УДК 578.53
DOI 10.33861/2071-8020-2023-3-28-31
Охлопкова О. В. Федеральное бюджетное учреждение науки «Государственный научный центр вирусологии
и биотехнологии «Вектор» Роспотребнадзора, р.п. Кольцово / Федеральный исследовательский
центр фундаментальной и трансляционной медицины, г. Новосибирск
Столбунова К. А., Степанюк М. А. Федеральное бюджетное учреждение науки «Государственный
научный центр вирусологии и биотехнологии «Вектор» Роспотребнадзора, р.п. Кольцово
Юрченко Ю. А. Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Институт систематики
и экологии животных» Сибирского отделения Российской академии наук, г. Новосибирск
Попов И. В. Федеральный исследовательский центр фундаментальной и трансляционной медицины,
г. Новосибирск / Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования «Донской государственный технический университет», г. Ростов-на-Дону
/ Автономная некоммерческая образовательная организация высшего образования
«Научно-технологический университет «Сириус», пгт. Сириус
Ермаков А. М. Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего
образования «Донской государственный технический университет», г. Ростов-на-Дону
Кабве Э., Давидюк Ю. Н., Хайбуллина С. Ф. Федеральное государственное автономное образовательное
учреждение высшего образования «Казанский (Приволжский) федеральный университет», г. Казань
Шестопалов А. М. Федеральный исследовательский центр фундаментальной и трансляционной
медицины, г. Новосибирск
Территории сельского хозяйства разнообразны и могут значительно различаться в зависимости от региона и целей сельскохозяйственной деятельности. Существует ряд потенциальных рисков и опасностей для здоровья человека. Это может быть связано с работой на ферме, контактом с сельскохозяйственными химикатами, использованием сельскохозяйственной техники, а также при работе с дикими и домашними животными, которые потенциально могут быть резервуарами различных патогенных инфекций, включая вирусы, бактерии и микроорганизмы.
Следует отметить, что контакт человека с мелкими млекопитающими, особенно с агрессивным поведением может создавать значительный риск с точки зрения передачи зоонозных инфекций. К таким животным можно отнести грызунов, насекомоядных и рукокрылых.
Этот аспект подчеркивает важность биологической безопасности на территориях ведения сельского хозяйства и необходимость проведения более глубоких исследований для выявления потенциальных источников, и передатчиков зоонозных инфекций, что может содействовать более эффективному контролю и профилактике таких инфекций среди населения.
Зоонозы могут передаваться различными способами. Самый часто встречающийся это контакт с инфицированными домашними или дикими животными. Еще одним способом передачи является воздушно-пылевой путь, который возникает при вдыхании пыли, содержащей микроскопические частицы мочи, кала, слюны или других инфекционных выделений зараженных животных. Также существует воздушно-капельный путь, когда инфекционные агенты передаются через воздух. Это происходит при выдыхании инфицированных частиц больными животными или человеком. И, наконец, есть пищевой путь передачи зоонозов, который возникает при употреблении недостаточно обработанных или зараженных продуктов животного происхождения, таких как мясо, молоко, яйца и другие продукты [3].
В природной среде наблюдается сложное взаимодействие между различными видами животных и человечеством, включая передачу инфекционных заболеваний. Мелкие млекопитающие, такие как грызуны, рукокрылые и насекомоядные являются потенциальными резервуарами и векторами для разнообразных зоонозных патогенов, что подчеркивает значимость биологического взаимодействия в контексте распространения инфекций.
Среди таких инфекций можно отметить лайм-боррелиоз, чуму, лептоспироз, геморрагическую лихорадку с почечным синдромом, хантавирусный легочный синдром, бешенство, острые респираторные синдромы, вызываемые коронавирусами и другие [3], [7]. Эти заболевания могут представлять определенный риск для здоровья людей, поэтому важно соблюдать меры безопасности и контролировать популяции таких животных, чтобы снизить риск заражения этими болезнями.
Проведение мониторинга по выявлению циркуляции инфекционных агентов у мелких млекопитающих имеет большое значение. Это позволяет на ранних этапах обнаружить инфицированность животных, контролировать распространение инфекций и предотвращать возникновение эпидемий. Кроме того, мониторинг помогает оценить состояние экосистемы и биоразнообразия.
Связь между ветеринарией и мониторингом вирусов среди мелких млекопитающих представляет собой важный этап в обеспечении общественного здоровья населения и предотвращения потенциальных угроз распространения инфекций. Для более эффективного сотрудничества в организации мониторинга и прогнозирования потенциальных угроз, ветеринарные врачи могут использовать фундаментальные принципы вирусологии и эпидемиологии для выявления вирусов агентов, циркулирующих среди мелких млекопитающих, чтобы оценивать их воздействие на других животных и людей.
Сотрудничество специалистов ветеринарного направления с организациями здравоохранения и экологическими организациями позволяет разработать программы мониторинга, которые включают отлов и обследование грызунов для выявления инфекций. Ветеринары также могут собирать образцы тканей и выделений от мелких млекопитающих, отправляя их в специализированные лаборатории для диагностики и идентификации вирусов.
Особое внимание уделяется мониторингу здоровья домашних животных, которые могут контактировать с мелкими переносчиками патогенов, чтобы предотвратить передачу вирусов между животными. Специалисты, работающие в сфере ветеринарии, также выполняют существенную функцию в информировании и образовании общественности и коллег-ветеринаров о неотъемлемой значимости контроля за вирусами, потенциальных точках контакта и мерах профилактики, направленных на предотвращение распространения инфекционных заболеваний.
Среди зоонозных инфекций широкое распространение имеют ортохантавирусы, способные вызвать у человека геморрагическую лихорадку с почечным синдромом (далее, ГЛПС) при контакте с грызунами.
В России ГЛПС занимает одну из ведущих позиций среди всех природно-очаговых заболеваний человека и является наиболее распространенной среди зоонозных вирусных инфекций. ГЛПС вызывают четыре вида вирусов рода Orthohantavirus, это Хантаан, Сеул, Пуумала и Добрава-Белград. Эти вирусы передаются человеку в результате контакта с зараженными мелкими млекопитающими или их выделениями [6]. Самый распространенный механизм передачи хантавирусов - воздушно-пылевой. Человек может заразиться при вдыхании аэрозолей, содержащих частицы мочи, кала или слюны зараженных животных. ГЛПС может протекать в различных формах, но наиболее тяжелая и опасная - с почечным синдромом, который может вызывать острую почечную недостаточность. Она сопровождается лихорадкой, геморрагическими проявлениями и повреждением почек, что может представлять серьезную угрозу для здоровья и жизни [9].
Учитывая широкое распространение грызунов в природных и антропогенных средах, их роль как резервуаров ГЛПС представляет значительный общественный и ветеринарно-медицинский интерес. Проведение мониторинга, разработка эффективных методов контроля популяций грызунов и предоставление своевременной медицинской помощи при выявлении инфекции у человека играют важную роль в предотвращении распространения этого заболевания.
В Российской Федерации зарегистрированы патогенные ортохантавирусы, способные вызывать заболевания у человека. Среди них наиболее известны Puumala (PUUV), Seoul (SEOV), Amur (AMRV), Hantaan (HTNV) и Dobrava (DOBV). Кроме того, встречаются апатоген-ные ортохантавирусы или вирусы, уровень патогенности которых не определен для человека, такие как Tula (TULV), Topograf, Khabarovsk, Seewis, Kenkeme и др. [1], [4], [8], [10], [11]. Ранее считалось, что вирус Tula не вызывает заболевания у человека, однако исследования во Франции доказали обратное - этот вирус может стать причиной развития геморрагической лихорадки с почечным синдромом у людей [12]. В Германии и Швейцарии также описаны случаи ГЛПС среди людей, вызванные Tula orthohantavirus, при этом заболевание проявляется в более легкой форме [13].
В Западной Сибири обнаружены природные очаги хантавирус-ных инфекций, связанные с четырьмя генотипами хантавирусов: Топографов, Пуумала, Добрава-Белград и Тула.
Эпидемиологические особенности и характер клинического течения заболевания в Западной Сибири указывают на наличие эпизоотически активных природных очагов ГЛПС, что может приводить к скрытой (не диагностируемой) заболеваемости в регионе [2].
Если не проводить обязательное исследование лихорадящих больных, проживающих на эндемичных по ГЛПС территориях Западной Сибири, на предмет хантавирусной инфекции, скрытая заболеваемость может проявляться под диагнозом «лихорадка с неясной этиологией» [2]. Таким образом, мониторинг ортохантавирусной РНК является существенным инструментом для анализа эпидемиологии, распространения и эволюции ортохантавирусов, а также для разработки и усовершенствования стратегий контроля и профилактики заболеваний, связанных с ними. Следует также отметить, что Новосибирская область является одним из так называемых «молчащих» регионов, где эпидемиологическая ситуация по ортохантавирусам пока остается мало изученной и малоизвестной. Это подчеркивает важность проведения мониторинговых исследований в данной области, чтобы избежать потенциальных кризисных ситуаций. Когда отсутствие адекватных мер контроля, прогнозирования и профилактических действий может привести к вспышкам заболевания среди населения.
Целью данной работы является выявление районов циркуляции ортохантавирусов среди грызунов, насекомоядных и рукокрылых на территории юга Западной Сибири.
Материалы и методы исследований. В ходе данной работы были отобраны образцы лёгочной ткани грызунов, насекомоядных и рукокрылых, отловленных в течение полевых сезонов 2021-2022 гг. на территории юга Западной Сибири: в Алтайском крае, Новосибирской и Кемеровской областях. Всего за указанный период было проанализировано 527 особей мелких млекопитающих, из них 215 грызунов, 180 насекомоядных и 132 особи рукокрылых.
Выделение суммарной РНК проводили фенол-хлороформной экстракцией с использованием реагента ExtractRNA (Евроген, Россия). Далее был осуществлен синтез кДНК с применением обратной транскриптазы RevertAid Reverse transcriptase (Thermo Fisher Scientific, США). Образцы легочной ткани от грызунов и насекомоядных полевого сезона 2021 года, полученные из Новосибирской области в количестве 139 шт., были проанализированы методом ПЦР в реальном времени с использованием коммерческого набора ОМ-Скрин-ГЛПС-РВ производителя «Синтол». Данный набор реагентов предназначен для выявления РНК хантавирусов - возбудителей геморрагической лихорадки с почечным синдромом и позволяет определить каждый из 4 видов рода Hantavirus (Puumala, Dobrava, Hantaan, Seoul). Для образцов с положительными сигналами в результате первичного скрининга были получены ампликоны методом вложенной ПЦР (nested-PCR), с использованием родоспецифических праймеров к S-сегменту и L-сегменту.
За полевой сезон 2022 года было отловлено и проанализировано 265 особей грызунов и насекомоядных методом полимеразной цепной реакции (ПЦР) в 2 шага с использованием родоспецифических праймеров на S и L-сегменты [14]. Образцы, полученные от рукокрылых за период 2021-2022 гг. были проанализированы аналогичным способом. Детекция и разделение продуктов амплификации проводили методом горизонтального электрофореза в 1% агарозном геле. Полученные ампликоны секвенировали методом Сэнгера с использованием капиллярного секвенатора Applied Biosystems. Обработку и редактирование последовательностей осуществляли с помощью программы Editseq из программного пакета Lasergene (DNASTAR, США). Для выравнивания полученных последовательностей использовали программу MegAlign из пакета Lasergene и программное обеспечение Mega7.0.
Результаты исследований и их обсуждение. В результате скрининга образцов легочной ткани от грызунов и насекомоядных отловленных в 2021 году на территории Новосибирской области (Ка-расукский, Чулымский, Краснозерский, Здвинский и Барабинский районы) была обнаружена ортохантавирусная РНК у 31 особи из 139 отловленных (табл.1). Анализ фрагментарного секвенирования позволил установить существенное сходство с вирусом Puumala.
Таблица 1 Результаты скрининга образцов набором «ОМ-Скрин-ГЛПС-РВ» Синтол на присутствие ортахантавирусной РНК
| Район отлова НСО | Барабинский район | Здвинский район | Карасукский район | Краснозер- ский район | Чулымский район | Маслянинский район | S по переносчикам |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| n / + | n / + | n / + | n / + | n / + | n / + | n / + | |
| бурозубка обыкновенная (Sorex araneus) | 4 / 1 | 1 / - | 21 / 6 | 1 / - | 9 / - | 5 / - | 41 / 7 |
| мышь- малютка (Micromys minutus) | - / - | - / - | - / - | - / - | 1 / 1 | - / - | 1 / 1 |
| полевая мышь (Apodemus agrarius) | - / - | - / - | 14 / - | - / - | 4 / 2 | - / - | 18 / 2 |
| полевка красная (Myodes rutilus) | 15 / 4 | 2 / 1 | - / - | 6 / 4 | 3 / - | 7 / - | 33 / 9 |
| полевка- экономка (Microtus oeconomus | - / - | 17 / 5 | 4 / 2 | - / - | - / - | - / - | 21 / 7 |
| узкочерепная полевка (Microtus gregalis) | 1 / 1 | - / - | 9 / 4 | - / - | - / - | - / - | 10 / 5 |
| полевка обыкновенная (Microtus arvalis) | 8 / 2 | 1 / - | - / - | - / - | 4 / - | 1 / - | 14 / 2 |
| бурозубка малая (Sorex minutus) | - / - | - / - | - / - | - / - | 1 / - | - / - | 1 / - |
| S по району | 28 / 8 | 21 / 6 | 48 / 12 | 7 / 4 | 22 / 3 | 13 / - |
|
Примечание: n - количество отловленных особей; + - количество положительных результатов
Среди образцов за полевой сезон 2022 года на территории Тогучинского района Новосибирской области был обнаружен вирус Tula у обыкновенной полевки (Microtus arvalis).
Также в течение периода с 2021 по 2022 годы были пойманы около 130 особей рукокрылых из Новосибирского и Маслянинского районов Новосибирской области, из Гурьевского района Кемеровской области и из Краснощековского и Усть-Канского районов Алтайского края. На данный момент ортохантавирусная РНК в образцах не обнаружена.
Эти исследования позволяют оценить распространение ортохантавирусов в указанных регионах и обнаружить потенциальные источники возможных инфекций у мелких млекопитающих, что имеет важное значение для обеспечения здоровья общества и биологического многообразия в этих регионах.
Применение метода геномного секвенирования в исследованиях позволяет расширить знания о биологическом разнообразии хантавирусов. Эволюция природных очагов инфекций зависит от многих факторов, включая экологические особенности самих возбудителей, устойчивости организмов-хозяев и воздействия человеческой деятельности на окружающую среду. С улучшением диагностических методов становится возможным более точно оценить масштаб заболеваний, вызванных хантавирусами, включая как спорадические случаи, так и эпидемические вспышки.
В последние годы замечается постоянная тенденция к росту числа очагов инфекций, формированию новых очагов, которые ранее не фиксировались в мире и на территории Российской Федерации. Определение географических областей, характеристик естественных переносчиков и знание клинических и эпидемиологических особенностей различных видов хантавирусов будет способствовать улучшению мер по контролю и профилактике заболеваний [5].
Таким образом, разнообразие ортохантавирусов на территории России и их различная патогенность для человека подчеркивают важность дальнейших исследований и мониторинга для более полного понимания этих вирусов и их потенциальной угрозы для здоровья людей.
Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 23-24-00276, https://rscf.ru/ project/23-24-00276/.
Список литературы:
1. Геморрагическая лихорадка с почечным синдромом (история, проблемы и перспективы изучения) / Е. А. Ткаченко, Т. К. Дзагурова, А. Д. Бернштейн и др. // Эпидемиология и вакцинопрофилактика. 2016. Т. 15. № 3 (88). С. 23-34.
2. Геморрагическая лихорадка с почечным синдромом в Западной Сибири: информ.-метод. письмо/ В. В. Якименко, М. Г. Малькова, М. Т. Макенов и др. / ФБУН «Омский НИИ природно-очаговых инфекций» Роспотребнадзора //Омск: ООО Издательский центр «Омский научный вестник. 2015.
3. Геморрагическая лихорадка с почечным синдромом в России: успехи и актуальные проблемы на современном этапе / Е. А. Ткаченко, Т. К. Дза-гурова, А. Д. Бернштейн и др. // Геморрагическая лихорадка с почечным синдромом: эпидемиология, профилактика и диагностика на современном этапе. 2019. С. 117-124.
4. Итоги изучения хантавирусов в Западной Сибири / В. В. Якименко, С. Б. Гаранина, М. Г Малькова и др. // Тихоокеанский медицинский журнал. 2008. № 2 (32). С. 20-26.
5. К проблеме ортохантавирусной зоонозной инфекции в мире и Северо-Западном регионе России / В. В. Салухов, Е. А. Кан, А. Н. Коваленко и др. // Лечение и профилактика. 2020. Т. 10. № 1. С. 48-55.
6. Обзор хантавирусных инфекций в мире, эпидемиологической ситуации по геморрагической лихорадке с почечным синдромом в Российской Федерации в 2021 г. и прогноз на 2022 г. / Т. А. Савицкая, А. В. Иванова, Е. А. Чумачкова и др. // Проблемы особо опасных инфекций. 2022. № 2. С. 54-63.
7. Опасные для человека зоонозы: глобальные вызовы: учебное пособие / М. А. Ефимова, Э. А. Шуралев, Д. Н. Мингалеев. - Казань: Казанская ГАВМ, 2021. - 165 с.
8. Особенности проявления лесных очагов геморрагической лихорадки с почечным синдромом, расположенных в оптимуме ареала рыжей полевки / А. Д. Бернштейн, Н. С. Апекина, Л. Ф. Копылова и др. // РЭТ-инфо. 2000. Т. 3. С. 7-11.
9. Хантавирусные болезни: обзор эпидемиологической ситуации и эпидемиологических рисков в регионах мира / А. В. Иванова, Н. В. Попов, И. Г. Карнаухов, Е. А. Чумачкова // Проблемы особо опасных инфекций. 2021. № 1. С. 23-31.
10. Dobrava hantavirus outbreak in Russia / Lundkvist A., Apekina N., Myasnikov Y. et al. // The Lancet. 1997. Vol. 350, № 9080. pp. 781-782.
11. Etiologic and clinical epidemiological features of hemorrhagic fever with renal syndrome (HFRS) in the Krasnodar Krai / Tkachenko E. A., Morozov V. G., Dzagurova T. K. et al. // Epidemiology and Infectious Diseases. - 2016. - Vol. 21, № 1. - pp. 22-30.
12. Puumala and Tula hantaviruses in France / Plyusnina A., Deter J., Charbonnel N. et al. // Virus research. - 2007. - Vol. 129, № 1. - P. 58-63.
13. Tula virus infections in the Eurasian water vole in Central Europe / Schlegel M., Kindler E., Essbauer S. S., et al. // Vector-Borne and Zoonotic Diseases. - 2012. - Vol. 12, № 6. - pp. 503-513.
14. Use of a Novel Detection Tool to Survey Orthohantaviruses in Wild-Caught Rodent Populations / Goodfellow S. M., Nofchissey R. A., Chunyan Ye et al. //Viruses. - 2022. - Vol. 14, №. 4. - P. 682.
Аннотация. Данная работа демонстрирует значимость проведения мониторинговых исследований среди мелких млекопитающих для обнаружения вирусной РНК, а также важность информирования людей, работающих в сельской местности о возможных рисках для их здоровья. Исследование посвящено изучению распространения вирусов рода Orthohantavirus, циркулирующих среди мелких млекопитающих, в том числе рукокрылых на территории юга Западной Сибири за период 2021-2022 гг. В рамках работ по данному направлению за исследуемый период было проанализировано порядка 400 особей грызунов и насекомоядных, а также более 130 особей рукокрылых, отловленных на территориях Новосибирской, Кемеровской областях и Алтайского края. Все этапы исследования проводили посредством использования стандартных молекулярно-биологических методик. В результате проведенного анализа была установлена циркуляция Пуумала-подобных вирусов и Tula orthohantavirus среди грызунов и насекомоядных на территории Новосибирской области. Мониторинг ортохантавирусной РНК среди рукокрылых на данный момент не показал положительных результатов.
Ключевые слова: мониторинг, зоонозы, ортохантавирусы, мелкие млекопитающие, рукокрылые, Западная Сибирь, Новосибирская область, Кемеровская область, Алтайский край.
Сведения об авторах:
Охлопкова Олеся Викторовна, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник отдела биофизики и экологических исследований ФБУН ГНЦ ВБ «Вектор» Роспотребнадзора, старший научный сотрудник лаборатории геномики и эволюции вирусов НИИ вирусологии ФИЦ ФТМ; тел.: 8-913-7068940; e-mail: ohlopkova.lesia@yandex.ru.
Столбунова Кристина Александровна, стажёр-исследователь отдела биофизики и экологических исследований ФБУН ГНЦ ВБ «Вектор» Роспотребнадзора; тел.: 8-961-2228636; e-mail: stolbunova_ka@vector.nsc.ru.
Степанюк Марина Алексеевна, стажёр-исследователь отдела молекулярной вирусологии флавивирусов и вирусных гепатитов ФБУН ГНЦ ВБ «Вектор» Роспотребнадзора; тел.: 8-903-9060745; e-mail: stepanyuk_ma@vector.nsc.ru.
Юрченко Юрий Анатольевич, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории патологии насекомых, институт систематики и экологии животных СО РАН; тел.: 8-913-9265400; e-mail: yurons@ngs.ru.
Ермаков Алексей Михайлович, доктор биологических наук, профессор, декан факультета «Биоинженерия и ветеринарная медицина» ФГБОУ ВО «Донской государственный технический университет»; e-mail: amermakov@yandex.ru.
Кабве Эммануэль, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник НИЛ OpenLab «Генные и клеточные технологии» научно-клинического центра прецизионной и регенеративной медицины Института фундаментальной медицины и биологии ФГАОУ ВО «Казанский (Приволжский) федеральный университет»; e-mail: emmanuelkabwe@ymail.com.
Давидюк Юрий Николаевич, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник НИЛ OpenLab «Генные и клеточные технологии» научно-клинического центра прецизионной и регенеративной медицины Института фундаментальной медицины и биологии ФГАОУ ВО «Казанский (Приволжский) федеральный университет»; e-mail: davi.djuk@mail.ru.
Хайбуллина Светлана Францевна, доктор медицинских наук, главный научный сотрудник НИЛ OpenLab «Генные и клеточные технологии» научно-клинического центра прецизионной и регенеративной медицины Института фундаментальной медицины и биологии ФГАОУ ВО «Казанский (Приволжский) федеральный университет»; e-mail: sv.khaiboullina@gmail.com.
Шестопалов Александр Михайлович, доктор биологических наук, профессор, директор НИИ вирусологии ФИЦ ФТМ; e-mail: amshestopalov@frcftm.ru.
Ответственный за переписку с редакцией: Попов Игорь Витальевич, младший научный сотрудник факультета «Биоинженерия и ветеринарная медицина» ФГБОУ ВО «Донской государственный технический университет»; младший научный сотрудник направления «Иммунобиология и биомедицина» НТУ «Сириус»; младший научный сотрудник НИИ вирусологии ФИЦ ФТМ; e-mail: ipopov@donstu.ru.
http://vetkuban.com/num3_202305.html