Автореферат и диссертация по медицине (14.02.02) на тему:Оценка и прогнозирование эпизоотической активности сочетанных природных очагов ГЛПС, клещевого вирусного энцефалита и иксодового клещевого боррелиоза

На правах рукописи

РЯБОВА Алина Валерьевна

ОЦЕНКА И ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ЭПИЗООТИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ СОЧЕТАННЫХ ПРИРОДНЫХ ОЧАГОВ ГЛПС, КЛЕЩЕВОГО ВИРУСНОГО ЭНЦЕФАЛИТА И ИКСОДОВОГО КЛЕЩЕВОГО БОРРЕЛИОЗА (НА ПРИМЕРЕ ТЕРРИТОРИИ ПРИВОЛЖСКОГО И УРАЛЬСКОГО ФЕДЕРАЛЬНЫХ ОКРУГОВ)

14.02.02 - эпидемиология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

3 О ОКТ 2014

005553873

Саратов-2014

005553873

Работа выполнена в Федеральном казенном учреждении здравоохранения «Российский научно-исследовательский противочумный институт «Микроб» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека

Научный руководитель:

доктор биологических наук,

профессор Попов Николай Владимирович

Официальные оппоненты:

Никитин Алексей Яковлевич, доктор биологических наук, доцент, ФКУЗ «Иркутский научно-исследовательский противочумный институт» Роспотребнадзора, ведущий научный сотрудник зоолого-паразитологического отдела.

Григорьев Михаил Павлович, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник, ФКУЗ «Ставропольский научно-исследовательский противочумный институт» Роспотребнадзора, заведующий лабораторией медицинской зоологии.

Ведущая организация:

ФКУЗ «Ростовский-на-Дону научно-исследовательский противочумный институт» Роспотребнадзора.

Защита диссертации состоится «17» декабря 2014 г. в 10— часов на заседании диссертационного совета Д 208.078.01 по защите диссертаций на соискание ученой степени кандидата наук, на соискание ученой степени доктора наук при ФКУЗ «Российский научно-исследовательский противочумный институт «Микроб» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (410005, г. Саратов, ул. Университетская, д. 46).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке и на сайте http://www.microbe.ru/main/disser/dissert/ Российского научно-исследовательского противочумного института «Микроб».

Автореферат разослан «15» октября 2014 г.

Ученый секретарь диссертационного------

доктор биологических наук, старший научный сотрудник

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Высокий уровень заболеваемости природно-очаговыми инфекционными болезнями, в первую очередь геморрагической лихорадкой с почечным синдромом (ГЛПС), клещевым вирусным энцефалитом (КВЭ) и ик-содовым клещевым боррелиозом (ИКБ) на территории Приволжского и Уральского федеральных округов определяет необходимость дальнейшего совершенствования эпидемиологического надзора [Онищенко Г.Г., 2002; Онищенко Г.Г., 2013]. Среди факторов, способствующих сохранению напряженной эпидемиологической обстановки, одно из ведущих мест занимает урбанизация очаговых территорий, являющаяся естественным следствием увеличения числа городского населения, равно как и площади антропогенных ландшафтов различного назначения [Коренберг Э.И., 2010]. Немаловажную роль играют и климатические изменения, приводящие к расширению ареалов обитания носителей и переносчиков природно-очаговых инфекционных болезней [Алексеев А.Н., 2004; Львов Д.К. и др., 2004].

В настоящее время во многих регионах ПФО и УФО отмечается тенденция формирования сочетанных прйродных и природно-антропоургических очагов ГЛПС, КВЭ и ИКБ на стыках природных и антропогенно трансформированных ландшафтов [Ушаков A.B., 2009]. Вследствие концентрации численности экзоантропных и синан-тропных видов грызунов и кровососущих членистоногих в лесных массивах, сохранившихся в окрестностях населенных пунктов, здесь формируются эпидемически активные природные и природно-антропоургические очаги бактериальных и вирусных инфекционных болезней [Литвин В.Ю., 2003; Коренберг Э.И., 2010]. Все это в целом определяет стойкий характер регистрации возбудителей опасных природно-очаговых инфекционных болезней в ближайших окрестностях крупных городов, равно как и высокую потенциальную эпидемическую опасность таких территорий [Мочалкин П.А. и др., 2014]. В целях повышения контроля над эпидемиологической обстановкой в урбанизированных ландшафтах, успешно применяют тактику, основанную на дифференциации очаговых территорий по степени потенциальной эпидемической опасности и прогнозировании обострения эпидемической обстановки на участках с высоким риском заражения [Добло А.Д. и др., 1999; Попов Н.В. и др., 2013].

В этом плане краткосрочные эпизоотологические прогнозы служат основой для проведения упреждающих профилактических мероприятий на участках прогностиче-

ского роста потенциальной эпидемической опасности территории [Попов Н.В. и др., 2006; Матросов А.Н. и др.,-20-11]. В практике принято использовать двухкомпонент-ные прогнозы, основанные на анализе эколого-эпизоотологических данных: численности, видового состава, распространенности различных видов носителей и переносчиков природно-очаговых инфекционных болезней, их инфицированное™, а также метеорологические показатели [Поляков И.Я., 1950; Мочалкин А.П. и др., 2004]. Результаты анализа служат основой экспертной оценки сложившейся ситуации и прогноза эпизоотической активности очаговых территорий [Малхазова С.М., 2001; Попов Н.В. и др., 2006]. Для количественной оценки эпизоотического потенциала очаговых территорий также широко используют различные методы математической статистики, многофакторного анализа и синтеза полученной информации [Жигальский O.A., 2012; Скачков М.В. и др., 2007].

Настоящая работа направлена на разработку критериев оценки и прогнозирования эпизоотической активности сочетанных природных и природно-антропоургических очагов ГЛПС, КВЭ и ИКБ на территории ПФО и УФО, выделения -- участков, характеризующихся высокой степенью потенциальной эпидемической опасности, с применением методов дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ).

Степень разработанности темы исследования. По результатам обобщения многолетних эпизоотологических и эпидемиологических данных ежегодного эпизо-отологического мониторинга территорий Саратовской области за период 1999-2014 гт. и «Кратких обзоров численности мелких млекопитающих и членистоногих и эпизоотологических прогнозов природно-очаговых инфекций», поступивших в период с 2010 по 2014 годы в Региональный центр по мониторингу за возбудителями инфекционных болезней I-II групп патогенности при ФКУЗ РосНИПЧИ «Микроб» Роспот-ребнадзора из 16 административных территорий РФ, проведен анализ факторов определяющих современную эпизоотическую активность сочетанных природных и при-родно-антропоургических очагов ГЛПС, КВЭ, ИКБ в границах ПФО и УФО. Работа носит поисковый характер, разработка типизации различных видов урбанизированных ландшафтов ПФО по степени их потенциальной эпидемической опасности и краткосрочных прогнозов эпизоотологической и эпидемиологической обстановки в сочетанных природно-антропоургических очагах ГЛПС, КВЭ и ИКБ на территории ПФО и УФО выполнена впервые. Для локализации участков, характеризующихся вы-

сокой степенью потенциальной эпидемической опасности использованы методы дешифрирования спутниковых снимков. Выполнена количественная оценка прогностического уровня заболеваемости ГЛПС в Саратовской области на 2014 г.

Цель работы. Установление современной пространственной и биоценотической структуры сочетанных природно-антропоургических очагов ГЛПС, КВЭ и ИКБ на урбанизированных территориях ПФО и УФО, как основы для составления краткосрочных прогнозов их эпизоотической активности.

Основные задачи исследования.

1. Установить особенности территориальной приуроченности сочетанных природных и природно-антропоургических очагов ГЛПС, КВЭ и ИКБ в урбанизированных ландшафтах ПФО и УФО;

2. Апробировать методы дистанционного зондирования Земли для идентификации участков с высоким уровнем потенциальной эпидемической опасности в урбанизированных ландшафтах ПФО и УФО;

3. Провести сравнительный анализ пространственной и биоценотической структуры природных и природно-антропоургических очагов ГЛПС на территории г. Саратова и г. Аткарска Саратовской области;

4. Оценить современную эпизоотологическую и эпидемиологическую обстановку в сочетанных природных и природно-антропоургических очагах ГЛПС, КВЭ и ИКБ на территории ПФО и УФО, разработать краткосрочные прогнозы их эпизоотической активности;

5. Разработать методы количественной оценки прогностического уровня заболеваемости ГЛПС в Саратовской области на основе многофакторного анализа массива эколого-эпидемиологических данных.

Научная новизна. Установлено, что на урбанизированной территории окрестностей городов ПФО и УФО идет процесс формирования эпидемически активных сочетанных природно-антропоургических очагов ГЛПС, КВЭ и ИКБ. Обоснована территориальная приуроченность природных и природно-антропоургических очагов ГЛПС к пограничным зонам природных и селитебных ландшафтов в окрестностях крупных городов Саратовской области и федеральных округов. Проведена типизация природно-антропоургических очагов ГЛПС, КВЭ и ИКБ урбанизированных территорий ПФО и УФО, выполнена дифференциация различных их ландшафтных вариантов

по степени потенциальной эпидемической опасности. Обосновано, что наибольшей степенью потенциальной эпидемической опасности характеризуются ландшафтные варианты природно-антропоургических очагов: «жилой, частный сектор», «сельскохозяйственный», «лесопарковый» и «садово-огородный». Показана перспективность применения методов дешифрирования спутниковых снимков территорий природных и природно-антропоургических очагов ГЛПС, КВЭ и ИКБ для выделения участков, характеризующихся высоким риском заражения. Установлены сезонные и многолетние особенности динамики численности основных носителей хантавирусной инфекции в природных и природно-антропоургических очагах ГЛПС, расположенных в пойменных и плакорных лесных массивах Саратовской области. Выполнена оценка эпизоотической активности сочетанных природных и природно-антропоургических очагов опасных инфекционных болезней на территории ПФО и УФО в 2012-2013 гг., разработаны краткосрочные сезонные эпизоотологические прогнозы на весенний и осенний периоды 2014 года. Определен прогностический уровень заболеваемости ГЛПС в Саратовской области на основе многофакторного анализа массива эколого-эпидемиологических данных. Получен патент на полезную модель № 140732 «Приспособление для отлова грызунов». Зарегистрировано в Государственном реестре полезных моделей Российской Федерации 11 апреля 2014 г.

Теоретическая и практическая значимость работы. Результаты исследований служат основой для разработки краткосрочных прогнозов эпизоотической активности сочетанных природных очагов инфекционных болезней на территории ПФО и УФО. Использованы при подготовке нормативно-методического документа Методические указания «Сбор, учет и подготовка к лабораторному исследованию кровососущих членистоногих в природных очагах опасных инфекционных болезней» МУ 3.1.301212. М., 2012; внедрены в практику письмами Руководителя Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека А.Ю. Поповой № 01/15060-13-32 от 30.12.2013 «О прогнозе изменения численности грызунов на весну 2014 г.» и № 01/9870-14-32 от 26.08.2014 г. «О прогнозе изменения численности грызунов на осень 2014 г.» в форме «Прогноза изменения численности грызунов, насекомоядных и эпизоотологического состояния по туляремии, геморрагической лихорадке с почечным синдромом (ГЛПС), лептоспирозам, бешенству, лихорадке Западного Нила (ЛЗН), Крымской геморрагической лихорадке (КГЛ)».

Методология и методы исследования. Методологической основой исследования послужили современные методы сбора и анализа эколого-эпизоотологических и эпидемиологических данных в природных и природно-антропоургических очагах ГЛПС, КВЭ и ИКБ на территории ПФО и УФО, в том числе Саратовской области. Для оценки потенциальной эпидемической опасности очаговых территорий применяли методы дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ). Статистическая обработка данных производилась с использованием пакета стандартных приложений Microsoft Office и языка программирования R версии 2.10.1.

Положения, выносимые на защиту:

1. На территории ПФО и УФО наиболее благоприятными условиями для формирования сочетанных природных очагов ГЛПС, КВЭ и ИКБ характеризуются ландшафтно-географические зоны смешанных широколиственных лесов и южной тайги. В становлении их общей паразитарной системы определяющую роль играет рыжая полевка (Myodes glareolus) и иксодовые клещи видов Ixodes ricinus и I. persulcatus;

2. На урбанизированных территориях ПФО и УФО наибольшую эпидемическую опасность представляют участки, расположенные на стыках природных и селитебных ландшафтов, где формируются эпидемически активные сочетанные при-родно-антропоургические очаги ГЛПС, КВЭ и ИКБ;

3. Применение методов дистанционного зондирования земли (ДЗЗ) позволяет проводить идентификацию участков с высокой степенью потенциальной эпидемической опасности в урбанизированных ландшафтах;

4. Краткосрочные прогнозы эпизоотической активности природно-антропоургических очагов ГЛПС, КВЭ и ИКБ на территории ПФО и УФО служат основой для количественной оценки прогностического уровня заболеваемости населения и планирования профилактических мероприятий.

Степень достоверности и апробация результатов. Эпизоотологическое обследование Саратовской области за период 2010-2014 гг. проводилось в соответствии с действующими нормативно-методическими документами. Для сбора и обработки полевого материала применялись современные зоологические, энтомологические и лабораторно-диагностические методы. Обобщены и проанализированы эколого-эпизоотологические данные эпизоотологического мониторинга территорий ПФО и

УФО, поступившие в Региональный центр по мониторингу за возбудителями инфекционных болезней 1-П групп патогенности при ФКУЗ РосНИПЧИ «Микроб» Роспот-ребнадзора за период 2009-2014 гг. из 16 ФБУЗ «Центров гигиены и эпидемиологии» Роспотребнадзора субъектов ПФО и УФО. Для анализа сезонной и многолетней динамики эпизоотической активности природных очагов ГЛПС на территории Саратовской области привлечены данные ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Саратовской области» Роспотребнадзора и ФКУЗ «РосНИПЧИ «Микроб» Роспотребнадзора за период 1999-2014 гг. Достоверность результатов и выводов обоснована объемом выполненных исследований.

Материалы диссертации апробированы в рамках научных конференций: «Современные технологии обеспечения биологической безопасности» Материалы III научно-практической школы-конференции молодых ученых и специалистов научно-исследовательских организаций Роспотребнадзора (г. Оболенск, 2011); Материалы X съезда Всероссийского научно-практического общества эпидемиологов, микробиологов и паразитологов (г. Москва, 2012); Материалы научно-практической конференции Роспотребнадзора (г. Нижний Новгород, 2012); Материалы Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых и специалистов Роспотребнадзора (г. Пермь, 2012); Материалы XI межгосударственной научно-практической конференции (г. Саратов, 2012); Материалы Всероссийской научно-практической конференции с международным участием, посвященной 60-летию Ставропольского НИПЧИ Роспотребнадзора (г. Ставрополь, 2012); Итоговые конференции РосНИПЧИ «Микроб» (г. Саратов, 2011, 2012, 2013); Материалы III Международной Конференции «Зоологические исследования регионов России и сопредельных территорий» (г. Нижний Новгород, 2014).

Работа выполнена в рамках «Отраслевой научно-исследовательской программы «Научные исследования и разработки с целью обеспечения санитарно-эпидемиологического благополучия и снижения инфекционной заболеваемости в Российской Федерации на 2011-2015 гг.» (п.4.5) в рамках плановой научной темы ФКУЗ РосНИПЧИ «Микроб» Роспотребнадзора: НИР 43-1-13 «Совершенствование методов оценки и прогнозирования эпизоотического потенциала и активности природных очагов инфекционных болезней бактериальной и вирусной этиологии на территории Российской Федерации».

Личный вклад соискателя. Автор принимал непосредственное участие в эпи-зоотологических обследованиях очаговых территории Саратовской области в 20102014гг., проводил анализ эпизоотологической обстановки на территориях 16 субъектов ПФО и части УФО в 2010-2014 гг., составлял обзоры и прогнозы эпизоотической активности природных очагов особо опасных инфекционных болезней в 16 субъектах ПФО и части УФО на 2012-2014 гг., апробировал применения методов ДЗЗ для дифференциации урбанизированных территорий ПФО по степени потенциальной эпидемической опасности, выполнял статистический анализ эколого-эпидемиологических данных, апробировал методические приемы количественной оценки прогностического уровня заболеваемости ГЛПС на территории Саратовской области.

Публикации. Материалы диссертации представлены в 19 опубликованных работах, в том числе 3 статьи в периодических изданиях, рекомендованных ВАК.

Структура диссертации. Диссертация изложена на 127 страницах. Состоит из введения, 5 глав собственных исследований, заключения, выводов и списка литературы. Содержит 10 таблиц и 17 рисунков. Список использованных источников включает 164 работы, в том Числе 140 отечественных и 24 иностранных.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава 1. Литературный обзор: «Современные подходы к оценке состояния и функционирования природных очагов некоторых зоонозных инфекций на территории ПФО и УФО Представлена краткая характеристика природно-очаговых инфекционных болезней, циркулирующих на территории ПФО и УФО. Рассмотрены факторы, обуславливающие формирование сочетанных природных очагов ГЛПС, КВЭ и ИКБ. Показана перспективность разработки краткосрочных эпизоотологических прогнозов для совершенствования эпидемиологического надзора над особо опасными инфекционными болезнями.

Глава 2. Материалы и методы исследования

В основе работы использовались результаты эпизоотологического обследования территорий природных и природно-антропоургических очагов ГЛПС на территории Саратовской области в период с 1999 по 2014 годы, проведенных ФКУЗ Рос-НИПЧИ «Микроб» Роспотребнадзора и ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Саратовской области» Роспотребнадзора, а также материалы «Обзоров состояния

численности носителей и переносчиков природно-очаговых инфекционных болезней, их эпизоотической-и эпидемической активности в Приволжском федеральном округе и на смежных территориях Уральского федерального округа» в 2010-2014 гг. Объем полевых сборов автора за период с 2010 по 2014 годы включает 12318 отработанных ловушко-ночей, 2174 добытых экземпляров мелких млекопитающих и 6962 экземпляра иксодовых клещей. В работе также использовались архивные и оперативные метеорологические данные погодных условий Саратовской области и их расчетные характеристики, автоматизированная информационная система обработки режимной информации (АИСОРИ) для работы с архивами Государственного Фонда данных о состоянии природной среды, показатели солнечной активности с сервера National Geophysical Data Center.

Спутниковые снимки очаговых территорий получены с помощью геоинформационной кроссплатформенной системы Google Earth компании Google. Работа с тематическими картами проводилась при помощи геоинформационной системы SAS.rLiaHeTa версии 140505 - навигационной программы свободного доступа, разработанной группой SAS на условиях GNU General Public License. Так же в построении карт была задействована программа ArcGIS 10.0 с использованием базовых приложений входящих в состав Desktop ArcGIS - ArcMap, ArcCatalog и ArcToolbox компании ESRI CIS. Статистическая обработка данных и визуализация полученных результатов проводилась с использованием пакета стандартных приложений Microsoft Office, языка программирования R версии 2.10.1 - свободной программной среды вычислений с открытым исходным кодом в рамках проекта GNU.

Глава 3. Особенности пространственной и биоценотической структуры природных и природно-антропоургических очагов ГЛПС, КВЭ и ИКБ на территории ПФО и УФО. Методы дистанционного зондирования очаговых территорий

В результате выполненного анализа обосновано, что на территории ПФО и УФО в ландшафтно-географических зонах смешанных и широколиственных лесов, а так же в пределах южных границ таежной зоны, происходит формирование сочетан-ных природных и природно-антропоургических очагов ГЛПС, КВЭ и ИКБ. В территориально-административном отношении к ним относятся: Нижегородская, Челябинская области, Республики Татарстан, Башкортостан, Марий Эл, Удмуртия и южная часть Пермского края. Отмечена возможность возникновения сочетанных очагов

ГЛПС, КВЭ и ИКБ в границах лесостепной зоны на территории Ульяновской и Саратовской областей. При этом установлено, что наибольшей потенциальной эпидемической опасностью характеризуются участки, расположенные на стыках природных и селитебных ландшафтов, расположенных на урбанизированных территориях в окрестностях крупных населенных пунктов. Выполненная дифференциация урбанизированных очаговых территорий позволила выявить наличие здесь различных ландшафтных вариантов природно-антропоургических очагов ГЛПС, КВЭ и ИКБ, в том числе: «промышленный», «сельскохозяйственный», «садово-огородный», «лесопарковый», «утилизационный», «жилой, городской тип», «жилой, частный сектор». В качестве критериев оценки степени потенциальной эпидемической опасности территории выбраны три основных показателя: степень антропогенной трансформированно-сти, уровень контакта населения с очаговой территорией и наличие оптимальных условий для обитания носителей и переносчиков ГЛПС, КВЭ и ИКБ. На основании результатов кластерного анализа (рис. 1) выполнена оценка сходства биоценотической и пространственной структуры различных типов ландшафтных вариантов природно-антропоургических очагов, а так же их потенциальной эпидемической опасности.

Euclidean distances

промышленный -

жилой городской -

утилизационный -

жилой частый сектор -

сельскохозяйственный -

лесопарковый -

садово-огородный -

0,9 1,0 1,1 1,2 1.3 1,4 1,5

Linkage Distance

Рисунок 1 - Результаты кластерного анализа биоценотической и пространственной структуры различных типов ландшафтных вариантов природно-антропоургических очагов ГЛПС, КВЭ и ИКБ

При этом к территориям, характеризующимся высокой и очень высокой степенью потенциальной эпидемической опасности отнесены ландшафтные варианты при-родно-антропоургических очагов сельскохозяйственного, лесопаркового, садово-

огородного и жилого частного типов. Обосновано, что территории ландшафтных вариантов природно-антропоургических очагов утилизационного, промышленного и жилого городского типов характеризуются низкой степенью потенциальной эпидемической опасности. При выделении территорий с различной степенью потенциальной эпидемической опасности так же применяли методы дешифрирования космических снимков, то есть проводили классификацию эпидемиологически значимых объектов природного или антропогенного характера. В результате были получены тематические карты распределения различных ландшафтных вариантов сочетанных природно-антропоургических очагов ГЛПС, КВЭ и ИКБ в урбанизированных зонах крупных населенных пунктов. При этом установлено, что приуроченность природно-антропоургического очага к той или иной природной зоне оказывает заметное влияние на эпидемический потенциал территории. Чем меньше степень антропогенной трансформации природно-антропоургических очагов, тем влияние широтной зональности больше. В частности, для сочетанного природно-антропоургического очага ГЛПС, КВЭ и ИКБ в окрестностях г. Ижевска, расположенного в зоне хвойных лесов, где степень урбанизации территорий относительно невелика, отмечено преобладание ландшафтных вариантов сельскохозяйственного и садово-огородного типа, а так же тип — жилой, частный сектор (рис. 2).

а) Спутниковый снимок б) Результат дешифрирования

Щ жилой частный тип Щ сельскохозяйственный и садово-огородный тип §§§ жилой городской тип Щ] промышленный тип д] лесопарковый тип

Рисунок 2 — Дешифрирование спутникового снимка с целью определения ландшафтной структуры территории сочетанного природно-антропоургического очага ГЛПС, КВЭ и ИКБ на территории г. Ижевска (масштаб 1:30000)

В связи с тем, что зона хвойных лесов характеризуется оптимальными условиями для обитания носителей и переносчиков ГЛПС, КВЭ и ИКБ, показатели численности и инфицированное™ рыжей полевки и иксодовых клещей (по Республике Удмуртия в целом) достигают наибольших значений среди субъектов ПФО и части УФО. В 2010-2014 гг. на территории Республики Удмуртия ежегодно регистрировалась напряженная эпидемиологическая обстановка по ГЛПС, КВЭ и ИКБ. Полученные результаты свидетельствуют о перспективности применения методов дешифрирования спутниковых снимков для выявления участков, характеризующихся высокой степенью потенциальной эпидемической опасности в пределах сочетанных природных и природно-антропоургических очагов ГЛПС, КВЭ и ИКБ.

Глава 4. Сравнительный анализ природных и природно-антропоургических очагов ГЛПС на территории г. Саратова и г. Аткарска По результатам исследований был проведен сравнительный анализ пространственной и биоценотической структуры природных и природно-антропоургических очагов г. Саратова и г. Аткарска. По итогам статистической обработки эколого-эпидемиологических материалов за период 1999-2014 гг. была составлена матрица евклидовых расстояний для 8 анализируемых групп данных. На основе полученной матрицы сходства была проведена геометрическая визуализация набора данных или многомерное масштабирование - Multi Dimensional Scaling. Затем была составлена тепловая карта, представляющая собой графическое выражение данных в виде мозаичной таблицы, где степень родства между переменными отображена при помощи цвета. Результаты определения ландшафтной структуры природных и природно-антропоургических очагов ГЛПС в районе г. Саратова и г. Аткарска путем дешифрирования спутникового снимка (масштаб 1 : 360000) приведены на рисунке 3. Сравнительный анализ эпизоотических показателей природных и природно-антропоургических очагов ГЛПС г. Саратова и г. Аткарска показал, что, несмотря на различия в природно-климатических условиях и в ландшафтно-биоценотической структуре, динамика основных показателей численности и инфицированности носителей ГЛПС имеет много общего. Последнее обусловлено, во многом, концентрацией грызунов в ранневесенний период в стациях переживания, для которых характерна высокая численность и инфицированность зверьков.

а) г. Саратов б) г. Аткарск

Ц! жилой частный тип Щ сельскохозяйственный и садово-огородный тип жилой городской тип IV] промышленный тип о] лесопарковый тип

Рисунок 3 - Пространственная структура природного и природно-антропоургического очагов ГЛПС г. Саратова и г. Аткарска

Вследствие этого, обострения эпизоотической обстановки в I полугодии на территории природных и природно-антропоургических очагов носят, в основном, локальный характер, что и определяет относительно низкий сезонный уровень потенциальной эпидемической опасности очаговых территорий. В соответствие с этим, неспецифическая профилактика ГЛПС и сочетанных с ней инфекционных болезней в I полугодии должна быть полностью направлена на уничтожение грызунов и эктопаразитов в стациях их переживания. Последнее позволяет предупредить обострение эпизоотической обстановки в последующий весенне-летний период на участках высокого риска заражения. Во II полугодии, напротив, в динамике показателей численности и инфи-цированности основных носителей ГЛПС в природных и природно-антропоургических очагах г. Саратова и г. Аткарска выявлен ряд различий, связанных, в первую очередь, с особенностями их биотопической приуроченности - пла-корным и пойменным лесным массивам, соответственно. Поскольку более оптимальные условия для функционирования природных и природно-антропоургических очагов ГЛПС отмечаются в пойменных лесах, в окрестностях г. Аткарска ежегодно регистрируется более высокая эпизоотическая активность, по сравнению с плакорными массивами в очаговых территориях г. Саратова. В этой связи, для снижения уровня заболеваемости ГЛПС в осенний период, на урбанизированных территориях в окрестностях г. Аткарска необходимо проводить барьерную дератизацию и, одновремен-

но, поселковую дератизацию. Выявленные особенности динамики показателей эпизоотического потенциала природных и природно-антропоургических очагов ГЛПС г. Саратова и г. Аткарска необходимо учитывать при проведении эпизоотологического мониторинга или прогнозировании эпидемиологической обстановки.

Глава 5. Оценка и прогнозирование эпизоотической активности очагов ГЛПС на территории ПФО, части УФО и Саратовской области В соответствие с Приказом Роспотребнадзора от 14.01.2013 г. №6 «Об утверждении инструкции по оформлению обзора и прогноза численности мелких млекопитающих и членистоногих» выполнена разработка соответствующего прогноза эпизоотической активности природных очагов опасных инфекционных болезней в Приволжском федеральном округе (ПФО) и части Уральского федерального округа (УФО) на 2014 г. В соответствие с прогнозом на весенне-летний период 2014 г. ожидалось обострение эпизоотической обстановки в природных очагах ГЛПС на территории Республик Мордовия и Удмуртия, а так же в Ульяновской, Нижегородской и Саратовской областях. Эпизоотологический прогноз на 2014 г. полностью оправдался. Для разработки прогноза эпизоотической активности природных очагов ГЛПС на территории Саратовской области задействовали следующие показатели: средний процент попадания грызунов; общий процент инфицированных грызунов; индекс доминирования и процент попадания четырех основных видов-носителей ГЛПС - рыжей полевки, малой лесной мыши, полевой мыши и желтогорлой мыши. При оценке влияния факторов окружающей среды использовали среднесезонные показатели температуры, влажности, количества дней с осадками, высоты снежного покрова (только для весны), а так же среднегодовые показатели чисел Вольфа. Для определения взаимосвязей между рассматриваемыми значениями, была составлена матрица корреляции, определяющая наличие и степень статистической зависимости между случайными переменными. Мера корреляции между показателями измерялась с помощью коэффициента корреляции Пирсона - г, изменяющегося в пределах от -1.00 до +1.00. В анализе учитывались найденные корреляции только между переменными, имеющими прогностическое значение. Достоверные корреляции были выявлены между следующими показателями: инфицированность грызунов весной - численность рыжей полевки весной: г =0,63; инфицированность грызунов весной — инфицированность грызунов осенью предыдущего года: г = 0,61; инфицированность грызунов весной - зна-

чения чисел Вольфа: г = 0,73; численность грызунов весной - значения чисел Вольфа: г = 0,83; численность рыжей полевки весной - температура весной: г = 0,59; инфици-рованность грызунов осенью текущего года - численность рыжей полевки весной текущего года: г = 0,68; инфицированность грызунов осенью текущего года - численность рыжей полевки осенью текущего года: г = 0,60. Коэффициент корреляции г в диапазоне 0,5 - 0,7 оценивается по шкале Чеддока как заметная степень связи между факторами, 0,7-0,9 - как высокая степень связи. Для построения прогностической модели заболеваемости ГЛПС использовался метод множественного регрессионного анализа. Уравнение регрессии определяет степень зависимости критериальной переменной Y (зависимая переменная) от независимых переменных - предикторов (X), а так же вклад отдельных предикторов в вариацию критериальной переменной. В качестве критериальной (зависимой) переменной выступала заболеваемость населения в весенний период (Y). В качестве предикторов выступали наиболее значимые для составления прогностической модели эпизоотологические показатели состояния очагов ГЛПС и ряд внешних факторов, определяющих сезонную динамику численности носителей хантавирусной инфекции: X! - численность грызунов весной; X т- инфицированность грызунов весной; Х3 - численность рыжей полевки весной; Х4 - численность грызунов осенью предыдущего года; Х5 - инфицированность грызунов осенью предыдущего года; Х6 - численность рыжей полевки осенью предыдущего года; Х7 -средняя температура в зимний период; Х8 - количество дней с осадками в зимний период; Х9 - средняя влажность в зимний период; Хю - высота снежного покрова; Хц -значение числа Вольфа; Х>2 - заболеваемость на 100 тыс. населения. Стандартное уравнение регрессии выглядит следующим образом:

Y =f(X,b) + б, Е(е) = 0,

где b - параметры модели, е - случайная ошибка модели, если функция регрессии f (Х,6) имеет вид: f(X,b) = b0 + ¿,Х| + b2X2 + ... + ¿kXb

где bj — коэффициенты регрессии, Xj - предикторы (факторы модели), к - количество предикторов.

Установлена достоверная зависимость показателя заболеваемости населения от следующих факторов: инфицированность грызунов весной, численность грызунов весной, численность рыжей полевки весной, инфицированность грызунов осенью предыдущего года, численность грызунов осенью предыдущего года, численность

рыжей полевки осенью предыдущего года, значения чисел Вольфа. Разработанная регрессионная модель представлена графически~(рис. 4).

12

ю

8

6

4

2

□

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

-^-наблюдаемые значения ¥ о : предсказанные значения У

верхний доверительный интервал й нижний доверительный интервал

Рисунок 4- Визуализация регрессионной модели с прогностической оценкой заболеваемости ГЛПС в период с 1999 по 2013 гг.

Для получения прогноза заболеваемости на 2014 год, подставили в регрессионную модель значения, соответствующие показателям за весенний сезон 2014 года: Х| (численность грызунов весной) = 23,2; X 2 (инфицированность грызунов весной) = 8,2; Х3 (численность рыжей полевки весной) = 12,6; X» (численность грызунов осенью предыдущего года) = 21,4; Х5 (инфицированность грызунов осенью предыдущего года) = 3,9; Х6 (численность рыжей полевки осенью предыдущего года) = 4,9; Х9 (средняя влажность в зимний период) = 79,6; Хм (значение числа Вольфа) = 57. В результате, уравнение прогноза выглядит следующим образом: У = (-13,7653) + (-0,1913)*23,2 + (0,5196)*8,2 + (1,2219)*12,6 + (-0,1047)*21,4 + (-0,8804)*3,9 + (0,3563)*4,9 + (0,1930)*79,6 + (0,0301)*57. 14,5998 с доверительным интервалом от 11,7033 до 17,4962. Соответственно, прогностический уровень заболеваемости ГЛПС по Саратовской области на 2014 г. составил порядка 14,6 на 100 тыс. населения.

Выводы.

1. На территории ПФО и УФО формирование и функционирование соче-танных очагов ГЛПС, КВЭ и ИКБ обусловлено комплексом антропогенных, климатических, биоценотических и ландшафтно-географических факторов. При этом наиболее благоприятные эколого-эпизоотологические условия для их существования отмечены в ландшафтно-географических зонах смешанных и широколиственных лесов, а так же в пределах южной тайги. В формировании их общей паразитарной системы определяющую роль играют рыжая полевка (М. glareolus) и иксодовые клещи видов I. ricinus и I. persulcatus\

2. На урбанизированных территориях ПФО и УФО формируются природные и природно-антропоургические очаги ГЛПС, КВЭ и ИКБ, что определяет высокую потенциальную эпидемическую опасность участков, расположенных на стыках природных и селитебных ландшафтов. При этом наибольшей степенью потенциальной эпидемической опасности характеризуются ландшафтные варианты природно-антропоургических очагов: «жилой, частный сектор», «сельскохозяйственный», «лесопарковый» и «садово-огородный»;

3. Применение методов дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) позволяет выполнять ранжирование пространственной структуры сочетанных природно-антропоургических очагов ГЛПС, КВЭ и ИКБ в урбанизированных ландшафтах ПФО и УФО, а так же выделять участки с высокой степенью потенциальной эпидемической опасности;

4. На основании сравнительного анализа показателей биоценотической структуры, сезонной и многолетней динамики численности и инфицированности основных носителей ГЛПС в природных и природно-антропоургических очагах инфекции в окрестностях г. Саратова и г. Аткарска, показана перспективность проведения в ранневесенний период полевой дератизации, направленной на уничтожение грызунов в стациях переживания на участках высокого риска заражения. В осенний период в окрестностях населенных пунктов, граничащих с пойменными лесными массивами, рекомендовано проводить барьерную дератизацию и, одновременно, поселковую дератизацию;

5. В результате анализа многолетних эколого-эпидемиологических данных, характеризующих эпизоотологическую и эпидемиологическую обстановку на терри-

тории ПФО и УФО в 2010-2014 гг., обоснован неблагоприятный эпидемиологический прогноз по ГЛПС на территориях Республики Мордовия, Республики Удмуртия, Саратовской, Ульяновской и Нижегородской областях на весенний и осенний периоды 2014 г. При этом неблагоприятный эпидемиологический прогноз по ГЛПС на территории ПФО, в том числе Саратовской области, в 2014 г. полностью оправдался;

6. Прогностическая модель функционирования природных и природно-антропоургических очагов ГЛПС на территории Саратовской области показала высокую вероятность обострения эпидемиологической обстановки в 2014 г. Прогнозируемое значение уровня заболеваемости ГЛПС по Саратовской области на 2014 г. составило порядка 14,6 на 100 тыс. населения.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Тарасов М.А., Поршаков A.M., Рябова A.B., Толоконникова С.И., Григорьева Г.В., Попов Н.В., Слудский A.A., Удовиков А.И., Яковлев С.А. Эффективные методы дератизации в очагах геморрагической лихорадки с почечным синдромом и других природно-очаговых инфекционных болезней (аналитический обзор). Дезинфекционное дело. 2012. №4. С. 52-57. (из «Перечня...» ВАК)

2. Тарасов М.А., Поршаков A.M., Толоконникова С.И., Рябова A.B., Григорьева Г.В., Удовиков А.И. Механизм функционирования точки долговременного отравления носителей опасных зоонозных инфекций. Дезинфекционное дело. 2012. №4. С. 45-52. (из «Перечня...» ВАК)

3. Рябова A.B., Чекашов В.Н., Матросов А.Н., Яковлев С.А., Шилов М.М., Попов Н.В. Очаги геморрагической лихорадки с почечным синдромом города Аткарска Саратовской области. Здоровье населения и среда обитания. Москва, 2014. № 2(251). С. 27-29. (из «Перечня...» ВАК)

4. Поршаков А.М., Кузнецов A.A., Рябова A.B. Совершенствование методов эколого-эпизоотологического мониторинга за носителями и переносчиками природно-очаговых болезней в Саратовской области. Современные технологии обеспечения биологической безопасности: Материалы III научно-практической школы -конференции молодых ученых и специалистов научно-исследовательских организа-

ций Роспотребнадзора (31 мая - 2 июня 2011 г., Оболенск, Московская обл.), 2011. С. 64-65.

5. Попов Н.В., Тарасов М.А., Рябов С.В., Мочалкин П.А., Рябова A.B. Повышение эффективности эпизоотологических прогнозов как основа снижения заболеваемости природно-очаговыми инфекционными болезнями на территории Российской Федерации. Материалы X съезда Всероссийского научно-практического общества эпидемиологов, микробиологов и паразитологов «Итоги и перспективы обеспечения эпидемиологического благополучия населения Российской Федерации» (12-13 апреля 2012 г., Москва). Инфекция и иммунитет, 2012. Т. 2., № 1-2. С. 49.

6. Матросов А.Н., Рябова A.B., Попов Н.В. Повышение эффективности зоологических исследований в обеспечении эпидемиологического благополучия населения на территории РФ. Материалы научно-практической конференции «Научное обеспечение противоэпидемической защиты населения» Роспотребнадзора (11 апреля 2012 г., Нижний Новгород). Нижний Новгород, 2012. С. 31-34.

7. Рябова A.B., Яковлев С.А., Захаров К.С. Прогнозирование эпизоотической активности природных и природно-антропоургических очагов ГЛПС на территории Саратовской области. Материалы Всероссийской научно-практической конференции «Фундаментальные и прикладные аспекты анализа риска здоровью населения» молодых ученых и специалистов Роспотребнадзора 16-18 мая 2012. Пермь, 2012. Т. 2. С. 160-162.

8. Рябова A.B., Яковлев С.А., Матросов А.Н., Удовиков А.И. Эпизоотоло-гическая обстановка по некоторым зоонозным инфекциям на территории Приволжского Федерального округа и Западной части Уральского Федеральных округов в 2010 — 2012 гт. Материалы XI межгосударственной научно-практической конференции «Современные технологии в совершенствовании мер предупреждения и ответных действий на ЧС в области общественного здравоохранения санитарно-эпидемиологического характера». Саратов, 2012. С. 193-195.

9. Удовиков А.И., Тарасов М.А., Григорьева Г.В., Рябова A.B., Попов Н.В. Перспективные исследования экологии вируса ГЛПС. Материалы XI межгосударственной научно-практической конференции «Современные технологии в совершенствовании мер предупреждения и ответных действий на ЧС в области общественного

здравоохранения санитарно-эпидемиологического характера». Саратов, 2012. С. 225226.

10. Рябова A.B., Тарасов М.А., Яковлев С.А. Прогнозирование эпизоотического потенциала сочетанных природных очагов геморрагической лихорадки с почечным синдромом, клещевого вирусного энцефалита и клещевого боррелиоза на территории Приволжского федерального округа. Материалы Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные проблемы болезней общих для человека и животных» с международным участием, посвященной 60-летию Ставропольского НИПЧИ Роспотребнадзора, 23-24 мая 2012 г. Ставрополь, 2012. С. 156-157.

11. Попов Н.В., Матросов А.Н., Яковлев С.А., Рябова A.B., Кузнецов A.A., Князева Т.В. Обзор состояния численности носителей и переносчиков природно-очаговых инфекционных болезней, их эпизоотической и эпидемиологической активности в Приволжском федеральном округе и на смежных территориях Уральского федерального округа в 2011 г. и прогноз на 2012 г. URL: http://www.microbe.ru/files/Obzorl l_prognoz 12.pdf.

12. Удовиков А.И., Матросов А.Н., Князева Т.В., Яковлев С.А., Рябова A.B., Попов Н.В. Состояние популяций носителей и переносчиков, эпизоотическая и эпидемическая активность природных очагов опасных инфекционных болезней в Приволжском федеральном округе и части Уральского федерального округа в первой половине 2012 г. и прогноз на вторую половину 2012 г. URL: http://www.microbe.ru/files/popul_PFO_UFO.pdf.

13. Удовиков А.И., Матросов А.Н., Тарасов М.А., Князева Т.В., Яковлев С.А., Толоконникова С.И., Рябова A.B., Дмитриева JI.H., Шиянова А.Е., Попов Н.В. Состояние популяций носителей и переносчиков, эпизоотическая и эпидемическая активность природных очагов опасных инфекционных болезней в Приволжском федеральном округе (ПФО) и части Уральского федерального округа (УФО) в 2012 г. и прогноз на первую половину 2013 г. (аналитический обзор). URL: http://www.microbe.ru/files/Rev2012_progn2013.pdf.

14. Удовиков А.И., Толоконникова С.И., Рябова A.B., Попов Н.В. Состояние популяций носителей и переносчиков, эпизоотическая и эпидемическая активность природных очагов опасных инфекционных болезней в Приволжском федеральном округе (ПФО) и части Уральского федерального округа (УФО) в первом полугодии

2013 г. и прогноз на осенне-зимний период 2013 г. (аналитический обзор). URL: http://www.microbe.ru/files/Revl_2013_progn2_2013.pdf.

15. Тарасов М.А., Гаранина С.Б., Удовиков А.И., Толоконникова С.И., Григорьева Г.В., Поршаков A.M., Рябова A.B., Захаров К.С. Современные методы количественной оценки сочетанности природных очагов различных зоонозов. Материалы III Международной Конференции «Зоологические исследования регионов России и сопредельных территорий» (13-14 января 2014 г.). Нижний Новгород, 2014. С.183-186.

16. Удовиков А.И., Тарасов М.А., Слудский A.A., Толоконникова С.И., Рябова A.B., Шилов М.М. К вопросу о дифференциации сочетанных природных очагов опасных инфекционных болезней в пределах Приволжского федерального округа. Материалы III Международной Конференции «Зоологические исследования регионов России и сопредельных территорий» (13-14 января 2014 г.). Нижний Новгород, 2014. С. 189-191.

17. Удовиков А.И., Рябова A.B., Толоконникова С.И., Попов Н.В. Состояние популяций носителей и переносчиков, эпизоотическая и эпидемическая активность природных очагов опасных инфекционных болезней в Приволжском федеральном округе (ПФО) и части Уральского федерального округа (УФО) во 2-м полугодии 2013 г. и прогноз на 1-ю половину 2014 г. URL: http://wwvv.microbe.local/files/Rev-22013-progl-2014.pdf.

18. Удовиков А.И., Рябова A.B., Тарасов М.А., Толоконникова С.И. Современная ситуация по клещевому вирусному энцефалиту и иксодовым клещевым бор-релиозам в Саратовской области и прилегающих регионах Приволжского федерального округа. С.39-42. Материалы Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 95-летию ФБУН ННИИЭМ им. академика И.Н. Блохиной (28 мая 2014 г., г. Нижний Новгород) «Инновационные технологии в противоэпидемической защите населения». Нижний Новгород, 2014. С. 39-42.

19. Удовиков А.И., Толоконникова С.И., Рябова A.B., Попов Н.В. Обзор и прогноз эпидемиологической и эпизоотологической ситуации в ПФО на второе полугодие 2014 года. URL: http://www.microbe.local/news/obzor-i-2-2014.pdf.