Журнал «Актуальная инфектология» Том 9, №2, 2021
Вернуться к номеру
Аналіз еколого-географічного поширення штамів F. tularensis holarctica на території України
Авторы: Нехороших З.М., Процишина Н.М., Джуртубаєва Г.М., Пилипенко Н.В., Самойленко В.О., Маньковська Н.М., Бондаренко Д.А.
ДУ «Український науково-дослідний протичумний інститут ім. І.І. Мечнікова МОЗ України», м. Одеса, Україна
Рубрики: Инфекционные заболевания
Разделы: Медицинские форумы
Версия для печати
Актуальність. На сьогодні туляремія — зоонозна природно-вогнищева особливо небезпечна інфекція — зареєстрована на всіх континентах. Збудник туляремії Francisella tularensis (F. tularensis) — високовірулентний контагіозний мікроорганізм, що здатний швидко поширюватись та зумовлювати масові захворювання людей, віднесений до критичних патогенів найвищого пріоритету (категорія А), є потенційним агентом біологічної зброї.
За сучасною таксономією до виду F. tularensis входять 4 підвиди патогену з різною вірулентністю. Найбільша вірулентність притаманна підвиду F. tularensis tularensis, що циркулює тільки в Північній Америці. На території країн Європи, Азії, Японії, Австралії тощо поширені штами підвиду F. tularensis holarctica, які менш вірулентні для людей та тварин. Значне поширення підвиду F. tularensis holarctica зумовлене його високою екологічною пластичністю та здатністю до існування у водному середовищі, що значно збільшує ареали його поширення. В Україні практично на всій території зареєстровані численні природні вогнища туляремії різноманітних типів з циркуляцією та ізоляцією штамів F. tularensis holarctica, проте їх еколого-географічне розподілення не досліджене.
Мета дослідження: провести аналіз еколого-географічного поширення F. tularensis holarctica в різних зонах України (Полісся, лісостеп, степ) та оцінити епідемічний потенціал природних вогнищ туляремії.
Матеріали та методи. При дослідженні польового матеріалу, зібраного на територіях природних вогнищ туляремії різних регіонів, з метою виявлення туляремійної інфекції застосовували еколого-зоологічні, бактеріологічні, біологічні, імунолюмінесцентні, серологічні (РПГА, РНГА, РНАт) методи дослідження. У роботі використовували також ГІС-технології (система Google Earth) та статистичні методи. Виділення ДНК F. tularensis здійснювали методом ПЛР. Для генотипування індивідуальних штамів збудника туляремії застосовували MLVA (Multilocus VNTR Analysis).
Результати та обговорення. При статистичному аналізі результатів проведеного на основі MLVA молекулярного генотипування 222 штамів F. tularensіs встановлено, що найбільша кількість штамів ізольована від кліщів — 125, диких ссавців — 50, води — 43, людей — 4 штами. Серед досліджених штамів F. tularensіs ідентифіковано 48 генотипів (спільних, довгоперсистуючих, унікальних), які умовно розподілені на три різних групи (А, В, С). При цьому 178 штамів віднесені до генотипів групи А, а 25 і 19 — до генотипів груп В і С відповідно.
Статистично вірогідно підтверджено розподіл вивчених штамів на три групи генотипів (А, В, С) за кількістю повторів у досліджених п’яти VNTR-локусах (FT-M3, FT-M6, FT-M19, FT-M20, FT-M24). Виявлено високу кореляцію між молекулярною вагою досліджених локусів та кількістю повторів у них. Проведено аналіз кореляції частоти зустрічальнсті штамів F. tularensіs з різними алельними варіантами в зазначених п’яти VNTR-локусах.
За системою Google Earth проведено аналіз територіального поширення циркулюючих генотипів штамів F. tularensіs та джерел їх ізоляції. Визначено точну географічну прив’язку всіх точок виділення штамів F. tularensіs, які нанесені на карту України.
Встановлено, що на території України за поширенням домінують штами F. tularensіs генотипів групи А, які вірогідно частіше зустрічаються в природі, ніж штами генотипів груп В і С. Штами F. tularensіs генотипів групи А поширені на всій території України в різних ландшафтно-географічних зонах. Важливим є факт, що серед штамів генотипів групи А спостерігається вірогідний їх розподіл на три підгрупи: домінуючих, субдомінуючих генотипів та таких, що рідко зустрічаються. Водночас вірогідне розходження між генотипами груп В і С за частотою зустрічальнсті не виявлене.
Штами F. tularensіs генотипів групи В найбільше поширені в зоні Полісся (Чернігівська, Сумська, Рівненська області) і частково циркулюють у лісостеповій зоні.
Патогени F. tularensіs генотипів групи С поширені в Криму, Львівській, Волинській, Чернігівській областях та один штам генотипу С131 — у Полтавській області. В 2017 році встановлено циркуляцію зазначеного генотипу в Одеській області. Усі точки ізоляції штамів виявлені на територіях з високим рівнем зволоження (річки, озера, ставки, канали). При цьому чітко визначені три зони циркуляції штамів генотипів групи С: Одеська — Крим — Запорізька, Львівська — Волинська — Чернігівська та Полтавська області.
Встановлено, що поширення природних вогнищ туляремії в країні нерівномірне, епізоотична активність їх неоднозначна і залежить від різних кліматичних та екологічних факторів, що впливають на біоценотичні зв’язки між збудником туляремії та численними носіями і переносниками інфекції. Проведено картування у системі Google Earth поширення диких ссавців та іксодових кліщів з розрахунком ризику зустрічі з ними. Розроблені критерії оцінки ризику зустрічі з носіями та переносниками збудника туляремії можуть бути інструментом для епізоотичного та епідемічного аналізу факторів активізації природних вогнищ.
На основі проведених досліджень з використанням картографічних методів встановлено неоднакове поширення природних вогнищ туляремії за клімато-географічними зонами. Так, перше рангове місце займає зона Полісся, де зареєстрована найбільша кількість (53,5 %) природних вогнищ туляремії. Ландшафтні та кліматичні умови, наявність певної флори і фауни сприяли виникненню в зазначеній зоні найбільш активних в епізоотичному відношенні заплавно-болотних природних вогнищ, які сформовані уздовж водно-болотних систем. Основними джерелами збудника туляремії є дикі ссавці, а реалізація механізму передачі інфекції здійснюється трансмісивним (кліщі) та водним шляхами. Друге рангове місце займає зона лісостепу, де зареєстровано 32,7 % лісових і лісостепових вогнищ, епізоотична активність яких нижче заплавно-болотних. У зоні степу зосереджено 14,1 % природних вогнищ туляремії різноманітних типів (польові, лісові, степові). Структура біоценозів у степовій зоні представлена більше ніж 20 видами дрібних ссавців, у тому числі фоновими, і більше ніж 10 видами іксодових кліщів. Важливо зазначити, що генотипове різноманіття ізольованих штамів F. tularensis виявлено в більшій кількості в активних природних вогнищах Полісся (20 унікальних генотипів), а в зонах лісостепу та степу — тільки 10.
Таким чином, проведені комплексні дослідження дали можливість визначити генетичну гетерогенність та еколого-географічне поширення штамів F. tularensis holarctica, які циркулюють в Україні в природних вогнищах туляремії різної активності.
Висновки. Встановлено, що поширення штамів F. tularensis різних груп генотипів на території України має певні закономірності. Штами F. tularensis генотипів групи А циркулюють у всіх 3 ландшафтно-географічних зонах, штами генотипів групи В — на територіях великих лісних масивів, патогени генотипів групи С — на місцевостях з високим рівнем зволоження.
Визначено, що природні вогнища туляремії, які зареєстровані в різних зонах (Полісся, лісостеп, степ), значно розрізняються за біоценотичною структурою та епізоотичною і епідемічною активністю. Найбільш небезпечною з поширення туляремійної інфекції в Україні є зона Полісся.
Отримані результати свідчать про продуктивність використання ГІС-технологій в системі молекулярно-епідеміологічного моніторингу природних вогнищ туляремії, який дає можливість визначати їх епідпотенціал та генотипову структуру популяції збудника, що циркулює в Україні, з наступним прогнозуванням епідситуації та своєчасним проведенням раціональних профілактичних та протиепідемічних заходів.