Размещено на http://www.allbest.ru/

На правах рукописи

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

доктора медицинских наук

Совершенствование эпидемиологического надзора и контроля за клещевым энцефалитом на сопряженных территориях Урала и Сибири (на примере Тюменской области)

14.00.30 - эпидемиология

Козлов Леонид Борисович

Пермь - 2009

Работа выполнена в ГОУ ВПО "Тюменская государственная медицинская академия" Федерального агенства по здравоохранению и социальному развитию и ФГУЗ "Центр гигиены и эпидемиологии в Тюменской области" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия населения.

Научные консультанты:

доктор медицинских наук, профессор, Мефодьев Владимир Васильевич,

доктор медицинских наук, профессор, заслуженный деятель наук РФ, Глинских Нина Поликарповна.

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор, Сергевнин Виктор Иванович,

доктор медицинских наук, Семериков Вадислав Васильевич,

доктор медицинских наук, профессор Леонова Галина Николаевна.

Ведущая организация:

ФГОУ ВПО "Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова" Министерства обороны РФ.

Защита диссертации состоится "30" июня 2009 г.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО "Пермская государственная медицинская академия им ак. Е.А. Вагнера Минздрава РФ" по адресу: 614990, ул. Коммунистическая, д. 26.

Автореферат разослан "30" мая 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор медицинских наук, профессор Е.А. Сандакова.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В России ежегодно регистрируется до 30 тыс. природноочаговых инфекций. Из них на долю клещевого энцефалита (КЭ) приходится 47,8 % случаев (Г.Г. Онищенко, 2007). КЭ регистрируется в 46 субъектах РФ (В.И. Злобин, 2003; Т.В. Лихачева с соавт., 2003). Высокая эндемичность на территориях Урала, Западной и Восточной Сибири, Дальнем Востоке (Приморский край), стойкость и колебания активности природных очагов КЭ в различные годы обусловливают периодические подъемы и спады заболеваемости (В.В. Масалев, 2006) при летальности, достигающей на Дальнем Востоке 12-25 % (В.В. Погодина, 2006; В.И. Злобин, 2006, 2007). Данные о гетерогенности природных популяций вируса КЭ (ВКЭ) оказали ведущее значение в познании феномена природной очаговости и клинических проявлений этой инфекции (Г.Н. Леонова, 1997, 2007; В.И. Козлова с соавт., 2002; В.В. Погодина с соавт., 2004; Э.И. Коренберг, 2007, 2008). Значительный рост заболеваемости КЭ, расширение его ареала послужили основанием для внедрения новой стратегии и тактики профилактики, принятия программы массовой вакцинации населения высокоэндемичных территорий (В.В. Романенко с соавт., 2005; А.С. Килячина, 2008). Основными причинами эпидемического неблагополучия по КЭ в России являются: возникновение антропургических очагов (Г.Г. Онищенко, 2007); ограниченное использование акарицидных обработок, сокращение масштабов серопрофилактики и отсутствие доказательств эффективности этих мероприятий в расширенных эпидемиологических опытах. Недостаточно изучены условия формирования антропургических очагов КЭ (сроки, факторы риска, включающие численность переносчиков и прокормителей и др.). Необходима оптимизация научно-организационных основ эпидемиологического надзора (ЭН) и эпидемиологического контроля (ЭК) за заболеваемостью на основе изучения биоритмов нападения клещей на человека и цикличности заболеваний КЭ. Предложенные методы прогнозирования заболеваемости КЭ, основанные на изучении состояния иммунитета у населения и данных о частоте нападения клещей на человека (Л.Н. Большев, Л.Г. Гольдфарб, 1970; Л.Г. Большев с соавт., 1970), обладают невысокой достоверностью.

Целью исследования является оптимизация эпидемиологического надзора и контроля за клещевым энцефалитом на основе результатов комплексного эпидемиологического и эколого-паразитологического анализа закономерностей формирования антропургических очагов этой инфекции на примере Тюменской области, разработки объективных методов прогнозирования частоты нападения клещей на человека, заболеваемости населения и оценки эффективности мероприятий по специфической и неспецифической профилактике.

Задачами исследования являются:

1. Оценить проявления эпидемического процесса КЭ в сопоставлении с особенностями природных и социальных условий изучаемого региона, численностью и активностью клещей и их прокормителей.

2. Изучить популяционную структуру вируса КЭ в очагах с разным эпидемическим потенциалом по генотипу, инфекционной активности, индексу инвазивности, иммуногенности, бляшкообразующей активности и электропроводности.

3. Провести сравнительный хронобиологический анализ активности клещей, зараженных вирусом КЭ и боррелиями.

4. На примере крупного промышленного центра (г. Тюмень) проследить динамику формирования антропургического очага КЭ. Разработать способ определения начала и завершения формирования антропургических очагов КЭ.

5. Разработать экстраполяционный метод количественного прогнозирования частоты нападения клещей на человека и заболеваемости населения КЭ.

6. Оценить эпидемиологическую эффективность проводимых в регионе профилактических мероприятий при КЭ. Апробировать новый отечественный инсекто-акарицидный препарат "Бриз 25 % э.к. ". Внести предложения по усовершенствованию системы эпидемиологического надзора и контроля за КЭ.

Научная новизна и теоретическая значимость исследования:

1. Предложен способ определения начала и завершения формирования антропургического очага КЭ, основанный на выявлении с помощью дисперсионного анализа достоверного увеличения интенсивности эпидемического процесса среди городских жителей по сравнению со среднемноголетним уровнем их заболеваемости. На примере г. Тюмени достоверный рост показателей заболеваемости КЭ отмечен при остаточной дисперсии, равной 4,65, что соответствовало началу формирования антропургического очага. При максимальной остаточной дисперсии, равной 27,67, установлен год завершения формирования антропургического очага и стабилизации напряженного эпидемического процесса. Выявлено, что начало формирования антропургического очага сопровождалось увеличением численности иксодовых клещей с 6,5 (средние данные за 1982-1993 гг.) до 12,5 на 1 км маршрута (1994 г.); повышением численности синантропных прокормителей с 0,5 до 1,9 на 100 ловушко/суток (соответственно); увеличением частоты заражений людей ВКЭ до 28,6 % в черте города (лесопарки, дачные участки, кладбища и т.п.). Завершение формирования антропургического очага КЭ через 5 лет характеризовалось увеличением численности иксодовых клещей на территории крупного промышленного центра в 2,1 раза по сравнению с 1994 г.; повышением численности синантропных прокормителей в 1,8 раза и рост заболеваемости людей КЭ в черте города (лесопарки, скверы, кладбища и т.п.) до 44,7 %.

2. Впервые на основании изучения многолетней динамики частоты нападения иксодовых клещей на людей и составления соответствующих временных рядов с 5-тидневным интервалом установлены отличия в биоритмах клещей, зараженных ВКЭ и боррелиями. Обнаружены совпадающие пики активности у клещей с боррелиями и вирусом КЭ в 0,5, 0,75 года, 1год, 3 года, а в отдаленный период наблюдался пик активности у клещей, инфицированных вирусом КЭ, а у клещей, инфицированных боррелиями, повышения активности не наблюдалось. Следует отметить, что более четкий 3-х летний пик активности отмечен у клещей, инфицированных ВКЭ (3,00±0,02) и несколько меньший, у клещей, зараженных боррелиями (2,72±0,06; р<0,01). Активность клещей, зараженных боррелиями, была ниже, чем у клещей, зараженных вирусом КЭ. Средняя арифметическая (МЕЗОР) частоты нападений клещей, зараженных ВКЭ, на одного человека составил 6,4±0,6 (средние данные за 5 дней), а клещей, инфицированных боррелиями, - 4,6±0,3. Амплитуда (максимальное верхнее отклонение от МЕЗОРа) нападения на человека клещей, инфицированных ВКЭ, была выше по сравнению с клещами, зараженными боррелиями (7,1±0,6 и 4,6±0,3 соответственно, р<0,01). Выявлены отличия в активности иксодовых клещей, зараженных ВКЭ, в антропургическом очаге по сравнению с природным в подзоне подтайги. В антропургическом очаге максимальная активность клещей наблюдалась в весенний период 3-го года 3-х летнего цикла, а в природном очаге - постепенно повышалась к 3-му году 3-х летнего цикла. МЕЗОР в антропургическом очаге был меньшим, чем в природном, и составил соответственно 3,2±0,1 и 4,8±0,2; амплитуда нападения клещей на человека в 1-й и 3-й годы 3-х летнего цикла активности также была меньшей, чем в природном очаге (0,8±0,2; 1,7±0,2 и 1,9±0,2; 3,3±0,3 соответственно, р<0,01). Установленные закономерности в активности клещей во временной динамике можно использовать в предэпидемической диагностике осложнений эпидемической ситуации в очагах КЭ и прогнозирования роста заболеваемости населения.

3. Впервые установлена зависимость между электропроводностью штаммов ВКЭ и их вирулентностью. Штаммы 3-го (сибирского генотипа) с низкой вирулентностью, выделенные в регионе от людей, обладали большей электропроводностью, а высоковирулентный штамм Абсеттаров - меньшей электропроводностью. Предложено использовать методику оценки электропроводности штаммов ВКЭ в системе эпидемиологического надзора в целях предэпидемической диагностики, районирования территорий по уровню заболеваемости КЭ, а также для экспресс-диагностики тяжести клинического течения заболеваний. Возможно использование разработанного экспресс-метода для отбора штаммов с целью получения более иммуногенных вакцинных препаратов.

4. Впервые предложен экстраполяционный метод прогнозирования частоты нападения клещей на человека и заболеваемости КЭ. В основу метода положена идентификация многолетних показателей временных рядов, формальное их описание и выбор математических методов для их аппроксимации. Аддитивная прогностическая модель включала основную составляющую ряда (тренд), циклические составляющие временного ряда и случайный компонент (неучтенные факторы). Тренд определяли по уравнению полинома П.Л. Чебышева и полиномиальной тригонометрической функции для 1-го, 2-го и 3-го года трехлетних циклов временных рядов. Учет влияния случайных факторов проводили по автокорреляционной функции. Разработанный метод обеспечил совпадение прогнозируемых с фактическими показателями заболеваемости КЭ за последние 5 лет в 80,7±0,9 %.

Практическая значимость работы и внедрение полученных результатов. На основании полученных результатов, характеризующих закономерности проявлений эпидемического процесса, проведено районирование административных территорий региона по риску заболеваемости КЭ. Доказана эффективность разработанных направлений оптимизации ЭН и контроля КЭ (серологический мониторинг, слежение за природными и социальными факторами развития эпидемического процесса, дифференцированный подход к проведению профилактических мероприятий с учетом интенсивности риска заражения, преимущественно в антропургических очагах).

Разработанные математические модели прогнозирования частоты нападения клещей на человека и заболеваемости КЭ позволили заблаговременно оценить осложнения эпидемиологической ситуации. Предложен метод расчета иммунной прослойки населения в группах риска с использованием ИФА, позволяющий объективно оценивать выбор групп риска для полного охвата вакцинацией. Проведение специфической иммуноглобулинопрофилактики КЭ при нападении клещей на людей по усовершенствованной схеме, вакцинации дополнительных контингентов за счет расширения групп риска значительно снизили заболеваемость КЭ в Тюменской области в 2004-2007гг. В результате внедрения усовершенствованного комплекса мероприятий ЭН и ЭК за 3 года их осуществления (2005-2007гг.) предупреждено 489 случаев КЭ и предотвращен экономический ущерб на сумму 6,5 млн. руб. с учетом прямых и косвенных затрат.

Разработаны и внесены дополнения в методические, программно-целевые и регламентирующие документы по клещевым инфекциям на региональном и федеральном уровнях: "Эпидемиология, клиника, диагностика, лечение и профилактика клещевого энцефалита и иксодового клещевого боррелиоза в сочетанных очагах" (пособие для врачей на региональном уровне). - Тюмень, 2003. - 47 с.; "Эпидемиология, клиника, диагностика, лечение и профилактика клещевого энцефалита и иксодового клещевого боррелиоза в сочетанных очагах" (пособие для врачей на федеральном уровне). - Тюмень, 2004. - 47 с. По результатам исследований изданы монографии: В.В. Мефодьев, Э.А. Кашуба, Л.Б. Козлов, А.А. Огурцов "Эколого-эпидемиологические аспекты клещевого энцефалита на сопряженных территориях Урала и Сибири". - Екатеринбург: Издательство "Путиведь", 2002. - 280 с.; Л.Б. Козлов, В.В. Мефодьев, А.А. Мусина "Клещевые инфекции: этиология, эпидемиология, прогноз". - Тюмень: ООО "Сити-пресс", 2007. - 184 с.

Полученные результаты использованы при проведении ЭН и контроля клещевых инфекций в Тюменской и Свердловской областях, в Ханты-Мансийском автономном округе; в учебно-педагогическом процессе на кафедре медико-профилактического дела ФПК и ППС ГОУ ВПО "Тюменская государственная медицинская академия" Росздрава. Разработаны и внедрены в работу Роспотребнадзора Тюменской области и ФГУЗ "Центр гигиены и эпидемиологии в Тюменской области" компьютерная программа для ЭВМ "Virus" № 2004612068 от 08.09.2004 г. "Реализация вычисления вероятности заболеваний клещевым энцефалитом и иксодовым клещевым боррелиозом по частоте присасывания клещей и иммунитету к возбудителям заболеваний"; патент RU № 2294697 от 10.03.2007 г. "Способ прогноза заболеваемости клещевыми инфекциями" (Бюл., 2007. - № 7); получена приоритетная справка ФГУ ФИПС по заявке на изобретение: "Способ прогноза заболеваемости клещевым энцефалитом" (Заявка на изобретение №2008145249 от 17.11.2008 г.); база данных "Заболеваемость клещевым энцефалитом в Тюменской области" (Свидетельство № 2007620363 от 18.10.2007г.); база данных "Биоритмы вирусов" (Свидетельство № 2006620240 от 18.09.2006 г.). Получена приоритетная справка ФГУ ФИПС № 2008145869 от 20.11.2008 г. по заявке на изобретение "Способ прогнозирования нападения клещей на человека"; разработки по прогнозированию инфекционной заболеваемости вошли в монографию В.В. Мефодьева, Ю.В. Устюжанина, Л.Б. Козлова, А.Я. Фольмера "Эпидемиология и профилактика ассоциированных с водой кишечных антропонозов". - Тюмень: Изд. "Академия", 2006. - 283 с.

Положения, выносимые на защиту:

1. Разработан способ определения начала и завершения формирования антропургического очага КЭ, основанный на выявлении с помощью дисперсионного анализа достоверного повышения среди городского населения текущего годового показателя заболеваемости по сравнению со среднемноголетним. Начало формирования антропургического очага сопровождалось увеличением в условиях крупного промышленного центра численности синантропных прокормителей и иксодовых клещей и соответственно повышением частоты заражений людей вирусом КЭ в лесопарковой зоне города и на дачных участках. Завершение формирования антропургического очага КЭ в конечном итоге характеризовалось стабилизацией численности синантропных прокормителей, иксодовых клещей и заболеваемости городского населения.

2. Разработанные аддитивные математические модели прогнозирования частоты нападения клещей на человека и заболеваемости КЭ с использованием полиномального метода позволяют с большей точностью, по сравнению с известными методами, определять ожидаемые показатели.

3. В подзонах южной тайги, подтайги и северной лесостепи Западной Сибири выявлена циркуляция 3-го генотипа (сибирского) ВКЭ и двух геновидов боррелий - B.afzelia и B.garinii. В организме переносчиков и прокормителей происходит формирование неоднородных популяций вируса КЭ по степени вирулентности для беспородных белых мышей (высоковирулентных и маловирулентных). Величина электропроводности вирионов в поле постоянного электрического тока коррелирует с вирулентностью штаммов ВКЭ, что можно использовать для своевременного выявления формирования эпидемического (высоковирулентного) штамма, прогнозирования роста заболеваемости населения, а также для определения тяжести клинического течения болезни.

4. Методом сравнения заболеваемости КЭ в опытных и контрольных группах установлено, что перспективными направлениями профилактики этой инфекции являются наращивание объема акарицидных обработок, прежде всего в антропургических очагах, с применением впервые апробированного на территории региона акарицидного средства "Бриз 25 % э.к."; проведение экстренной иммуноглобулинопрофилактики препаратом с титром 1:160 и выше, увеличение охвата вакцинацией лиц из групп риска с наращиванием объема ее в годы, соответствующие положительной фазе очередного эпидемического цикла.

Апробация работы. Диссертация апробирована на заседании Проблемной комиссии "Инфекционные, вирусные и природноочаговые инфекции ГОУ ВПО "Тюменская государственная медицинская академия" Росздрава от 14 декабря 2007г. (протокол № 1). Основные положения диссертации доложены на: областных конференциях, посвященных 70-летию, 75-летию, 80-летию и 85-летию образования санитарно-эпидемиологической службы Российской Федерации (Тюмень, 1992, 1997, 2002, 2007гг.); 2-й Международной научной конференции "Современная вакцинология", посвященная 100-летию НПО "БИОМЕД", Россия, Пермь, 16-18 июня 1998 г.; Международном симпозиуме "Медицина и охрана здоровья", Россия, Тюмень, 17-20 ноября 1998г.; 10-й научно-практической конференции неврологов "Нейроиммунология", Россия, Санкт-Петербург, 28-31 мая 2001 г.; 11-й Всерос-сийской научно-практической конференции неврологов "Нейроиммунология", Россия, Санкт-Петербург, 15-18 мая 2002 г.; 8-м Международном симпозиуме "Медицина и охрана здоровья", Россия, Тюмень, 12-15 ноября 2002 г.; XII Всерос-сийской научно-практической конференции неврологов "Нейроиммунология", Россия, Санкт-Петербург, 30 июня - 4 июля 2003 г.; на VI Российском съезде врачей-инфекционистов, Россия, Санкт-Петербург, 29-31 октября 2003 г.; 9-ом Международном симпозиуме "Медицина и охрана здоровья", Россия, Тюмень, 18-21 ноября 2003 г.; на VIII Межгосударственной научно-практической конференции государств-участников СНГ "Межгосударственные медико-санитарные правила и реализация глобальной стратегии борьбы с инфекционными болезнями в государствах-участниках СНГ", Россия, Саратов, 25-26.09.2007г.; на общероссийской научной конференции с международным участием "Золотой фонд отечественной науки" (выставка-презентация учебно-методических изданий), Москва, 17-19.02.2009г.; на общероссийской научной конференции с международным участием "Инновационный потенциал отечественной науки", Москва, Министерство образования и науки РФ, 17-19.02.2009г. Решением Президиума Российской академии естествознания (12.02.2009г.) награжден медалью имени Альфреда Нобеля "За развитие изобретательства в РФ".

Личный вклад автора: сбор материала - 80 %; анализ материала - 100 %; проведение лабораторных исследований - 80 %; разработка математических моделей прогнозирования - 70 %; написание диссертации и автореферата - 100 %.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 56 печатных работ, из них 12 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ для публикации материалов докторских диссертаций, издано 3 монографии.

Объем и структура диссертации. Работа изложена на 291 странице компьютерной верстки, иллюстрирована 54 таблицами и 28 рисунками. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, 4-х глав собственных исследований, заключения, выводов, приложений. Библиографический указатель содержит 401 источник, из которых 328 работ отечественных и 73 иностранных авторов.

Материалы, методы и объем исследований. В ходе эпидемиологической диагностики использовали прием "случай - контроль", дисперсионный и факторный анализ. Изучали проявления эпидемического процесса КЭ и ИКБ по следующим характеристикам: интенсивность в показателях на 100 тыс. населения; многолетняя динамика с определением тенденции по методу наименьших квадратов и полиномального выравнивания; распределение заболевших по административным территориям и природным подзонам; внутригодовая динамика заболеваемости с расчетом доли заболеваний в период подъема; возрастная и профессиональная структура заболевших.

Исследования проводили в четырех подзонах юга Западной Сибири: южная тайга, подтайга, северная и средняя лесостепь. Закономерности эпидемического процесса КЭ и ИКБ за 1982-2007 гг. установлены по данным официальной статистики ФГУЗ "Центр гигиены и эпидемиологии в Тюменской области". Частоту контакта населения с клещами учитывали по обращаемости людей в ЛПУ с покусами в 1982-2007 гг. проанализировано 5120 заболеваний КЭ и 1935 - ИКБ по разработанной "Карте обследования эпидемических очагов КЭ, ИКБ и микст-инфекций (КЭ и ИКБ)".

Сроки формирования антропургического очага определяли по остаточной дисперсии. Убавляя показатель заболеваемости КЭ очередного года в статистических рядах, повторяли проведение дисперсионного анализа до значения, когда "год" перестал оказывать существенное влияние на показатели заболеваемости КЭ.

Определяли инфекционную активность выделенных штаммов ВКЭ путем подкожного и внутримозгового заражения беспородных белых мышей массой 7-9г и индекс иммуногенности (по методу Рида и Менча) на инбредных мышах линии BАLB/с массой 10-12 г. Всего использовали в экспериментах 5560 мышей.

Электрофоретическое фракционирование вирусных популяций проводили по методике "Способ электрофоретической очистки производственных штаммов вирусов" (А.С. №1482195 от 22.01.1989г.). Бляшкообразующую активность вируса определяли в перевиваемой культуре клеток почек эмбриона свиньи. Электропроводность вируссодержащей культуральной жидкости определяли по методике, описанной П.Г. Грудницким с соавт. (1971) и В.А. Базакуца (1973).

Анализ заболеваемости КЭ за 1982-2007гг. проведен на основе базы данных "Заболеваемость клещевым энцефалитом в Тюменской области" (2007). Генотип ВКЭ определен у 45 штаммов, геновид боррелий - у 17 штаммов, выделенных в 2007-2008 гг. из 643 клещей I.persulcatus, в том числе 593 клеща собранных на флаг на территориях 8 районов юга Тюменской области, и 50 клещей, снятых с людей с положительной реакцией ИФА на антиген ВКЭ.

Наличие антигена ВКЭ в клещах проводили тест-системой ВекторВКЭ-антиген - стрип (ЗАО "Вектор-Бест", Новосибирск-117) в ИФА. Выделение РНК вируса проводили из суспензии гомогенизированного клеща в ПЦР по стандартной методике наборами РИБО-сорб и РЕВЕРТА- L-100 (ООО "Интерлабсервис", Москва). Поиск специфических участков для выбора праймеров диагностической ОТ-ПЦР осуществляли путем множественного выравнивания нуклеотидных последовательностей изолятов разных генотипов, опубликованных в базе GenBank. Множественное выравнивание осуществляли с помощью программы Vector NTI v.9 ("Infomax", England).

Для проведения диагностической и генотипоспецифической ПЦР использовали реагенты производства ООО "Интерлабсервис" (Москва). Амплификацию проводили в объеме 25 мкл в амплификаторе "Терцик" производства НПФ "ДНК-технология" (Москва). Режим амплификации: 95^оС -10 с, 60 (67) ^оС -10 с, 72^оС -15 с при концентрации MgCl_2-2.25 mM.

Определение чувствительности и специфичности качественной ОТ-ПЦР проверяли по прототипным штаммам трех генотипов вируса КЭ, взятых из коллекции Екатеринбургского НИИ вирусных инфекций: Sofjin (генотип 1), Absettarov (генотип 2) и местный штамм 54 (генотип 3), использованных также в качестве позитивного контроля.

Многолетние наблюдения за основными переносчиками и их прокормителями проведены на энтомологическом стационаре в подзоне подтайги общей площадью 40 км ². Изучение иммунной прослойки к ВКЭ проводили у мелких млекопитающих и среди коренного населения, исследуя парные сыворотки крови у одних и тех же лиц (в начале и в конце эпидсезона). Анализ активности иксодовых клещей, зараженных ВКЭ или боррелиями, проводили по датам укусов инфицированных клещей с учетом 5-тидневного интервала. Статистическую обработку полученных временных рядов в течение эпидемических сезонов осуществляли с использованием пакета компьютерных программ для хронобиологических исследований.

Способ прогнозирования частоты нападения клещей на человека на очередной эпидемический сезон основан на сопоставлении временных рядов количества клещей, нападающих ежегодно на людей в течение многолетнего периода, нахождения автокорреляционной функции временного ряда, для статистической оценки которой использован выборочный коэффициент корреляции, расчет которого проводили по формуле:

,

где t = 0, 1, 2… k - сдвиг между показателями временного ряда; - оценка математического ожидания стационарного временного ряда; - оценка дисперсии.

Расчет тренда временного ряда показателей проводили с использованием аппроксимации тригонометрическим многочленом.

Прогноз заболеваемости КЭ на долгосрочный период проводили, применив аддитивную математическую модель, в которой временной ряд заболеваемости был представлен функциональной зависимостью:

y(t) = f(t) + s(t) + e(t),

где y(t) - значение временного ряда в момент времени t; f(t) - основная составляющая ряда (тренд); s(t) - сезонная составляющая; e(t) - случайная компонента (Патент РФ №2294697, 2007 г.).

Для получения тренда использовано уравнение полинома 5-го порядка. Аппроксимирующая функция f(t) выражалась многочленом любой степени (m):

.

Размер предотвращенного ущерба от КЭ на юге Тюменской области провели за 2005-2007 гг. по методике В.В. Мефодьева с соавт. (1996), согласно которой предполагали, что заболеваемость за анализируемый период остается на одном уровне предшествующих анализу 3-х лет (2001-2003 гг.), т.е. исключали влияние комплекса мероприятий. Путем перемножения среднего показателя за предыдущий период на соответствующее население, получаем ожидаемое число заболеваний для двух периодов. Затем определяли разницу между ожидаемым и зарегистрированным числом заболеваний. Наконец, путем суммирования числа предупрежденных заболеваний вычисляли их объем в целом за анализируемый период.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Особенности эпидемического процесса клещевого энцефалита в Тюменской области. За 27 лет в целом в Тюменской области среднегодовой показатель заболеваемости КЭ составил 6,8 на 100 тыс. населения, а в южной части области - 14,9 (в 2,2 раза выше). Показатель заболеваемости КЭ за последние 10 лет колебался от 7,1 (2003г.) до 35,8 (1999г.) на 100 тыс. населения. От нападения клешей ежегодно страдало от 8 до 16 тыс. чел.

Эпидемический процесс КЭ характеризовался чередованием подъемов и спадов с периодичностью в 2-4 года (рис. 1). Линейное выравнивание временного ряда на юге Тюменской области показало наличие стабильности в многолетней динамике заболеваемости КЭ, а полиномиальное выявило, кроме периодов цикличности второго порядка, более крупные периоды постепенного подъема (1982-1996,1999гг.) и снижения показателей (2000-2007 гг.).

Заболеваемость иксодовым клещевым боррелиозом (ИКБ) колебалась от 15,2 на 100 тыс. населения (1999 г.) до 4,6 (2007 г.). Доля жителей городов в совокупной заболеваемости населения КЭ по среднемноголетним данным составила 47,6±8,1 %, доля сельских жителей - 52,4±8,1 % (показатели на 100 тыс. населения 12,8±1,22 и 31,17±2,53--соответственно;----р<0,01). Средний уровень многолетней заболеваемости ИКБ в городской местности составил 7,5±0,9 на 100 тыс. населения, а на селе - 13,3±12,6.

В многолетней динамике КЭ и ИКБ на юге Тюменской области пики заболеваемости этими инфекциями не всегда совпадали: при КЭ средний многолетний показатель заболеваемости был в 1,96 раза выше, чем при ИКБ (соответственно 19,9±2,8 и 10,16±2,75 на 100 тыс. населения, р<0,01), что очевидно, обусловлено условиями заражения населения и активностью клещей, инфицированных боррелиями. Линейное выравнивание показало некоторое снижение уровня многолетней заболеваемости ИКБ.

Рис. 1. Показатели заболеваемости КЭ на юге Тюменской области в 1982-2008гг. на 100 тыс. населения (прямолинейное выравнивание по методу наименьших квадратов)

Для внутригодовой динамики заболеваемости КЭ характерны весенне-летний и осенний подъемы, что связано с 2-мя пиками активности клещей: на территориях с циркуляцией клещей Ixodes persulcatus нападение клещей на человека происходит весной и в первую половину лета с характерным одним пиком активности, а у пастбищного клеща Dermacentor reticulatus имеют место два пика активности - весной и осенью. В структуре заболеваемости 87 % приходилось на май - сентябрь, из них на июль - август 50,2 %. Единичные случаи заболеваний КЭ регистрировались в ноябре-декабре (2,1 %) за счет поздней обращаемости населения в результате прогредиентного течения инфекционного процесса.

Не выявлено существенной разницы в показателях среднегодовой многолетней заболеваемости КЭ между детьми до 14 лет и взрослыми (соответственно 19,9±1,8 и 18,4±1,3 на 100 тыс. населения; р<0,05).

Однако среднегодовой темп снижения заболеваемости КЭ был наиболее выражен у взрослых (-3,18 %), а у детского населения был в 1,7 раза ниже (-1,8 %), что можно объяснить более высоким риском заражения детей. В структуре заболеваемости удельный вес детей составил 22,7 %, взрослых - 77,3 %.

Показатель заболеваемости КЭ у взрослых городских жителей был в 1,4 раза выше по сравнению с сельскими жителями. Среди сельского населения показатели заболеваемости КЭ у детей, взрослых и совокупного населения менее отличались, чем у горожан, однако, у взрослых интенсивный показатель был выше, чем у детей (соответственно 36,6±3,8 и 27,9±4,8 на 100 тыс. населения). На долю взрослых приходилось 79,5 % числа заболеваний совокупного населения села.

За анализируемый период зарегистрирован 31 случай летального исхода КЭ (среднемноголетний абсолютный показатель 2,8, показатель на 1000 населения - 0,002). Случаи смерти регистрировались как в годы роста, так и снижения заболеваемости КЭ. Среди детей до 14 лет зарегистрирован 1 случай летального исхода в 1997г. Среднемноголетний показатель летальных случаев на 1000 детей составил 0,0003.

Более точным методом двухфакторного дисперсионного анализа проведено изучение влияния возраста населения и года на заболеваемость КЭ. Используя метод Фишера, установили, что возраст оказывал влияние на заболеваемость КЭ (показатель Fн=8,14>Fкр=1,29). Также оказывал влияние на уровень заболеваемости и год трехлетней периодичности (показатель Fн=54,77>Fкр=1,89). Результаты исследований двухфакторных комплексов, проведенные в Microsoft Excel, показали, что наименьший риск заражения КЭ наблюдается в 1-й год 3-х летнего цикла, а к 3-му году риск заражения повышался. Наименьшему риску заражения были подвержены дети в возрасте 1-7 лет и взрослые старше 56 лет. Наибольший риск заражения КЭ отмечен у детей в возрасте 8-14 лет (группа риска). Выявленные отличия в риске заражения КЭ нами были использованы при проведении массовой вакцинации населения.

С помощью приемов дисперсионного анализа установлены сроки формирования антропургического очага КЭ в крупном промышленном центре (г. Тюмень) с населением 650 тыс. чел. В 1982-1993 гг. существенной разницы в показателях заболеваемости КЭ не отмечено (показатель F_н =2,59<F_кр =2,82). В 1994 г. отмечен рост заболеваемости при остаточной дисперсии 4,65. Этот год можно считать началом формирования антропургического очага КЭ, а завершение формирования эпидемически напряженного антропургического очага КЭ приходится на 1998г. при наиболее высоком показателе остаточной дисперсии, равной 27,67.

Начало формирования антропургического очага КЭ в г. Тюмени сопровождалось повышением численности синантропных грызунов (прокормителей клещей), которых привлекали значительные объемы пищевых отходов на территории крупного города (с 0,5 в 1993 г. до 1,9 на 100 ловушко/суток в 1994 г.); ростом численности популяций иксодовых клещей в городских биотопах (с 6,5 до 12,1 на 1 км маршрута), увеличением частоты заражений КЭ в черте города (до 44,7 %); повышением доли заболевших КЭ городских жителей (до 28,6 %).

Завершение формирования антропургического очага КЭ через 5 лет (1998г.) характеризовалось следующими параметрами: увеличением численности иксодовых клещей в 2 раза (до 25,0 на 1 км маршрута), которая была в 5 раз выше, чем в природном очаге; повышением численности синантропных грызунов в 1,8 раза (до 3,5 на 100 ловушко/суток); ростом частоты заражений в черте города и увеличением доли городского населения среди заболевших КЭ (до 60 %).

В 2006 г. при минимальном уровне дисперсии (0,86) проведен опрос 1714 жителей г. Тюмени, обратившихся в ЛПУ по поводу нападения клещей с целью выявления места и условий заражения КЭ. Большинство людей подверглись нападению клещей на дачных участках (67,2±1,1 %), 14±0,8 % - в лесной зоне пригорода, 11,5±0,7 % - на улицах и парках города, 4,6±0,7 % - на кладбищах и только 2,7±0,4 % людей нападения клещей связывают с работой в лесу.

Погодные условия эндемичной территории являются факторами, опосредованно влияющими на заболеваемость КЭ. При наблюдениях на стационаре в подтайге в связи с неустойчивой погодой летнего периода массовое нападение клещей на человека имело место в течение 2-х мес. (май, июнь). Раннее снеготаяние способствовало появлению первых клещей на 5-6 дней раньше среднемноголетних данных (в конце 2-й декады апреля). С наступлением жаркой засушливой погоды на фиксированных маршрутах обнаруживались единичные клещи. В районах стационарных наблюдений в 1982-1991гг. среднегодовой показатель вирусофорности клещей составил 2,5 %, а средний показатель заболеваемости КЭ на 100 тыс. населения - 39,6±5,3 %; за период 1992-2001 гг. - 2,02 % и 53,6±6,2 %; 2002-2007 гг. - 2,7 % и 23,5±4,2 % соответственно.

Клещи, снятые с людей, по данным реакции ИФА, были в 3 раза чаще инфицированы ВКЭ по сравнению с клещами, выделенными из природы: частота выделения вирусного антигена в ИФА от клещей, снятых с населения, в среднем составила 10,4±0,5 %, а от клещей, выделенных из природы, - 3,0±0,3 % (р< 0,05). Следовательно, либо частота нападения на людей клещей, зараженных ВКЭ, более выражена по сравнению с неинфицированными ВКЭ клещами, либо в процессе укуса в клещах происходит репликация ВКЭ. Предложенный нами метод определения инфицированности клещей ВКЭ по результатам реакции ИФА использован для оценки эффективности акарицидных обработок.

В средней лесостепи отмечена наиболее высокая частота контакта населения с клещами (6,3±0,1 %), однако в этой подзоне проживает 5,2 % населения региона, преимущественно сельских жителей, которые в результате латентной иммунизации, по-видимому, приобретали устойчивость к ВКЭ. У них доля заболевших была ниже, чем в северной лесостепи (табл. 1).

Таблица 1. Анализ влияния условий возникновения заболеваний КЭ в подзонах юга Тюменской области (1998-2007 гг.)

В северной лесостепи зарегистрирована наибольшая частота заболеваний КЭ среди людей, подвергшихся нападению инфицированных клещей (3,27±0,14 %), а удельный вес заболеваний составил 39,2±3,8 % от общей заболеваемости КЭ в области. В подзоне южной тайги была наименьшей частота заболеваний КЭ (8,9±2,4 %) среди лиц, обратившихся по поводу нападения клещей (1,25±0,11 %), несмотря на высокую долю контактировавших с клещами от численности населения (6,0±0,66). Это, на наш взгляд, можно связать с большей частотой выделения на территории южной тайги штаммов ВКЭ, обладающих меньшей вирулентностью по индексу инвазивности (68,5±2,7 %), по сравнению с территорией северной лесостепи (31,5±2,7 %, р<0,01), а также в 2 раза меньшей численностью населения на территории южной тайги по сравнению с северной лесостепью (11,9 и 20,2 % соответственно).

Разработка методов прогнозирования частоты нападения клещей на человека и заболеваемости клещевым энцефалитом. Установлена прямая высокая корреляционная связь между количеством людей, подвергшихся нападению клещей, и заболеваемостью КЭ в многолетней динамике (r=+0,78±0,09). Распределение ежегодной заболеваемости КЭ и нападений клещей на людей показало, что теснота линейной связи в 1-й (1997, 2000, 2003, 2006 гг.) и 2-й год цикла (1998, 2001, 2004 гг.) была заметной и высокой (r₁ =+0,6±0,1 и r₂ =+0,7±0,1), а к 3-му году (1999, 2002, 2005 гг.) была более высокой (r₃=+0,8±0,1). На рисунке 2 представлена динамика фактического числа [X(t)] нападения иксодовых клещей на жителей юга Тюменской области за 1998-2008гг. с характерной трехлетней цикличностью и данные прогноза частоты нападения клещей на людей рассчитанные с использованием тригонометрической аппроксимации [X*(t)]. При этом установлено достаточно точное совпадение реальных и прогнозируемых показателей частоты нападения клещей на человека за последние 9 лет (79,4±0,4-100,0±8,0 %). Предложенный метод отличается простотой и большей эффективностью по сравнению с общепринятыми способами прогноза частоты нападений клещей на человека, основанных на многофакторном анализе биотических и абиотических условий, влияющих на динамику численности клещей.

Молекулярно-генетические исследования возбудителей клещевого энцефалита и иксодового клещевого боррелиоза в Тюменской области.

Генотипирование выделенных штаммов от клещей родов Dermacentor и Ixodes ВКЭ проводили в 4-х подзонах юга Тюменской области. Из клещей рода Dermacentor вирус КЭ не был выделен. Частота инфицирования одиночных клещей I. persulcatus колебалась от 1,05±0,67 (Тюменский район) до 7,84±3,35 (Ялуторовский район). Методом ПЦР выделено 45 штаммов ВКЭ (17 - в Тюменском районе, 10 - в Исетском, 10 - в Ялуторовском, 2 - в Тобольском, 2 - в Голышмановском, 2 - в Омутинском, 1 - в Нижне-Тавдинском и 1 - в Заводоуковском районе). Штаммы ВКЭ выделены в следующих климатических подзонах: 28 - в подтайге, 15 - в северной лесостепи, 2 - в южной тайге. Все штаммы, выделенные в природных и антропургических очагах Тюменской области, отнесены к 3-му (сибирскому) генотипу. На территориях Ялуторовского, Голышмановского и Омутинского районов методом ПЦР ВКЭ выделен в 33 пулах, что свидетельствует о широком распространении этого вируса на данных территориях. Интересен тот факт, что во всех пулах, положительных на КЭ, одновременно определялись боррелии. Из иксодовых клещей, собранных в природе, геновид боррелий установлен у 17 штаммов, преимущественно в смешанных популяциях (B.afzelia и B.garinii). В северной лесостепи (Голышмановский и Омутинский районы) в 3-х пулах выделен ВКЭ 3-го (сибирского) генотипа и смешанные популяции боррелий (B.afzelia и B.garinii). В средней лесостепи (Ишимский район) ВКЭ не был изолирован, но в 9 из 12 пулов определялись B.afzelia и B.garinii в смешанных популяциях. Очевидно, в природных очагах широко распространены микст-инфекции. Наши результаты сопоставимы с данными по обследованию территории Свердловской области, для которой также характерно доминирование более чем в 95 % сибирского генотипа (С.Ю. Ковалев с соавт., 2008). Дальневосточный генотип ВКЭ в Тюменской области не был выявлен, хотя в Свердловской области, которая находится западнее, этот генотип был выявлен (В.В. Погодина с соавт., 2007).

Из клещей, принятых от населения Тюменской области (2008 г.) после укусов клещами, установлено, что популяция сибирского генотипа неоднородна, и прежде всего, по степени патогенности для человека. Из 35 исследованных клещей в 9 (25±7,3 %) выделен ВКЭ 3-го генотипа. Результаты наблюдения за этими 9-ти людьми показали, что у 5-ти человек заболевание КЭ не зарегистрировано, у одного была лихорадочная форма заболевания, у 2-х - менингеальная, а у одного очаговая форма КЭ. Наши исследования согласуются с данными Г.Н. Леоновой (2007), установившей, что до 70 % штаммов вируса КЭ выделенных на юге Дальнего Востока, не обладали нрейроинвазионными свойствами, т.е. не вызывали клинически выраженных форм инфекции с поражением центральной нервной системы у людей. Проведенные исследования свидетельствуют о необходимости изучения вирулентности выделенных штаммов ВКЭ 3-го генотипа и разработки доступных методов по их идентификации в вирусологических лабораториях практического здравоохранения.

Вирусологическое исследование штаммов вируса клещевого энцефалита.

Нами исследованы штаммы ВКЭ (Т 1, Т 2, Т 3, Т 4), выделенные в Тюменской области от клещей, принятых от населения. В результате генотипирования в клещах обнаружен сибирский генотип вируса КЭ. Выделенные штаммы обладали низкой вирулентностью для беспородных белых мышей. Титр вируса при интрацеребральном введении беспородным белым мышам массой 7-8 г составил 6,5±0,2 lg LD_50/мл (табл. 3), а при подкожном - 1,8±0,2 по сравнению с музейным штаммом Абсеттаров (показатели 9,0±0,2 lg LD_50/мл и 8,2±0,3 lg LD_50/мл соответственно).

Таблица 3. Инфекционная активность и электропроводность штаммов ВКЭ, выделенных в Тюменской области

Примечание: Электропроводность измеряли в системе СИ-х 10⁵/ом.м/^-1

Маловирулентные штаммы вируса сибирского генотипа (Т 1, Т 2, Т 3, Т 4) обладали высоким индексом инвазивности при сохранении иммуногенных свойств. Индекс иммуногенности составил 6,8±0,3 lg соответственно.

Изучение электропроводности выделенных штаммов в подзоне подтайги (Т 1-Т 4) и музейного штамма Абсеттаров ВКЭ показало, что штаммы Т 1 - Т 4 обладали большей электропроводностью по сравнению со штаммом Абсеттаров.

Электропроводность высоковирулентного штамма Абсеттаров была в 1,3-1,5 раза ниже, чем у штаммов Т 1-Т 4 (0,076 и 0,101-0,115 соответственно). Это свидетельствует о различном поверхностном заряде штаммов. Электрофоретическое фракционирование вирусной популяции штамма Т 1 показало, что в поле постоянного электрического тока популяция штамма распределялась на три электрофоретические фракции: нейтральную, положительную и незначительное количество вирионов имели отрицательный заряд. Выделенные фракции имели не только различный поверхностный заряд, но и обладали различной вирулентностью. Так, нейтральная электрофоретическая фракция в перевиваемой культуре клеток ПЭС формировала бляшки размером 2,0-3,0 мм в диаметре, что характерно для вирулентного вируса КЭ.