CC BY-ND
20
СЕНТЯБРЬ №9 (270) ЗНифО
47
г-Ь
синникова //Журн. микробиол., эпидемиол. и иммунобиол. 1991. № 6. С. 37—40.
9. Наркевич М.И. и др. Типы эпидемических проявлений холеры в СССР / М.И. Наркевич, Г.Г. Онищенко, Ю.М. Ломов, Э.А. Москвитина, Л.С. Подосинникова //Журн. микробиол., эпидемиол. и иммунобиол. 1991. № 8. С. 33—35.
10. Актуальные проблемы холеры / Под ред. В.И. Покровского, Г.Г. Онищенко. М.: ГОУ ВУНМЦ МЗ РФ, 2000. 384 с.
11. Онищенко Г.Г. и др. Холера в Дагестане: прошлое и настоящее. / Г.Г. Онищенко, Е.Н. Беляев, Э.А. Москвитина, В.И. Резайкин, Ю.М. Ломов, Г.М. Мединский. Ростов-на-Дону: Полиграф, 1995. 120 с.
12. Профилактика холеры. Общие требования к эпидемиологическому надзору за холерой: СП 3.1.1086—02. М., 2002.
13. Черкасский Б.Л. Эпидемиологический диагноз. Л., 1990. 208 с.
Контактная информация:
Москвитина Эльза Афанасьевна, тел.: +7 (863) 234-38-17, e-mail: [email protected]
Contact information: Moskvitina Elza, рИопе: +7 (863) 234-38-17, e-mail: [email protected]
УДК 619:616.995.1
ТЕМПЕРАТУРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИРОФИЛЯРИОЗА В ГОРОДЕ РОСТОВ-НА-ДОНУ
Е.Ю. Криворотова, С.А. Нагорный
ФБУН «Ростовский НИИ микробиологии и паразитологии» Роспотребнадзора, г. Ростов-на-Дону, Россия
Для оптимизации мер профилактики дирофиляриоза проведено его температурное моделирование для города Ростова-на-Дону. В соответствии с результатами суммирования данных среднесуточной температуры воздуха окружающей среды в городе Ростов-на-Дону за 17-летний период (1996—2012 гг.) в разные годы могло быть реализовано от 5 до 10 (в среднем 7) генераций личинок дирофилярий в комарах. Сроки сезонов эффективной заражаемости комаров и передачи дирофиляриоза могут быть использованы для оценки эпидемической обстановки по дирофиляриозу и для разработки эффективных дезинсекционных мероприятий против переносчиков дирофиляриоза.
Ключевые слова: изменение климата, дирофиляриоз, температурная модель, единица развития дирофилярий (ЕРД), генерация личинок в векторе.
E.Yu. Krivorotova, S.A. Nagornyi □ TEMPERATURE MODEL DIROFILARIASIS
IN ROSTOV-ON-DON □ FBUN «Rostov Research Institute of Microbiology and Parasitology» Rospotrebnadzor, Russian Federation, Rostov-on-Don, Russia.
For optimization of measures of prevention of a dirofilyarioz temperature modeling for the city of Rostov-on-Don is carried out it. As a result of the summation of data daily average air temperature of the environment in the city of Rostov-on-Don from 1996 to 2012 could be exercised from 5 to 10 (mean 7) dirofilaria generations of larvae in mosquitoes. Terms of seasons of effective susceptibility to infection of mosquitoes and transfer of a dirofilyarioz can be used for an assessment of an epidemic situation on a dirofilyarioza and for development of effective disinsection actions against carriers of a dirofilyarioz.
Key words: climate change, Dirofilariasis, temperature model, a unit development Dirofilaria (DDU), the generation of larvae in the vector.
Введение. Данные метеорологических наблюдений свидетельствуют о том, что за 100 лет (1906—2005 гг.) средняя температура поверхности Земли выросла на 0,74 [0,56—0,92] °С, причем темпы ее роста постепенно увеличиваются. По прогнозам Межправительственной группы экспертов по изменению климата в ближайшие 20 лет рост температуры на нашей планете в среднем составит 0,2 °С за десятилетие, а к концу 21 века температура Земли,
по разным прогнозам, может повыситься на 1,8—4,0 °С [1]. При этом, сложившаяся на сегодняшний день эколого-гигиеническая ситуация продолжает усугубляться изменением климата [3]. Глобальное потепление может привести к расширению ареалов возбудителей болезней, передаваемых комарами и другими переносчиками [4, 7].
В тоже время, роль температурного фактора не может рассматриваться независимо от
48
ЗНиСО СЕНТЯБРЬ №9 (270)
других условий необходимых для циркуляции возбудителей трансмиссивных заболеваний. Короткие периоды атипичного тепла или холода, по сравнению с долгосрочными периодами, в течение которых регистрируются средние температуры, могут оказывать значительное влияние на скорость развития возбудителя дирофиляриоза в переносчиках. Большинство исследований игнорируют значимые условия передачи трансмиссивных инфекций: вид и состояние экосистемы, взаимодействие окончательного хозяина и переносчика. Когда в передаче возбудителей трансмиссивных инфекций и инвазий участвуют несколько видов окончательных и промежуточных хозяев, уровень сложности модели повышается.
Прогнозы о продвижении ареала распространения возбудителей заболеваний в более высокие широты Европы схожи для малярии, дирофиляриоза и ряда других трансмиссивных инфекций. Некоторые из этих прогнозов основаны на математических моделях, превалирующей составляющей которых является температура воздуха окружающей среды [8, 10]. Возбудители трансмиссивных болезней для достижения инвазионной стадии должны пройти в векторе определенный цикл развития. Комары пойкилотермные животные — скорость развития в них возбудителей дирофиляриоза зависит от температуры окружающей среды. Инкубация личиночной стадии Dirofilaria immitis в комарах также зависит от температуры: при 30 °C завершается за 8—9 дней, при 26 °C за 10—14 дней, при 22 °C за 17 дней, при 18°C за 29 дней; созревание личинок D. repens при 28—30 °C происходит за 8—13 дней, при 26°C за 10-11 дней, при 22 °C — 16—20 дней, при 14 °C и ниже развитие обоих видов дирофилярий прекращается [9].
Первая сезонная модель передачи сердечного дирофиляриоза (HDUs) сформулирована американскими учеными [13]. Основой модели является влияние температуры на скорость инкубации личиночной стадии дирофилярий в комарах. Скорость созревания микрофилярий до инвазионной стадии в промежуточном хозяине прямо пропорциональна температуре окружающей среды (при диапазоне от 18 до 30 °C).
Для прогнозирования распространения дирофиляриоза в Европе разработана GDDs модель, согласно данной модели летние температуры достаточны для внешней инкубации Dirofilaria даже на широтах 56° с.ш. (до 39° в.д.) [9]. Knight DH и Lok JB [11] разработали климатическую модель дирофиляриоза для
Канады, Medlock JM et al. [12] для Англии, ^z Cuervo PF et al. [5] для Аргентины, Чили и jz^ Уругвая. ^
Цель: провести температурное моделирование дирофиляриоза для города Ростов- ^ на-Дону.
Материалы и методы. Для получения тем- с= пературных моделей дирофиляриоза применен метод математического моделирования. За образец взята климатическая HDUs — модель [13], которая основана на влиянии среднесуточной температуры воздуха на скорость развития личинок дирофилярий в комарах с порогом в 14 °C. При температуре выше пороговой накапливаются единицы развития дирофилярий (ЕРД). Для развития личинок до инвазионной стадии необходима сумма в 130 ЕРД. Модель сформирована с учетом того, что 130 ЕРД должны накопиться в срок, не превышающий 30 дней.
Для расчета ЕРД использована формула (1):
ЕРД =
{
14
если Т > 14
ср. ст
если Т < 14
ср. ст
(1)
где ЕРД — единицы развития дирофилярий; Тср ст среднесуточная температура воздуха окружающей среды.
Примечание. Для отрицательной величины ЕРД устанавливается значение ноль.
Для расчета ЕРД — модели использованы ежедневные данные о среднесуточной температуре воздуха с метеорологической станции Ростов (№ 34730) в период с 1996 по 2012 г. Статистическая обработка данных проведена при помощи программных пакетов BioStat 5.2.5.0, MedCalc 13.0.2, Microsoft Excel 2010.
Результаты. В ходе исследования рассчитана температурная ЕРД-модель дирофиляриоза для города Ростов-на-Дону в период с 1996 по 2012 г. Результаты расчета количества генераций дирофилярий приведены в таблице 1. По данным таблицы видно, что при применении временного фильтра количество возможных генераций личинок дирофилярий в комарах уменьшается.
В соответствии с результатами суммирования данных среднесуточной температуры воздуха окружающей среды за 17-летний период в разные годы могло быть реализовано от 5 до 10 (в среднем 7) генераций дирофилярий в комарах.
При сопоставлении годовой динамики инвазированности собак дирофиляриозом и количества генераций дирофилярий в комарах (Рисунок 1), отмечено, что ЭИ собак не зависит от количества генераций
ср. ст
СЕНТЯБРЬ №9 (270) ЗНифО
49
г-Ь
возбудителя. Разработчики модели указывают, что зависимость должна быть прямая: увеличение количества генераций личинок в сезон может повысить ЭИ собак дирофи-ляриозом в последующем году.
Для проверки гипотезы о зависимости показателей экстенсивности инвазии собак дирофиляриями от количества возможных генераций личинок Dirofilaria в комарах проведен корреляционный анализ. Мы сопоставили 15 пар данных: количество генераций личинок дирофилярий в комарах (за 1996-2001гг. и за 2003-2011 гг.) и ЭИ собак дирофиляриозом (в 1997-2002 гг. [2] и в 2004-2012 гг. [6]) в г. Ростове-на-Дону. Количество возможных генераций личинок дирофилярий в комарах сопоставлялось с ЭИ собак дирофиляриозом в следующем году: так количество генераций личинок
1996 г. сравнивалось с ЭИ собак дирофиляриозом в 1997 г. и т. д. Коэффициент корреляции Пирсона (r) составил: минус 0,45 (P=0,0923, доверительный интервал от 0,7820 до 0,0808). Полученные данные свидетельствуют об отсутствии положительной корреляционной связи между количеством генераций личинок дирофилярий в комарах и ЭИ собак дирофиляриозом в следующем году в г. Ростов-на-Дону. Результаты проведенного корреляционного анализа в связи с небольшим объемом сравниваемых пар не обладают высокой статистической достоверностью (P=0,09). Использовать для расчета коэффициента корреляции Пирсона большее количество сравниваемых пар невозможно в связи с отсутствием точных данных о ежегодных показателях экстенсивности инвазии собак дирофиляриозом в г. Ростове-на-Дону раннее
1997 года.
Заключение и выводы.
При наличии в регионе векторов, резервуаров и потенциальных окончательных хозяев и отсутствии миграции животных, передача дирофилярий невозможна, при отсутствии климатических условий, необходимых для поддержания инкубации личинок в векторе.
Полученные при температурном моделировании данные указывают на отсутствие положительной линейной корреляционной
35
30
25
20
10
10,8
Таблица. Расчет количества ЕРД в сезон трансмиссии и возможных генераций дирофилярий в комара
Год ЕРД, аккумулированные за сезон Е ЕРД/130 Количество генераций дирофилярий с учетом 30-дневного фильтра
1996 1004,8 7,7 7
1997 801,7 6,2 5
1998 1105,0 8,5 7
1999 1057,9 8,1 7
2000 888,2 6,8 6
2001 918,5 7,1 6
2002 1005,0 7,7 7
2003 886,4 6,8 6
2004 763,0 5,9 5
2005 1035,6 8,0 7
2006 1117,2 8,6 8
2007 1414,1 10,9 10
2008 1042,2 8,0 7
2009 1083,7 8,3 7
2010 1443,9 11,1 10
2011 1168,6 9,0 8
2012 1360,1 10,5 10
связи между количеством генераций личинок дирофилярий в комарах и ЭИ собак дирофиляриозом в последующем году. На уровень зараженности дирофиляриозом собак влияет не только температура воздуха окружающей среды и соответственно количество потенциальных генераций личинок в комарах за сезон передачи, но и обилие промежуточных
■■ ж _
А А
к ▲ А L Я
ш
2-3 26,6 28,4
:-,8 6,-1
\N
12
10 ® и
17,1
'I j
6
4
'н
Э
Я
X
•о ю ю ю Ю "О "О ю 0\ --J со ю
I ЭИ собак, %
-Количество генераций дирофилярий с учетом 30-дневного фильтра
Рис. Динамика экстенсивности инвазий собак и количества генераций личинок дирофилярий в переносчике
50
ЗНиСО СЕНТЯБРЬ №9 (270)
и окончательных хозяев, вирулентность возбудителя, миграции, проводимые профилактические и противоэпидемические мероприятия и многие другие факторы.
Построение температурной модели дирофиляриоза может способствовать оптимизации мер профилактики. Данные ЕРД - моделей дирофиляриоза пригодны для уточнения дат начала и окончания сезонов эффективной заражаемости комаров и передачи дирофиляриоза. В свою очередь, сроки сезонов эффективной заражаемости комаров и передачи дирофиляриоза могут быть использованы для оценки эпидемической обстановки по дирофиляриозу и для разработки эффективных дезинсекционных мероприятий против переносчиков дирофиляриоза.
ЛИТЕРАТУРА
1. Изменение климата 2007, Обобщающий доклад. Вклад рабочих групп I, II, III в Четвертый доклад об оценке Межправительственной группы экспертов по изменению климата / Под ред. Р.К. Пачаури, А. Райзингера. МГИЭК. Женева, 2008. 104 с
2. Нагорный С.А. и др. Роль служебных собак в распространении дирофиляриоза / С.А. Нагорный, Е.Ю. Криворотова //Теория и практика борьбы с паразитарными болезнями: матер. докл. науч. конф. ВИГИС им. К.И. Скрябина. М., 2012. Вып. 13. С. 266—269.
3. Попова А.Ю. Стратегические приоритеты Российской Федерации в области экологии с позиции сохранения здоровья нации //Здоровье населения и среда обитания. 2014. № 2. С. 4—7.
4. Chua T.H. Modelling the effect of temperature change on the extrinsic incubation period and reproductive number of Plasmodium falciparum in Malaysia. Trop Biomed. 2012 Mar. 29(1):121-8.
5. Cuervo P.F., Fantozzi M.C., Di Cataldo S, Cringoli G, Mera Y Sierra R, Rinaldi L. Analysis of climate and extrinsic incubation of Dirofilaria immitis in southern South America. Geospat Health. 2013 Nov. 8(1):175—81.
6. Ermakova L.A. Comments in response to the authors of «Human dirofilariasis due to Dirofilaria repens
in the Russian Federation—remarks concerning epidemiology» [Electronic resource] / L.A. Ermakova, S.A. Nagorny, E.Y. Krivorotova, N.Y. Pshenichnaya // Int. J. Inf. Dis. 2014. Mode of access: http://dx.doi. org/10.1016/ j.ijid.2014.04.024. - 24.06.2014.
7. Fischer D., Thomas S.M., Suk J.E., Sudre B, Hess
A, Tjaden N.B., Beierkuhnlein C, Semenza J.C. Climate change effects on Chikungunya transmission in Europe: geospatial analysis of vector's climatic suitability and virus' temperature requirements. Int J Health Geogr. 2013 Nov 12.12:51.
8. Genchi C, Mortarino M., Rinaldi L., Cringoli G., Traldi G., Genchi M. Changing climate and changing vector-borne disease distribution: The example of Dirofilaria in Europe. Veterinary Parasitology 176 (2011). 295-299.
9. Genchi C, Rinaldi, L., Mortarino, M., Genchi, M., Cringoli, G. 2009. Climate and Dirofilaria infection in Europe. Vet. Parasitol. 163. 286-292.
10. Holy M., Schmidt G, Schroder W. Potential malaria outbreak in Germany due to climate warming: risk modelling based on temperature measurements and regional climate models. Environ Sci Pollut Res Int. 2011 Mar. 18(3):428-35.
11. Knight D.H., Lok J.B. Seasonality of heartworm infection and implications for chemoprophylaxis. Clin Tech Small Anim Pract. 1998 May.13(2):77-82.
12. Medlock J.M., Barrass I, Kerrod E, Taylor M.A., Leach S. Analysis of climatic predictions for extrinsic incubation of Dirofilaria in the United kingdom. . Vector Borne Zoonotic Dis. 2007 Spring.7(1):4-14.
13. Slocombe JOD, Surgeoner G.A, Srlvastava
B. Determination of heartworm transmission period and its use in diagnosis and control. Proc Heartworm Symposium '89. Charleston. SC. Amencan Heartworm Society. Washington. DC. 1989. pp. 19-26.
Контактная информация:
Криворотова Елена Юрьевна, тел.: +7 (863) 234-91-83, e-mail: [email protected]
Contact information: Krivorotova Elena, р^га: +7 (863) 234-91-83, e-mail: krivorotova [email protected]
r-b
