паразитологов (Москва, 2002); 4-й Научно-практической конференции «Генодиагностика инфекционных заболеваний» (Москва, 2002); Всероссийской научно-практической конференции «Медицинская микробиология – XXI век» (Саратов, 2004); Международном совещании «Млекопитающие как компоненты аридных экосистем (ресурсы, фауна, экология, медицинское значение и охрана) (Саратов, 2004); VI Межгосударственной научно-практической конференции государств – участников СНГ «Санитарная охрана территорий государств – участников Содружества Независимых государств: проблемы биологической безопасности и противодействия биотерроризму в современных условиях» (Волгоград, 2005); VII Межгосударственной научно-практической конференции государств – участников СНГ «Чрезвычайные ситуации международного значения в общественном здравоохранении в решениях Санкт-Петербургского саммита «Группа восьми» и санитарная охрана территорий государств – участников Содружества Независимых Государств» (Оболенск, 2006); VII съезде врачей-инфекционистов «Итоги и перспективы диагностики и лечения инфекционных больных» (Н.Новгород, 2006); Расширенном пленуме проблемной комиссии «Арбовирусы» РАМН и научно-практической конференции «Арбовирусы и арбовирусные инфекции» (Астрахань, 2006); IX съезде Всероссийского научно-практического общества эпидемиологов, микробиологов и паразитологов (Москва, 2007); Х Всероссийской медико-биологической конференции молодых исследователей «Человек и его здоровье» (Санкт-Петербург, 2007); Научно-практической конференции «Молекулярная диагностика инфекционных болезней» (Минск, 2007); VIII Межгосударственной научно-практической конференции государств – участников СНГ «Международные медико-санитарные правила и реализация глобальной стратегии борьбы с инфекционными болезнями в государствах-участниках СНГ» (Саратов, 2007); II Международной научной конференции «Зоологические исследования регионов России и сопредельных территорий» (Н. Новгород, 2007); Х Межгосударственной научно-практической конференции государств – участников СНГ «Актуальные проблемы предупреждения и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций в области санитарно-эпидемиологического благополучия населения государств-участников СНГ» (Ставрополь, 2010).
Публикации. По теме диссертационного исследования опубликованы 52 научные работы, в том числе 19 в периодических изданиях из перечня ведущих рецензируемых научных журналов.
Структура диссертации. Диссертация изложена на 286 страницах компьютерного текста, содержит введение, обзор литературы, главу с описанием используемых материалов и методов исследования, 3 глав собственных исследований, заключение и выводы, иллюстрирована 39 таблицами, 20 рисунками. Библиография содержит 302 источника, в том числе 55 зарубежных авторов.
