THE IMPACT OF SEASONAL FACTORS ON THE DYNAMICS OF INCIDENCE RATE OF INFECTIOUS MONONUCLEOSIS IN DIFFERENT AGE GROUPS (ON THE EXAMPLE OF NIZHNY NOVGOROD)

Full Text

Введение В настоящее время наблюдают тенденцию к широкому распространению заболеваний, вызванных герпесвирусами, в том числе отмечают рост заболеваемости инфекционным мононуклеозом (ИМ). В большинстве случаев возбудителем ИМ становится вирус Эпштейна-Барр, реже - цитомегаловирус и вирус герпеса человека 6-го типа [1-3]. Возбудители ИМ - убиквитарные вирусы человека, персистирующие более чем в 90% популяции. Заражение герпесвирусами происходит преимущественно воздушно-капельным и контактно-бытовым путем, реже - парентеральным путем [4, 5]. После первичного инфицирования возбудители ИМ пожизненно сохраняются в организме в латентной форме и в течение жизни могут неоднократно реактивироваться [6, 7]. Несмотря на широкий охват населения, клинические проявления ИМ развиваются лишь у 10% инфицированных [8, 9]. Известно, что в восприимчивости человека к инфекции большую роль играют природные условия. Природными факторами (к ним относятся: температура и влажность воздуха, количество осадков и инсоляция) обусловлено территориальное распространение инфекционных заболеваний, а также сезонность. Тем не менее, исследований, посвященных изучению сезонных факторов, влияющих на заболеваемость ИМ среди населения, недостаточно, а результаты их довольно противоречивы. Так, до сих пор отсутствует единое мнение относительно сезонности ИМ. Часть исследователей указывают на спорадический характер заболеваемости ИМ без выраженной сезонной динамики [8-11]. Другим авторам удалось обнаружить сезонные подъемы заболеваемости, приходящиеся на зимне-весенний период либо холодное время года [12-15]. Факторы, влияющие на динамику заболеваемости ИМ, не определены, что затрудняет прогнозирование эпидемиологической ситуации. Цель исследования - изучить сезонные факторы, влияющие на динамику заболеваемости инфекционным мононуклеозом детского и взрослого населения Нижнего Новгорода в 2010-2015 гг. Материалы и методы Источники данных. Источником данных по уровню первичной заболеваемости ИМ с 2010 по 2015 г. в Нижнем Новгороде стал электронный ресурс «Эпидемиологический атлас ПФО» [16, 17], климатические показатели выявляли по электронному ресурсу «Архив погоды» с сайта www.rp5.ru. Для анализа использовали усредненные помесячно климатические показатели: температуру воздуха, влажность воздуха, инсоляцию и количество осадков. Ретроспективный анализ. На основании данных о количестве заболевших и численности населения проводили анализ заболеваемости ИМ: детей до 6 лет включительно, от 7 до 13 лет включительно, подростков от 14 до 17 лет включительно и взрослых старше 17 лет. Определяли вклад контингентов в абсолютное количество заболевших и уровень заболеваемости в каждой возрастной группе в пересчете на 100 тыс. населения. Сезонную динамику заболеваемости ИМ исследовали раздельно для выбранных возрастных контингентов. Перед анализом данные по временной динамике заболеваемости ИМ и климатическим параметрам сглаживали по алгоритму LOWESS [18]. Из каждого временного ряда заболеваемости с применением 7-членного S3x5 сезонного фильтра и 13-членного фильтра Хендерсона выделяли сезонную компоненту, тренд и стохастическую компоненту [18]. В дальнейшем для анализа использовали сезонную компоненту, позволяющую дать количественную оценку влияния сезонно действующих факторов на отклонения уровня заболеваемости ИМ от тренда. Определяли непрерывные периоды, в которых сезонная компонента принимала положительные или отрицательные значения. Периоды положительных значений рассматривали как периоды сезонного повышения заболеваемости относительно тренда. Периоды отрицательных значений сезонной компоненты расценивали как периоды сезонного понижения заболеваемости относительно тренда. Абсолютные значения сезонной компоненты (амплитуда колебаний) характеризовали силу влияния сезонных факторов на заболеваемость ИМ. Чем выше (ниже) относительно нуля располагалось значение, тем сильнее (слабее) был выражен вклад сезонной компоненты и, следовательно, сила влияния факторов окружающей среды на заболеваемость. Расчеты выполняли в среде MathWorks Matlab R2015b. Для определения характера связи между уровнем сезонной компоненты заболеваемости ИМ и факторами среды использовали непараметрическую корреляцию Спирмена. Рассчитывали коэффициент корреляции r и уровень его значимости p. Статистически значимыми считали различия при p < 0,05. Результаты Заболеваемость ИМ в 2010-2015 гг. Мы проанализировали первичную заболеваемость ИМ на территории Нижнего Новгорода в 2010-2015 гг. (n = 847). Наибольшее количество заболевших ИМ было выявлено в 2012 г. (n = 177), наименьшее - в 2014 г. (n = 104). Наибольший вклад в абсолютное число заболевших ежегодно вносили следующие возрастные контингенты: дети до 6 лет и взрослые старше 17 лет (суммарно > 75% заболевших) (рис. 1, а). При расчете заболеваемости на 100 тыс. населения самые высокие показатели наблюдали в группе детей до 6 лет. При этом в 2010-2015 гг. в этой возрастной группе произошло снижение заболеваемости ИМ в 2,4 раза. В группе подростков 14-17 лет, наоборот, наблюдали рост заболеваемости ИМ в 1,8 раза. Заболеваемость ИМ детей 7-13 лет и взрослого населения старше 17 лет в течение 6 лет не претерпевала значительных изменений. При этом заболеваемость взрослого населения была самой низкой среди изученных возрастных контингентов (рис. 1, б). Вклад сезонной компоненты в заболеваемость ИМ. Оценивали вклад сезонной компоненты в уровень заболеваемости ИМ разных контингентов в 2010-2015 гг. (рис. 2). Во всех возрастных группах обнаружены периоды сезонного повышения и понижения заболеваемости ИМ. У детей до 6 лет в 2010-2012 гг. выявлено 2 периода сезонного повышения заболеваемости: март-июнь с максимумом в апреле-мае и ноябрь-декабрь с максимумом в ноябре (рис. 2, а). В 2013-2015 гг. наблюдали сдвиг первого периода сезонного повышения заболеваемости на февраль-май с максимумом в марте-апреле, сопровождающийся усилением влияния сезонных факторов. Осенний период сезонного повышения заболеваемости с 2013 г. не проявлялся. У детей младше 6 лет обнаружен период сезонного спада заболеваемости ИМ в июле-сентябре с максимумом в августе-сентябре. На протяжении 6 лет сила влияния сезонных факторов на заболеваемость в этот период снижалась. У детей 7-13 лет выявлено два периода сезонного повышения заболеваемости ИМ (рис. 2, б). Первый период сезонного повышения заболеваемости приходился на декабрь-март с максимумом в январе-феврале на протяжении всех 6 лет. Второй подъем заболеваемости ИМ отмечали в сентябре-октябре с максимумом в сентябре. Сила влияния сезонных факторов на заболеваемость в эти периоды снижалась. В 2010-2012 гг. период сезонного понижения заболеваемости ИМ у детей 7-13 лет приходился на апрель-август с максимумом в июле. В 2013-2015 гг. протяженность этого периода сократилась до июня-августа. У подростков 14-17 лет выявлено два четких пика сезонного повышения заболеваемости ИМ: февраль-апрель с максимумом в марте и сентябрь-октябрь с максимумом в октябре(рис. 2, в). Сила влияния сезонных факторов на заболеваемость ИМ в оба периода возрастала на протяжении 6 лет. Обнаружено два периода сезонного понижения заболеваемости ИМ: май-август с максимумом в июне-июле и ноябрь-декабрь с максимумом в декабре. Сила влияния сезонных факторов на заболеваемость ИМ в эти периоды также возрастала на протяжении 6 лет. У взрослых старше 17 лет также выявлено два периода сезонного повышения заболеваемости ИМ (рис. 2, г). Первый период приходился на ноябрь-декабрь с максимумом в декабре. Этот период наблюдали в 2013-2015 гг. и не выявляли в 2010-2012 гг. Второй период в 2010-2012 гг. приходился на март-июнь с максимумом в апреле-мае. В 2013-2015 гг. этот период сдвигался на февраль-май с максимумом в марте-апреле. Период сезонного спада заболеваемости ИМ у взрослых приходился на июль-октябрь с максимумом в августе-сентябре. Сила влияния сезонных факторов в периоды сезонного повышения и понижения заболеваемости возрастала на протяжении 6 лет. Влияние климатических показателей на динамику сезонной компоненты заболеваемости ИМ. Выявлена связь уровня сезонной компоненты заболеваемости ИМ различных возрастных контингентов с климатическими показателями. У детей до 6 лет обнаружена слабая отрицательная зависимость уровня сезонной компоненты заболеваемости ИМ от температуры воздуха и количества осадков (r = -0,36, р = 0,003 и r = -0,33, р = 0,008 соответственно). Зависимости сезонной компоненты заболеваемости ИМ от влажности воздуха или инсоляции в этой возрастной группе не выявлено. У детей 6-13 лет обнаружена отрицательная зависимость уровня сезонной компоненты заболеваемости ИМ от температуры воздуха и инсоляции (r = -0,77, р < 0,001 и r = -0,66, р < 0,001 соответственно) и положительная зависимость от влажности воздуха (r = 0,52, р < 0,001). Взаимосвязи с влажностью воздуха не обнаружено. У подростков 14-17 лет демонстрируется слабая отрицательная зависимость уровня сезонной компоненты заболеваемости ИМ от температуры воздуха и инсоляции (r = -0,45, р < 0,001 и r = -0,32, р = 0,010 соответственно). Зависимости уровня сезонной компоненты заболеваемости ИМ от влажности воздуха и количества осадков в этой возрастной группе не обнаружено. У взрослых старше 17 лет выявлена слабая отрицательная зависимость уровня сезонной компоненты заболеваемости ИМ от температуры воздуха и количества осадков (r = -0,34, р = 0,006 и r = -0,48, р < 0,001 соответственно). Взаимосвязи уровня сезонной компоненты заболеваемости ИМ и влажности воздуха или инсоляции не обнаружено. Обсуждение Нередко ИМ характеризуется тяжелым продолжительным течением и возникновением осложнений. В России за последние годы отмечают возрастание случаев рецидивирующего течения болезни, при этом преимущественно болеют дети, максимальная заболеваемость приходится на возраст от 4 до 8 лет. У взрослых людей старше 30 лет заболевание проявляется редко [1]. В Нижнем Новгороде в 2010-2015 гг. основной вклад в абсолютное число заболевших ИМ вносили большей частью дети до 6 лет, а также взрослые старше 17 лет. При этом наиболее высока вероятность заболевания ИМ в раннем детском возрасте. В период 2010-2015 гг. мы наблюдали снижение заболеваемости ИМ детей младше 6 лет и возрастание заболеваемости у подростков 14-17 лет. В 2015 г. заболеваемость ИМ подростков превысила заболеваемость детей младшего возраста (рис. 1, б). Таким образом, мы отметили тенденцию к перераспределению возрастной структуры заболеваемости ИМ на территории Нижнего Новгорода. Известно, что в экономически развитых странах мира частота ИМ наиболее высока среди подростков и молодых людей 14-24 лет. При этом у заболевших первичное заражение сопровождается развитием симптомов ИМ. В развивающихся странах первичное инфицирование возбудителями ИМ происходит раньше - в возрасте до 6 лет. В этом случае, как правило, заболевание протекает бессимптомно. Описанные различия могут быть связаны как с национальными особенностями (например, использование общей посуды), так и с социально-экономическими факторами (состояние здравоохранения, жилищно-бытовые условия) [1, 8, 9, 19, 20]. В Нижнем Новгороде причиной возрастного перераспределения структуры заболеваемости ИМ могло послужить широкое внедрение в отечественную медицинскую практику специфических тестов, способствующее снижению числа ошибочных диагнозов. Помимо социально-экономических факторов, влияющих на заболеваемость ИМ, существуют сезонные, которые в литературе рассматривают редко и неоднозначно, что отчасти обусловлено методологическими, популяционными и географическими различиями [11, 14]. Тем не менее работы последних лет свидетельствуют о сезонности заболеваемости ИМ. Так, для средних и северных широт Северного полушария характерен зимне-весенний рост заболеваемости ИМ [14, 15]. В более южных странах заболеваемость ИМ ниже по сравнению с северными территориями, а рост показателя заболеваемости отмечается в теплый весенне-летний период или может вообще отсутствовать [10, 15, 21]. Мы проанализировали сезонную компоненту заболеваемости ИМ разных возрастных групп в Нижнем Новгороде в 2010-2015 гг. Во всех возрастных группах выявлены два периода сезонного повышения и один период сезонного снижения заболеваемости. В целом периоды сезонного повышения ИМ в Нижнем Новгороде приходились на раннюю весну и позднюю осень. Период сезонного снижения заболеваемости приходился на лето - раннюю осень (см. рис. 2). Сила влияния сезонных факторов на заболеваемость ИМ несколько менялась в течение 2010-2015 гг. Изменения носили разнонаправленный характер у разных возрастных групп. Так, в группе детей до 6 лет наблюдали усиление влияния сезонных факторов на весеннюю заболеваемость (повышение). В то же время не отмечено влияния сезонных факторов на осеннее повышение заболеваемости ИМ. После 2013 г. сезонного роста заболеваемости ИМ детей младшего возраста в осенние месяцы не наблюдали. Также снижалась сила влияния сезонных факторов на летнее понижение заболеваемости детей до 6 лет. В 2010-2015 гг. снижалась сила влияния сезонных факторов на повышение или понижение заболеваемости ИМ детей 7-13 лет. Как и в группе детей младшего возраста, в группе детей 7-13 лет с 2013 г. не наблюдали осеннего периода повышения заболеваемости. В течение 6 лет сила влияния сезонных факторов на динамику уровня заболеваемости подростков 14-17 лет и взрослых старше 17 лет возрастала. Воздействие сезонных факторов, в том числе и климатических, на уровень заболеваемости ИМ может реализовываться через модуляцию функционального состояния иммунной системы [19, 22, 23]. Известно, что в лейкоцитах человека экспрессия более 4000 кодирующих белок мРНК имеет сезонный характер. Зимой в клетках иммунной системы жителей Европы повышается экспрессия мРНК, кодирующих провоспалительные факторы, в том числе растворимый рецептор IL-6 и С-реактивный белок [24]. Другими авторами показано, что длительное облучение ультрафиолетом приводит к супрессии клеточного звена иммунитета [25]. Схожие результаты получены нами в предварительном исследовании: длительные периоды жаркой, солнечной и сухой погоды способствовали снижению абсолютного и относительного содержания NK-клеток в периферической крови условно здоровых детей [данные не представлены]. Один из модуляторов функциональной активности иммунной системы - витамин D, который участвует в реализации барьерной функции, продукции антимикробных факторов, хемотаксисе иммунокомпетентных клеток и регуляции воспаления[26]. Он синтезируется в коже под воздействием ультрафиолетовых лучей солнечного света. В средних и северных широтах его содержание в организме подвержено сезонным колебаниям [27]. Показано, что высокое содержание метаболитов витамина D в сыворотке крови сопровождается снижением вероятности реактивации вируса Эпштейна-Барр [28]. Следовательно, в средней полосе России можно ожидать зависимость сезонной динамики заболеваемости ИМ от климатических показателей. В нашем исследовании климатические факторы оказывали влияние на уровень сезонной компоненты заболеваемости ИМ. На сезонную динамику заболеваемости детей до 6 лет и взрослых старше 17 лет влияли температура воздуха и количество осадков. Холодная и сухая погода сопровождалась сезонным повышением заболеваемости ИМ в этих возрастных группах. Влияние на сезонную динамику заболеваемости детей 7-13 лет и подростков 14-17 лет оказывали температура воздуха и инсоляция. В этих возрастных группах сезонное повышение заболеваемости наблюдали в холодные периоды с низким количеством солнечного света. Сезонному росту заболеваемости ИМ детей 6-13 лет также способствовала высокая влажность воздуха. Таким образом, единственным климатическим фактором, влияющим на сезонную динамику заболеваемости ИМ, независимо от принадлежности к возрастному контингенту, была температура воздуха. Влияние остальных изученных климатических факторов различалось в зависимости от возраста. Например, зависимость сезонной динамики заболеваемости ИМ от инсоляции (показатель, характеризующий величину потока солнечной радиации и косвенно определяющий уровень синтеза витамина D) проявлялась у детей и подростков в возрасте от 7 до 14 лет и не проявлялась у остальных. Нами выявлены различия сезонной динамики заболеваемости ИМ и набора сезонных факторов, влияющих на нее. Одной из вероятных причин наблюдаемых различий могут служить физиологические отличия иммунной системы детей разного возраста и взрослых [29]. Заключение Таким образом, мы показали сезонность заболеваемости ИМ населения Нижнего Новгорода разного возраста в 2010-2015 гг. Для динамики сезонной компоненты заболеваемости были характерны весенний и осенний периоды подъема и летний - спада заболеваемости. В течение 2010-2015 гг. наблюдали изменение вклада сезонной компоненты в уровень заболеваемости ИМ: усиление значимости сезонных факторов для подростков и взрослых и снижение значимости таких факторов для детей младше 13 лет. Показано, что динамика сезонной компоненты заболеваемости ИМ может быть обусловлена климатическими факторами. В Нижнем Новгороде выявлена обратная зависимость сезонной динамики заболеваемости ИМ от температуры воздуха. Влажность воздуха, количество осадков и инсоляция также оказывали влияние на сезонную динамику заболеваемости ИМ. Зависимость населения разного возраста от сезонной компоненты различалась.

About the authors

E. N Filatova

I.N. Blokhina Nizhny Novgorod Research Institute of Epidemiology and Microbiology of Federal Service on Surveillance for Consumer Rights Protection and Human Welfare

Email: filatova@ nniiem.ru
71, Malaya Yamskaya str., Nizhny Novgorod, 603950, Russian Federation

L. A Solntsev

I.N. Blokhina Nizhny Novgorod Research Institute of Epidemiology and Microbiology of Federal Service on Surveillance for Consumer Rights Protection and Human Welfare

Email: solntsev.l.a@nniiem.ru
71, Malaya Yamskaya str., Nizhny Novgorod, 603950, Russian Federation

O. V Utkin

I.N. Blokhina Nizhny Novgorod Research Institute of Epidemiology and Microbiology of Federal Service on Surveillance for Consumer Rights Protection and Human Welfare

Email: utkin@nniiem.ru
71, Malaya Yamskaya str., Nizhny Novgorod, 603950, Russian Federation

References

Supplementary files