Comparative analysis of hemorrhagic fever with renal syndrome (HFRS) foci in the Saratov region

Full Text

Территория Саратовской области является эндемичной по геморрагической лихорадке с почечным синдромом (ГЛПС). К настоящему времени природные очаги ГЛПС выявлены в 30 из 38 районов области, а также в зеленой зоне Саратова [1, 2].В период с 1964 по 2014 г. в Саратовской области зарегистрированы 7703 случая заболевания ГЛПС среди населения, из них 31 больной умер. В период 2000-2011 г. на территории области сохранялась низкая эпизоотическая и эпидемическая активность природных очагов хантавирусной инфекции [3]. Однако в течение последних трех лет (2012-2014) ситуация резко изменилась: отмечается активизация природных очагов ГЛПС, повлекшая за собой рост заболеваемости жителей области. Наиболее высокую активность очаги проявляют в Саратовском, Аткарском, Татищевском, Петровском, Лысогорском, Калининском районах и зеленой зоне Саратова. Весьма показательно, что в последние годы участились случаи заражения вирусом именно в пределах зеленой зоны Саратова. Так, в 2014 г. число заболевших превысило среднемноголетние значения более чем в 35 раз, составив 93,6 на 100 тыс. населения. И хотя резкое увеличение заболеваемости в 2014 г. отмечалось на всех эндемичных по ГЛПС территориях области, большая часть случаев инфицирования связана с пребыванием в зеленой зоне Саратова - 69,9% (787 из 1125). Другая крупная вспышка заболеваемости хантавирусной инфекцией произошла в феврале 2012 г. в районе г. Аткарска. Было зарегистрировано 17 больных, из них 11 среди населения, проживающего в пойме реки Аткара. С декабря 2012 г. по февраль 2013 г. заболели 15 человек. В Аткарске зарегистрировано 11 случаев заболевания ГЛПС, в четырех селах Аткарского муниципального района - по 1 случаю [4]. Очаги ГЛПС на территории этих двух городов и их окрестностей различаются по своей ландшафтно- биоценотической структуре и очевидно, что проведение сравнительного анализа разнообразных параметров и структурных элементов очаговых территорий поможет в понимании процессов, поддерживающих циркуляцию хантавирусной инфекции в природно-антропоургических очагах ГЛПС [5]. Материалы и методы Был проведен сравнительный ретроспективный анализ данных эпизоотологического мониторинга территорий очагов ГЛПС в окрестностях Саратова и Аткарска за период с 1999 по 2014 г. За время исследований в районе Саратова было отработано 14 606 л/н и добыто 2669 мелких млекопитающих, в районе Аткарска - 13 004 л/н и добыто 2577 мелких млекопитающих. На основании данных многолетних лабораторных исследований грызунов на ин- фицированность вирусом ГЛПС было установлено доминирование в обследованных очагах хантави- руса Пуумала, также был составлен кадастр видов - основных резервуаров хантавирусной инфекции в Саратовской области. К ним относятся: рыжая полевка (Myodes glareolus), желтогорлая мышь (Apo- demus flavicollis), малая лесная мышь (A. uralensis), полевая мышь (A. agrarius), а также домовая мышь (Mus musculus) в природно-антропоургических очагах. При сравнительном анализе очаговых территорий использовались данные только по этим видам, как имеющим наибольшее эпидемиологическое значение в циркуляции вируса ГЛПС. В качестве эпизо- отологических критериев оценки активности очага задействовали следующие показатели: общий средний процент попадания четырех видов грызунов в орудия лова; средний процент попадания каждого вида в отдельности; индекс доминирования вида; общий процент инфицированности четырех видов грызунов; видовой процент инфицированности от общего числа исследованных экземпляров грызунов; внутривидовая инфицированность; видовой процент инфицированных от общего числа инфицированных видов. Массив данных был ранжирован в зависимости от локализации очага - Саратов и Аткарск; типа очага - природный и природно- антропоургический; времени проведения исследований - I и II полугодие. Деление по временному промежутку обусловлено эпизоотологическими и эпидемиологическими особенностями проявления ГЛПС. Статистическая обработка данных проводилась при помощи языка программирования R с использованием метода многомерного масштабирования, представляющего собой геометрическую визуализацию евклидовых расстояний между исследуемыми группами данных. Многомерное масштабирование позволяет оценивать прямое сходство между показателями, не требуя наличия линейной зависимости между переменными. В результате чего применение методов многомерного масштабирования часто упрощает интерпретацию решений. Для определения пространственной структуры природно-антропоургических очагов ГЛПС были применены методы дистанционного зондирования Земли, основанные на имеющихся методических разработках [6-8]. Спутниковые снимки очаговых территорий получены с помощью геоинформаци- онной кроссплатформенной системы GoogleEarth с разрешением 12 м/пикс. Работа с тематическими картами проводилась при помощи геоинформаци- онной системы SAS. Планета версии 140505. Для дешифрирования спутникового снимка применялся метод тематической обработки, т. е. классификация объектов на снимке по каким-либо выбранным критериям. Точность ранжирования проверялась путем сравнивания с соответствующими тематическими картами. Для улучшения зрительного восприятия и упрощения дальнейшего анализа данных, использовались обычные графические редакторы, поддерживающие работу с растровой моделью данных, такие как AdobePhotoshop и CorelPhoto-paint. Результаты и обсуждение Несмотря на различия в природно-климатических условиях и в ландшафтно-биоценотической структуре, динамика основных показателей эпизоотической активности природных и природно-антро- поургических очагов ГЛПС Саратова и Аткарска в I полугодии имеет много общего (рис. 1). Во многом это обусловлено концентрацией грызунов в ранневесенний период в стациях переживания, для территории которых характерны высокая численность и инфицированность зверьков. Вследствие этого обострения эпизоотической обстановки в I полугодии на территории природных и природно- антропоургических очагов носят, как правило, локальный характер, что и определяет относительно низкий сезонный уровень потенциальной эпидемической опасности очаговых территорий. Во II полугодии, напротив, в динамике показателей эпизоотической активности очагов ГЛПС выявлен ряд различий, связанных в первую очередь с особенностями их биотопической приуроченности - плакорными лесными массивами в Саратове и пойменными лесными массивами в Аткарске. В связи с более оптимальными условиями для функционирования очагов хантавируса в пойменных лесах в осенний период в Аткарске многие показатели их эпизоотической активности характеризуются более высокими значениями. Тем не менее для более полного представления об особенностях функциониро- MDS С2П С1П С2П-А А2П А1П С1П-А А1П-А А2П-А -0,05 0,00 0,05 0,10 0,15 X Рис. 1. Многомерное масштабирование результатов анализа. А1П - Аткарск, 1-е полугодие, природный очаг; А1П - А - Аткарск, 1-е полугодие, природно-антропоургический очаг; А2П - Аткарск, 2-е полугодие, природный очаг; А2П - А - Аткарск, 2-е полугодие, природно- антропоургический очаг; С1П - Саратов, 1-е полугодие, природный очаг; С1П - А - Саратов, 1-е полугодие, природный очаг; С2П - Саратов, 2-е полугодие, природно-антропоургический очаг. Рис. 2. Ландшафтная структура природно-антропоургических очагов ГЛПС Саратова и Аткарска. а - г. Саратов (масштаб 1:80 000); б - г. Аткарск (масштаб 1:40 000). 1 - жилой частный тип; 2 - сельскохозяйственный и садово-огородный типы; 3 - жилой городской тип; 4 - промышленный тип; 5 - лесопарковый тип. вания очагов ГЛПС и их потенциальной эпидемической опасности нельзя ограничиваться исключительно эпизоотологическими показателями. На рис. 2, а, б представлены спутниковые снимки очагов ГЛПС в районе Саратова и Аткарска и результаты дешифрирования спутниковых снимков с целью определения ландшафтной структуры очаговых территорий. На первый взгляд территория зеленой зоны Саратова представляет собой типичный условноестественный лесной ландшафт, однако при более детальном изучении становится очевидна его неоднородность и высокая степень антропогенной трансформации. Так, в пределах зеленой зоны располагается множество объектов спортивно-оздоровительного и рекреационного назначения, детских лагерей и санаториев. Помимо этого, зеленая зона активно используется жителями города для отдыха на природе и проведения различных массовых мероприятий. Жилые районы города как частного, так и городского типа опоясывают ее, зачастую создавая довольно резкий переход от ландшафта условноестественного к ландшафту с высокой степенью антропогенной трансформации. Тем самым природный очаг ГЛПС оказался замкнут в кольцо различных антропогенно трансформированных территорий. При резком повышении численности мелких млекопитающих либо наступлении неблагоприятных погодноклиматических условий происходит массовая миграция грызунов в антропогенные ландшафты, что может привести к обострению эпидемической обстановки. Тем не менее природно-климатические условия здесь не способствуют высокой численности основных носителей хантавирусной инфекции. Зеленая зона города располагается на возвышенности, лесной массив редок, а в травянистом слое преобладают ксероморфные виды растительности, характерные в большей степени для степной зоны. При этом территория зеленой зоны подвержена влиянию летних засух, а отсутствие постоянного источника влаги в виде рек и озер существенно ограничивает количество биотопов с благоприятными условиями для обитания мелких млекопитающих. Очаговые территории Аткарска в гораздо меньшей степени урбанизированы, поэтому на эпизоотический процесс действует меньшее количество лимитирующих факторов антропогенной природы. Среди антропогенно трансформированных ландшафтов преобладают зоны частного сектора, сельскохозяйственного и садово-огородного типов. Большая часть городской территории располагается в понижении рельефа с обилием растительности и густым древостоем, где летняя засуха оказывает меньшее влияние, а численность мелких млекопитающих традиционно высока. Преобладание пойменных лесных массивов и наличие хороших кормовых и защитных условий в урбанизированных ландшафтах приводят к выраженной концентрации грызунов на стыках антропогенных и естественных природных ландшафтов (в экотонах), что и определяет наличие здесь устойчивых эпидемически активных очагов ГЛПС. К тому же исторически сложившийся аграрный уклад жизни населения Аткарска и его тесная связь с окружающими лесными массивами способствуют увеличению эпидемиологических рисков для горожан. Высокая влажность в этих стациях, тем не менее, несколько уменьшает риск респираторного заражения вирусом ГЛПС. Заключение Наиболее значимыми эпизоотологическими и популяционно-экологическими критериями, определяющими различия природных и природно-антро- поургических очагов ГЛПС являются: видовое разнообразие и биотопическое распределение носителей хантавирусов, их индексы доминирования, показатели численности и инфицированности. Территория Аткарска располагает более благоприятными природно-климатическими и ландшафтно- биоценотическими условиями для функционирования очагов ГЛПС, чем территория Саратова. Показатели эпизоотической активности очагов здесь также выше, а ежегодная заболеваемость ГЛПС в целом превышает заболеваемость в других административных районах области и достаточно надежно прогнозируема. Очаг ГЛПС в зеленой зоне Саратова, напротив, при более низких значениях эпизоотической активности представляет большую эпидемическую опасность ввиду широкого спектра факторов риска антропогенного характера, способствующих возникновению группового инфицирования населения хан- тавирусами, вследствие чего вспышки заболеваемости ГЛПС слабо прогнозируемы и сложно контролируемы. Для предотвращения ситуации, аналогичной сложившейся в 2014 г., в первую очередь необходим постоянный мониторинг очаговых территорий и контроль над проведением неспецифической профилактики в зонах массового скопления людей.

About the authors

A. V Ryabova

Russian Research Anti-Plague Institute “Microbe"

Email: urban-nomad@yandex.ru
Universitetskaya Str., 46, Saratov, Russian Federation, 410005

M. A Tarasov

Russian Research Anti-Plague Institute “Microbe"

Email: rusrapi@microbe.ru
Universitetskaya Str., 46, Saratov, Russian Federation, 410005

K. S Zakharov

Russian Research Anti-Plague Institute “Microbe"

Email: zaharov_ks@mail.ru
Universitetskaya Str., 46, Saratov, Russian Federation, 410005

N. V Popov

Russian Research Anti-Plague Institute “Microbe"

Email: popovnv47@mail.ru
Universitetskaya Str., 46, Saratov, Russian Federation, 410005

References

Supplementary files