CLINICAL AND EPIDEMIOLOGICAL FEATURES OF INFECTIONS ECOLOGICALLY RELATED TO TICKS IN THE CHELYABINSK REGION

Full Text

Среди природно-очаговых заболеваний, экологически связанных с иксодовыми клещами, наибольшую актуальность для здравоохранения на территории Российской Федерации представляют клещевой энцефалит (КЭ) и иксодовые клещевые боррелиозы (ИКБ). С начала 1990-х годов отмечается резкое и устойчивое повышение уровня заболеваемости населения, что обусловлено как природными, так и социальными факторами. К числу природных факторов относятся активизация природных очагов этих инфекций, расширение ареалов иксодовых клещей как следствие антропогенного воздействия на экосистемы, увеличение численности диких и домашних млекопитающих - прокормителей клещей. Причины возрастания степени эпидемического проявления природных очагов требуют всестороннего объяснения, включая изучение роли биотических и абиотических факторов. Отдельного внимания заслуживают социальные факторы, обеспечивающие увеличение эпидемической активности природных очагов КЭ и ИКБ и контакта с клещами населения эндемичных районов [1-4]. Клинический полиморфизм данных заболеваний, отмечаемый авторами на разных эндемичных территориях, возможно, во многом обусловлен гетерогенностью возбудителей, существующей и реализуемой возможностью одновременного инфицирования человека как разными геновидами боррелий, так и вирусом КЭ с последующим развитием у него смешанной инфекции. Доля ассоциированной с клещевым энцефалитом инфекции в общей структуре заболевших на различных эндемичных территориях составляет 5-40% [5-7]. Челябинская область по уровню заболеваемости данными природно-очаговыми инфекциями входит в десятку неблагополучных регионов РФ. В последнее десятилетие наблюдается рост летальности от очаговых форм КЭ от 1,04 до 4,5 %. Гетерогенность возбудителей патогенного комплекса B. Burgdorferi s.l., накопление и систематизация данных о особенностях клинического течения боррелиоза из группы клещевых возвратных лихорадок, вызванного новым геновидом Borrelia miyamotoi на различных эндемичных территориях нуждается в углубленном анализе. Спектр клинических проявлений с частым вовлечением в патологический процесс нервной системы, сердечно-сосудистой системы, опроно-двигательного аппарата, кожи, склонность к латентному и хроническому течению затрудняют диагностику данной группы инфекционных болезней. [8-10]. Цель исследования - изучить современную эпидемиологическую ситуацию, этиологическую структуру, клинические особенности клещевого энцефалита, иксодовых клещевых боррелиозов и микст-инфекции на территории Челябинской области. Материалы и методы Для анализа современной эпидемиологической ситуации изучены данные государственной статистической отчетности Управления Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека по Челябинской области за период с 1998 по 2018 гг. Использованы следующие источники информации: форма Федерального статистического наблюдения № 1, № 2 «Сведения об инфекционных и паразитарных заболеваниях», форма № 60 «Журнал учета инфекционных больных», форма № 003/У «Медицинская карта стационарного больного», форма № 025/У «Медицинская карта амбулаторного больного». С целью детекции антигена ВКЭ исследованы 10 411 экземпляров иксодовых клещей. Определение зараженности клещей боррелиями осуществлено у 3185 переносчиков. Клинические исследования проводились на базе кафедры инфекционных болезней городского центра нейроинфекций, 1-го и 4-го инфекционных отделений МАУЗ ОЗП ГКБ № 8 г. Челябинска. Под наблюдением находились 104 больных, госпитализированных в инфекционный стационар с подозрением на КЭ, ИКБ и микст-инфекцию (МИ) в период с мая по сентябрь 2018 гг. В исследование включались пациенты с фактом инокуляции клеща или пребыванием в природном очаге (лесной фактор), наличием лихорадочной реакции, неврологической симптоматики, клещевой мигрирующей эритемы. Методом простой рандомизации была сформирована изучаемая группа, в которую вошли 47 больных с верифицированными нозоформами КЭ, ИКБ. Критерий исключения - моно- и микст-инфекции с моноцитарным эрлихиозом человека (МЭЧ), гранулоцитарным анаплазмозом человека (ГАЧ) по результатам серологического скрининга. Из 47 пациентов 29 (61,7%) мужчин и 18 (38,3%) женщин. Средний возраст 47,6 ± 3,3. На догоспитальном этапе в 55,5% случаев пациентам вводился низкотитражный иммуноглобулин против клещевого энцефалита (1:80) в стандартной профилактической дозе, в 40% случаев пациенты принимали антибактериальные препараты тетрациклиновой группы. Диагноз КЭ, ИКБ установлен после комплексного клинико-лабораторного исследования. Материал для исследования: сыворотка крови, лейкоцитарная фракция, ликвор. Специфические антитела IgM и IgG к ВКЭ и возбудителям ИКБ определяли методом ИФА с использованием коммерческих наборов тест-систем производства АО «Вектор-Бест» (г. Новосибирск). ИФА образцов сывороток проводили при поступлении больных в стационар, через 10-14 сут и через 1 мес. Для анализа методом ПЦР в режиме реального времени (ПЦР-РВ) использовали образцы суммарных нуклеиновых кислот (НК), выделенные из цельной крови (ЦКр) и лейкоцитарной фракции крови (ЛФК), получение которых описано ранее Н.В. Яковчиц с соавторами [11]. Выделение образцов суммарных НК из клинических проб (из 200 мкл ЛФК и 250 мкл ЦКр в повторах) осуществляли с помощью набора реагентов «РеалБест экстракция 100» («Вектор-Бест», Новосибирск). Образцы ЦКр были предварительно обработаны реагентами из набора «РеалБест Гемолитик» («Вектор-Бест», Новосибирск). Элюция выделяемых образцов НК проводилась в объеме 200 мкл. Для постановки ПЦР-РВ в реакции использовали по 50 мкл образцов выделенной НК. Комплексное исследование с помощью ПЦР-РВ по выявлению генетических маркеров возбудителей инфекций передаваемых клещами (ИПК) проводили с применением коммерческих тестов «РеалБест ДНК Borrelia burgdorferi s.l./ РНК ВКЭ», «РеалБест ДНК Borrelia miyamotoi», «РеалБест ДНК Rickettsia species» согласно инструкций производителя («Вектор-Бест», Новосибирск) [12-14]. Постановка ПЦР-РВ осуществлялась на амплификаторе с флуоресцентной детекцией результатов планшетного типа CFX96 (Bio-Rad, США). Секвенирование выделенных из крови больных образов ДНК Borrelia miyamotoi проводили по участкам генов glpQ и 23SrRNAс использованием праймеров, представленных в таблице 1. Для амплификация ДНК-фрагментов использовали 45 мкл выделенной ДНК при концентрации праймеров 0,5 мкМ. Используемая программа амплификации: 1 стадия: 94 °C - 1 мин; 2 стадия 5 циклов: 94 °C - 15 с, 62 °C - 20 с, 72 °C - 20 с; 3 стадия 45 циклов: 94 °C - 15 с, 60°C - 30 сек., 72 °C - 30 с. Все постановки сопровождались отрицательными и положительными контролями для каждой из двух ДНК-мишени. Секвенирование проводилось по методу Сэнгера на секвенаторе ABIPrism 3100 GeneticAnalyzer (AppliedBiosystems, США) в Центре коллективного пользования «Геномика» СО РАН (г. Новосибирск). Полученные в результате секвенирования данные сопоставляли с нуклеотидными последовательностями ДНК B. miyamotoi, представленными в международной базе данных NCBI с помощью приложения BLAST. Нуклеотидные секвенсы фрагментов были депонированы в NCBI под следующими номерами: для последовательностей фрагмента гена 23SrRNA - MK949125, MK949126, MK949127, для glpQ - MK955926, MK955927, MK955928. Филогенетический анализ B. Miyamotoi проводился по всем последовательностям фрагментов гена glpQ и 23SrRNA, депонированным в NCBI и гомологичным последовательностям изолятов Chelyabinsk-2018. Для каждого фрагмента последовательности были выровнены в оболочке Unipro UGENE 1.31 [15] алгоритмом MAFFT [16], после чего был проведен филогенетический анализ методом максимального правдоподобия PhyML [17] с использованием алгоритма TN93 [18] с поиском параметров G (степень гетерогенности) и I (пропорция постоянных сайтов), и типом оптимизации дерева SRT&NNI. Индексы поддержки определялись бутсреп-методом с 1000 повторами. Статистическую обработку данных проводили с помощью программного продукта SPSS, версия 23 (IBM Corp., США), использовали непараметрический критерий χ-квадрат Пирсона (Pearson’s Chi-squared test) и точный критерий Фишера. Показатели считали статистически значимыми при p < 0,05. Результаты и обсуждение Клинико-эпидемиологический анализ показал, что ведущее место в структуре клещевых инфекций занимает ИКБ, реже встречается клещевой энцефалит. Высокие показатели заболеваемости ИКБ в Челябинской области сохранялись в динамике лет и в среднем составили 10,23 (Ме) с интерквартильным размахом 2,48-16,42 на 100 тыс. населения (рис. 1). Для клещевого энцефалита характерна цикличность эпидемического процесса. Современное состояние эпидемического процесса на территории Челябинской области, начиная с 2006 г. характеризуется выраженной динамикой снижения заболеваемости со средним темпом снижения 0,91%. В 2015 г. в Челябинской области зарегистрирован самый низкий за последние 30 лет уровень заболеваемости - 1,31 на 100 тысяч населения. Количество территорий, на которых регистрировалась заболеваемость КЭ сократилась с 33 до 28. Вместе с тем многолетний мониторинг за природными очагами КЭ на территории Челябинской области выявил значительные изменения в их напряженности, а именно расширение ареала распространения клещей и повышении их вирусофорности, что обуславливает высокий эпизоотический потенциал и позволяют отнести отдельные территории Челябинской области к зоне высокого риска заражения. При этом вирусофорность клещей, снятых от населения значительно выше, чем вирусофорность клещей, снятых с лесных экобиотопов (2,6-11,8%). Данный феномен некоторые авторы объясняют репликацией вируса клещевого энцефалита в организме питающихся переносчиков [19]. Виды иксодовых клещей являются индикаторами условий существования в них возбудителей КЭ и ИКБ. Иксодофауна Челябинской области включает 3 вида иксодид, имеющих эпидемиологическое значение в распространении и передаче возбудителей КЭ и ИКБ: Ixodes persulcatus, Dermacentоr reticulatus, Dermacentоr marginatus. Зараженность клещей боррелиями у Dermacentоr reticulatus варьирует от 0 до 14%, Dermacentоr marginatus - от 0 до 4,8%. Вирусофорность у Dermacentоr reticulatus и Dermacentоr marginatus составляет 0-0,9%. Подавляющее большинство больных регистрировалось в течение 4-х мес с мая по август, что соответствовало сезонным показателям активности клещей I. persulcatus, Dermacentоr reticulatus и в меньшей степени Dermacentоr marginatusв природных очагах. Инфицирование возбудителями инфекций, передающихся иксодовыми клещами, происходило во время пребывания пациентов в лесных и лесопарковых зонах Челябинской области. По данным ряда авторов спонтанная инфицированность клещей боррелиями в природных очагах может составлять от 10 до 70 %. В Челябинской области данный показатель варьирует в широком диапазоне от 9-10,2 % до 25 % (рис. 2). По данным А.Н. Алексеева [20], 85-90% боррелий, обнаруживаемых в клещах, являются патогенными для человека. Следовательно, от 10 до 15% пациентов, пострадавших от укусов клещей, могут получать антибиотикопрофилактику необоснованно. В данной ситуации недостатки методов лабораторной диагностики может нивелировать использование ПЦР с последующим генотипирования возбудителей. Все пациенты в процессе динамического наблюдения были разделены на 3 группы: 1-я - КЭ (n = 21), 2-я - ИКБ (n = 23), 3-я группа - микст-инфекция (МИ) КЭ+ИКБ (n = 3). Диагноз КЭ верифицирован у 21 пациента. Cреди данной группы больных с неочаговыми формами КЭ госпитализировано 19 пациентов (90,4%), из них с лихорадочной формой 13 (61,9%) и с менингеальной формой 6 (28,5%) соответственно. Как следует из представленных данных, в 100% случаев пациенты отмечали общую слабость, общемозговая симптоматика (головная боль, тошнота, рвота) преимущественно регистрировалась у больных с менингеальной формой клещевого энцефалита. Собственно менингельный симптокоплекс наблюдался у 83,3 % больных с менингеальной формой КЭ. Ригидность затылочных мышц наблюдалась у 38,5 % больных с лихорадочной формой КЭ, но при исследовании СМЖ цитоз не превышал 10 клеток /мм3. При анализе ликвора у больных с менингеальной формой КЭ в СМЖ в 69,5% случаев отмечался умеренный лимфоцитарный или смешанный плеоцитоз - до 200 кл в мм3, у 30,5% - высокий плеоцитоз более 200 кл в мм3, в 31% у больных был отмечен высокий уровень белка в ликворе, который в среднем составил 380 мг/л (Ме) с интерквартильным размахом 330-880 мг/л. Менингеальный синдром имел максимальную степень выраженности на 3,4 ± 1,2 сут заболевания. Наибольшая длительность менингеального синдрома отмечена при очаговых формах КЭ до 13,7 ± 4,2 дней, в отличие от менингеальной формы - 8,2 ± 4,4 сут (р < 0,05). Очаговые формы наблюдались у 2 (9,4%) пациентов в виде менингоэнцефалитической (4,7%) и многоуровневой (менингоэнцефалополиомиелитической формы (4,7%)). Клиническая картина характеризовалась тяжелым течением с развитием разнообразной очаговой симптоматики: нарушением сознания, выраженным бульбарным синдромом, поражением VII, IX, X, XI и XII пар черепно-мозговых нервов, развитием вялых параличей верхних конечностей, нарушением функции тазовых органов. Все пациенты с очаговыми формами КЭ были госпитализированы в отделение реанимации и интенсивной терапии. Ниже приводим клиническую иллюстрацию тяжелого течения КЭ с развитием полиомиелитического и бульбарного синдромов. Пациент, 29 лет поступил с жалобами на общую слабость, головную боль, слабость в мышцах шеи (не может поднять и повернуть голову), слабость в верхних конечностях, шаткость походки, нарушение мочеиспускания, нарушение глотания пищи, повышение температуры тела до 39,5. Из анамнеза известно, что вышеперечисленные жалобы появились на 5 сут от момента инокуляции клеща. Пациент не вакцинирован от КЭ, но на догоспитальном этапе, в день удаления клеща введен иммуноглобулин против клещевого энцефалита, назначена антибактериальная терапия. При поступлении в 14:30 состояние тяжелое, температура тела 37,1 °С. Кожные покровы обычной окраски, сыпи нет. Дыхание самостоятельное, через естественные дыхательные пути атмосферным воздухом, отмечается снижение экскурсии грудной клетки за счет слабости дыхательной мускулатуры, преобладание абдоминального дыхания и элементы диафрагмального. При аускультации дыхание жесткое, проводится во все отделы, степень насыщения крови кислородом - 97%. АД 120/80, ЧСС до 120 ударов в мин. Язык влажный, живот вздут, безболезненный, перистальтика слабая. Мочеиспускание затруднено. Катетеризирован мочевой пузырь, получен 1 л мочи. В неврологическом статусе: ригидность мышц затылка 3 балла, симптом Кернига положителен с обеих сторон. Атаксия. Снижена сила мышц шеи, верхних конечностей. Фибриллярные подергивания мышц передней поверхности грудной клетки и верхних конечностей. Верхний парапарез слева. Слабость задней группы шейно-затылочных мышц. Лицо симметрично. Мышечный тонус снижен, с рук S < D, с ног D = S. Гнусавость и дисфония голоса. В этот же день в 18:00 состояние с отрицательной динамикой, за счет нарастания явлений вентиляционной дыхательной недостаточности, переведен на ИВЛ, проводится нейровегетативная защита головного мозга. АД 110/70, ЧСС 84. С момента поступления пациенту назначена этиотропная и патогенетическая терапия: противоклещевой иммуноглобулин 1:160 6,0×3 кратно/сут, рибавирин 2000 мг/сут, дексаметазон 32 мг/сут, цефтриаксон 4,0/сут, ежедневно осматривался неврологом. На 11-е сут гос-питализации контакт с пациентом продуктивен, избирательно выполняет команды, сохраняется верхний вялый парапарез, с преобладанием слева, парез дыхательной мускулатуры, мышц шеи и туловища, движения в нижних конечностях сохранены. На 16-е сут пациент снят с ИВЛ, дыхание через трахеостомическую трубку. На 34-е сут выраженные бульбарные нарушения, пациент не может самостоятельно глотать пищу. Проведена гастроскопия по Топроверу, сформирован губовидный свищ гастростомы, в гастростому установлен желудочный зонд. У пациента на 41-е сут госпитализации отмечена речь шепотом, в неврологическом статусе положительная динамика: сила в конечностях 4 балла, сохраняется умеренная слабость в мышцах шеи, плечевого пояса. На 49-е сут - восстановительный период, верхний вялый парапарез. У большинства больных КЭ (59 %) наблюдался ранний антителогенез с обнаружением антител IgM к вирусу КЭ в первой паре сывороток, в 36,4% специфические IgM к вирусу КЭ были выявлены через 2 нед от начала заболевания и в 1 случае через месяц от начала заболевания. РНК ВКЭ методом ПЦР выделена у 3-х больных (13,6%). Всего за период с 2008-2017 гг. по области были зарегистрированы 28 летальных случаев от КЭ. Диагноз ИКБ верифицирован у 23 больного. У 16 (69,5%) пациентов наблюдались манифестные эритемные формы и у 7 пациентов (30,5%) безэритемная форма ИКБ. Все пациенты данной группы были госпитализированы в стационар на 4,47 ± 1,4 сут от начала заболевания. Семиотика клинических проявлений у больных данной группы представлена в таблице 3. Как следует из материалов таблицы, имелись существенные различия в частоте регистрации тех или иных симптомов у больных эритемными и безэритемными формами ИКБ. Так, субфебрильная температура, миалгии, головная боль, артралгии в большей степени наблюдались у пациентов с безэритемной формой ИКБ. Ригидность затылочных мышц определялась в 22,3% у больных с эритемной формой ИКБ и в 28% при безэритемной формой ИКБ. При изучении клеточного состава ликвора значимого плеоцитоза не получено. Следует отметить, что у 14 пациентов (87,5%) с манифестными эритемными формами наблюдалась клещевая кольцевидная эритема, в 2 случаях (12,5%) гомогенная эритема. У 4-х больных впервые в Челябинской области в образцах цельной крови и в образцах лейкоцитарной фракции с помощью ПЦР-РВ выявлена ДНК нового геновида боррелий B. miyamotoi. В клинической картине у данных пациентов наблюдался интоксикационный синдром, миалгии, озноб. В лабораторных показателях обращало на себя внимание лимфопения и тромбоцитопения. В 3 случаях результаты ПЦР-анализа по выявлении ДНК-маркера B. miyamotoi были подтверждены с помощью секвенирования по участкам двух генов (glpQ и 23SrRNA). Полученные последовательности депонированы в базу данных GeneBank. При этом следует отметить, что по результатам ИФА у пациентов, инфицированных B. Miyamotoi наблюдался поздний антителогенез, через месяц после начала заболевания. Клинически эти случаи заболевания были представлены безэритемными формами, продолжительной до 4-5 сут лихорадкой до фебрильных значений. Органной патологии и функциональных нарушений со стороны внутренних органов не было обнаружено. Следует отметить, что у 2-х больных имел место серонегативный боррелиоз (при наличие в крови ДНК В. burgdorferi s.l.). Проведен филогенетический анализ нуклеотидных последовательностей изолятов Borrelia miyamotoi и построено филогенетическое дерево. Из филогенетического анализа (рис. 3) видно, что последовательности Chelyabinsk-2018 однозначно принадлежат к виду Borrelia miyamontoi. При этом по обоим генам (glpQ и 23SrRNA) последовательности Chelyabinsk-2018 лежат в кладе с другими евразийскими последовательностями (включая японский штамм CP004217.2) и довольно достоверно (с индексами поддержки 77% для glpQ и 70% для 23S РНК) отделяются от известных североамериканских изолятов. В 3 случаях диагностирована микст-инфекция КЭ и ИКБ, в 2 случаях КЭ, лихорадочная форма в сочетании с манифестной эритемной формой и в 1 случае менингеальная форма КЭ и безэритемная форма ИКБ. В данной группе наблюдался выраженный общеинтоксикационный синдром. Выводы Таким образом, Челябинская область характеризуется высоким эпизоотологическим потенциалом природных очагов КЭ, ИКБ с высоким уровнем заболеваемости в динамике лет (с 1998 по 2018 гг.). В структуре клинических форм КЭ в 2018 г. преобладали лихорадочные формы 61,9%, менингеальные и очаговые формы встречались в 28,5% и 9,4% соответственно, из очаговых форм чаще наблюдалась менингоэнцефалитическая форма (4,7%). В структуре нозологического диагноза ИКБ превалируют эритемные формы (69,5%), в структуре этиологического диагноза ИКБ - боррелиоз, вызванный B. miyamotoi составлет 17,4%, при этом % обнаружения ДНК В.burgdorferi s.l. в сыворотке крови и лейкоцитарной фракции составил 13%. Учитывая значительную долю безэритемных форм ИКБ (30,5%), поздний антителогенез, регистрацию серонегативных форм ИКБ наиболее перспективным в клинической практике является использование комплексного подхода с использованием методов ИФА и ПЦР. ИКБ, вызванный B. miyamotoi, в Челябинской области протекал в виде безэритемной формы с легким общеинтоксикационным синдромом без признаков органной патологии и функциональных расстройств. Для изучения особенностей клинического течения ИКБ, вызванного B. miyamotoi, необходимы проспективные наблюдения.

About the authors

Alena Borisovna Konkova-Reidman

South Ural State Medical University

Email: konkova-reidman@mail.ru
Doctor of Medical Sciences, Associate Professor, Professor of the Department of Infectious Diseases, South Ural State Medical University, Ministry of Health of Russia Chelyabinsk, Russia

D. N Barsukova

South Ural State Medical University

Chelyabinsk, Russia

E. I Bondarenko

AO «Vector-Best»

Email: bondarenko_e@vector-best.ru
Novosibirsk, Russia

A. N Shvalov

SRC VB «Vector»

Email: shvalov_an@vector.nsc.ru
Koltsovo, Novosibirsk reg., Russia

S. V Lucinina

Office of Rospotrebnadzor in the Chelyabinsk region

Chelyabinsk, Russia

References

Supplementary files