CC BY
20
УДК 616.9-022-036-22
Куртяк Б.М., д.вет.н. © Маслянко Р.П., д.б.н., професор Лье1еський нацюнальний утеерситет еетеринарног медицины та бютехнологт
1м. С.З. Гжицького
ЕП1ЗОТИЧНИЙ ПРОЦЕС ПРИ Р1ЗНОВИДНОСТ1 ЗБУДНИК1В
1НФЕКЦ1Й
З етзоотичних позицт розглядаються законом1рност1 ¡снуеання е бюсфер1 збудните тфекцтних захеорюеань теарин I людини та егдноелення гх антигенног структури на ргзних ргенях. Мжробюлоггчний монторинг, допоенений молекулярно-б1олог1чними методами етзоотолог1чного нагляду, дозеоляе егдслгдкоеуеати тенденцИ про перебудоеу популящй збудните тфекцт за антигенною структурою та диференцтеати етзоотичний процес, який актиеуеться за рахунок енутршшх резере1е збудните тфекцт, е1д зумоеленого заносом ззоенг. Це дозеоляе сеоечасно прогнозуеати ускладнення етзоотичног ситуацИ та тдеищити ефектиетсть профыактики актуальних тфекцт. Обгоеорюються також проблеми едосконалення засоб1е ¡мунопрофыактики, способ1е еакцинацИ теарин, а також рац1онал1зацИ Iснуючих класифжацт збудните тфекцт та хеороб, ят еони еикликають.
Ключовi слова: етзоотичний процес, зоонози, мжрооргатзми, антиген, ¡мунопрофшактика.
Результати дослщжень останшх роюв свщчать про численш факти виявлення невичерпно! антигенно! рiзновидностi нав^ь тих патогенних для тварин i людини мiкроорганiзмiв, яю рашше не могли бути диференцшоваш за антигенною структурою та вважалися гомогенними. Здатшсть продукувати токсини серед коринебактерш, стрептокоюв, холерних вщриошв i шших мiкроорганiзмiв також виявилася неоднорщною та мобшьною [1,16,18].
Кшьюсш та якюш параметри гетерогенност ознак, яю мають виршальне значення в збереженнi та вщтворенш не лише популяцiй та видiв, але й навiть родiв i сiмейств мiкроорганiзмiв, потенцiйно патогенних для тварин i людини, пiддаються упорядкованш динамiцi. Ця спрямована мiнливiсть взаемозв'язана з вiдповiдною динамiкою iмунорезистентностi господаря (при зоонозах i сапронозах - за участю промiжних господарiв) тд регулюючим впливом факторiв зовнiшнього середовища. Змiни у навколишньому середовищi впливають на динамiку гетерогенностi ознак збудниюв через перебудову структури iмунорезистентностi господарiв i вiдповiдну активнiсть механiзмiв передачi шфекцп в резервуарах цих мiкроорганiзмiв [2,6,17].
В мiру розвитку шсектологп та молекулярно! бюлогп неухильно зростае число "нових" хвороб i !х збудникiв. Зростае також число "нових" серотипiв,
© Куртяк Б.М., Маслянко Р.П., 2011
серо-груп i пщтитв, а також геноварiантiв уже вщомих видiв мiкроорганiзмiв. Стае бiльш переконливим те, що генетичне маркування збудниюв - паразитiв точнiше вiдображуе уявлення про види мiкроорганiзмiв i характеристику, що складае !х популяцiю [4,15,16]. Воно довзоляе бшьш ефективно, шж при традицiйному мiкробiологiчному монiторингу, вщслщковувати динамiку антигенно! перебудови популяци збудниюв, яю циркулюють серед тварин i людей, прогнозувати И тенденцп та визначати факти заносу нових штамiв ззовнi. Таке стеження найбiльш ефективно здшснюеться шляхом вивчення процесiв горизонтального перемщення генiв вiд одних мiкроорганiзмiв до iнших у тварин, як одночасно iнфiкувалися збудниками двох або бшьше варiантiв [2,15,19]. Очевидно, що згаданий взаемний обмiн генами у збудниюв в ходi епiзоотичного (а при зоонозах i сапронозах - епiдемiчного та епiфiтотичного) процесу е основою "антигенного дрейфа" мiкроорганiзмiв в межах генофонда виду, внаслщок якого вщбуваеться перманентне вiдновлення серогрупового та серотипового складу його популяцш. Таке постшне намагання збудникiв iнфекцiй до вщновлення антигенно! структури i е одним iз основних механiзмiв реалiзацil стратеги виживання мiкроорганiзмiв у мшливих умовах середовища та в популящях господарiв [6,12,23].
За останнi роки стало домiнуючим уявлення про ведучу роль у захворюваннях тварин i людини антропозооноз ними iнфекцiями "етзоотичних" штамiв з вторинним iмунодефiцитним станом. Передумовами до взаемоди джерел шфекцш i сприйнятливих господарiв створюються при регулюючш ролi умов функцiонування паразитарних систем, переважно через актившсть механiзмiв передачi збудникiв [2,13,18,24]. 1снуе обгрунтована думка, що занесення вiрулентних для колективiв (груп тварин чи населення) збудниюв iз iнших бiологiчних резервуварiв можливе, однак вiн мае епщемюлопчне значення в тому випадку, коли виникае ктотна новизна цих мiкроорганiзмiв для людей, коли iмунний захист !х недостатнiй. Якщо тако! новизни немае, то перспективи вкорiнення в колективi занесеного збудника, тим бшьше близького за антигенною структурою до домiнуючого серед людей штаму, немае. Виключенням може бути при незвичайно високш активност механiзму передачi або суттевим зниженням iмунного статусу всього колективу, що звичайно викликаеться екстремальними, а не закономiрними подiями [2,3,17].
Незважаючи на устхи в боротьбi з актуальними iнфекцiями стае очевидним, що викорiнити !х збудникiв як види фактично неможливо. Навпаки, на пiдставi виявлення лабораторними дослiдженнями спектр !х антигенно! гетерогенностi поступово розширюеться. Iнодi це, очевидно, вiдносно новi для основно! маси населення мжрооргашзми, наприклад занесенi з iнших резервуарiв (вiд тварин чи навiть рослин). Нечаст випадки таких захворювань рашше вiдносили до подiбних за синдромом вщомим антропонозам чи зоонозам, тому що етюлопчно! дiагностики тодi не шнувало або вона була недосконалою. I лише епiзоди масових, безпрецедентних захворювань людей i важкi наслщки стимулювали розробку нових або бшьш чутливих методiв
дослщжень. Внаслщок цього iз комплексу синдромально подiбних захворювань видiлялися лише цi "новi" нозоформи [18,19].
Вщома здатнiсть збудникiв зоонозiв i спронозiв не лише виживати, але й розмножуватися у виглядi форм, якi не культивуються загально прийнятими методами дослiджень. Резервацiя в природньому середовищi за участю тварин i рослин забезпечуе iснування цих мiкроорганiзмiв протягом мiльйонiв рокiв еволюци життя на нашiй планетi [12,17]. Вищi тварини та люди е випадковими жертвами закономiрно! адаптацi! цих збудниюв в цьому процесi. Паразитизм збудниюв антропонозiв також зв'язаний з мшливштю !х патогенних ознак.
В ходi мiкробiологiчного монiторингу циркуляцiя збудниюв актуальних антропонозiв не тiльки виявляеться вщносно впорядкована динамiка перебудови внутршньовидово! антигенно! структури мiкроорганiзмiв, але й нерщко виявляються "новi" або штотно оновленi серотипи. Молекулярно-бiологiчнi дослщження дозволяють встановити !х генетичний зв'язок з добре вивченими спорщненими мжрооргашзмами, що циркулюють в популяцi! варiантiв, а про процеси внутрiшньо видово! гiбридизацi! - генетичних рекомбiнацiях [2,15,23].
Рекомбшащя, подiбна по сутi з "антигенним дрейфом", передуе клональному розмноженню та генераци вже поновлених в антигенному вщношенш мiкроорганiзмiв даного виду чи популяци. Власне до них частина популяци господаря, особливо з iмунодефiцит ним станом, буде чутливою. Наявнiсть iмунологiчного дисбалансу чи дефщиту iмунного захисту веде до неадекватно! реакци макроорганiзму на "свое" (знайоме) i " чуже" (незнайоме) i в результатi до iмунопатологiчних процеав [5,10,11,25].
При цьому слiд пщкреслити, що "антигенний дрейф" у вiрусiв на вiдмiну вiд бактерiй представляе собою лише перманентш точковi мутацп в геномi при селекцi! вiбрiонiв з незначно оновленою антигенною структурою пщ тиском зростаючого iмунного захисту господаря. Вш безпосередньо не зв'язаний з горизонтальним перенесенням генiв при шфжуванш макроорганiзму, як це бувае при генетичнш рекомбiнацi!, що реалiзуеться у особин одного виду господаря. Оновлений збудник при розмноженш тд тиском формуючого iмунiтету поступово втрачае вiрулентнi (токсигеннi) властивостi, що вщображуеться на зростаючiй гетерогенностi патогенних ознак його популяци та зниження захворюваноси. При чергових змiнах умов юнування популяцi! господаря та при обов'язковш участi механiзму передачi знову зявляються сприйнятливi господарi. Це знову стимулюе процес обмiну генами в неоднорщнш за антигенним спектром популяцi! збудника, тому знову вщбуваеться замiна рашше лiдируючого геноварiанта на чергового конкурента з вже оновленою антигенною структурою.
Важливо пiдкреслити, що представлена динамжа антигенних властивостей збудникiв реалiзуеться на вах рiвнях !х диференцiацi!. Клональна мiнливiсть популяцi! мiкроорганiзмiв може привести лише до захворювань окремих тварин чи людини з вщносним дефщитом iмунного захисту. Замiна домiнуючого геноварiанта (серотипа) зумовлюе бiльше охоплення
захворювашстю колективу при синхроннш активiзацil механiзмiв передача Суттеве оновлення антигенно! структури за рахунок рекомбшаци супроводжуеться змiнами епiдемiчноl (етзоотично!) серогрупи та веде до пщвищення захворюваностi колективiв на значних територiях. Процеси реасортаци (пересортування генiв) викликають також суттевi оновлення антигенно1 структури збудника, в результат виявляеться мшрооргашзм ранiше "невщомоР серогрупи чи тдвиду. Теоретично, стосовно антропонозних iнфекцiй, це чревато виникненням епщемш з масовим охопленням населення та пандеми. В еволюцшно-юторичному аспектi можна переконатися, що так i було. Якщо мова йде про зоонозних збудниках, то у тварин виникають ешзоотп або навт розгортуеться панзоотiя [6,16,17].
Процеси реасортаци в певних умовах здшснюеться не тiльки серед вiрусiв рiзних видiв тварин, але й мiж окремими спорiдненими вiрусами тварин i людини (пташиний, свинячий грип). Проте, найчастше органiзм людини залишаеться бюлопчним тупiком для таких збудникiв, або iмунiтет проти антигенiв, який передавався новому реасортанту вiд людського вiруса, в значнiй мiрi його захищае. До класичного зоонозного вiрусу люди малочутливi [12,18,19]. Але якщо зооантропонозний вiрус вже коли-небудь набув здатност циркулювати серед людей i викликав в минулому епщеми, то його розповсюдження серед населення можливе, особливо на тлi епiзоотiй (8ЛЯ8-коронавiрус). Таким чином, клональне розмноження та рекомбшаци з незначним оновленням структури збудника властивi вiдносно автономному епiдемiчному процесу, а рекомбшаци, що приводять до штатного оновлення i реасортаци занесення до популяцш людей невластивих !м "нових" збудникiв i !х поступовому укорiненню серед населення.
Останшм часом висловлюються рiзнi судження про пришвидшення еволюци збудникiв зоонозного грипу, здатнiсть викликати епщеми та навт пандемiю в найближчий час. Однак, з року в рж щ прогнози не збуваються i, очевидно, так i не збудуться [3,17,20]. Оскшьки реасортацiя у мiкроорганiзмiв, як займають одночасно рiзнi еконiшi (наприклад, в органiзмi тварин рiзних видiв i людини), ще не свщчать про !х пандемiчний потенцiал. Мабуть потрiбна адаптацiя "нових" збудникiв до шшого господаря, а це досить тривалий еволюцiйний процес навiть при вах сприятливих умовах. Для формування достатньо1 кiлькостi сприйнятливих органiзмiв потрiбнi роки соцiальних i природних катаклiзмiв, якi приводять до iмунодефiцитним станам багатьох людей i тварин, а також в значних територiальних масштабах i при постiйно високiй активноси механiзмiв передачi. Слiд також враховувати велику конкуренцiю з занесеними ззовш мiкроорганiзмами вже адаптованих до людини потенцшно патогенних збудникiв i представниюв нормально1 мiкрофлори, якi завжди будуть мати переваги перед першими. Прямих доказiв виникнення "нових" видiв збудниюв паразитiв, як i нових хвороб людини, поки що немае [2,10,11]. Мова може йти лише про рiвень адаптаци юнуючих мiкроорганiзмiв до мшливих умов iснування.
Останшм часом появилися повщомлення про виявлення мiжвидово! рекомбшаци серед бактерш. Так, наприклад, у меншгокоюв выявлено перехресно реагуючi антигени проти кишково! палички. Показано про можлившть обмiну мiж собою генами iерсинш рiзних видiв, ешерiхiй, ентерокоюв, стрептококiв, вiбрiонiв холери та шших збудникiв iнфекцiй. Подiбнi випадки рекомбшацш вiдмiченi також серед вiрусiв: ентеро-, корона-, рота вiрусiв, збудникiв ящура, грипу, гепатиту, ВIЛ-iнфекцiй i шших вiрусiв. Це може свiдчити про ушверсальшсть механiзмiв та етапiв становлення не лише видiв, серотипiв, родiв i сiмейств мiкроорганiзмiв. Виявленi факти дають повнiше уявлення про загальш еволюцiйнi коренi походження рiзних мiкроорганiзмiв в тому числi патогенних для тварин i людини. За даними окремих авторiв сьогоднi чiтких меж виду i його пбридизацп в мжросвт не iснуe [2,25,26]. В дшсносп цi рiзницi зафiксованi в наших недосконалих класифiкацiях i можуть бути застосованi лише на даному етат розвитку суспiльства та наших знань. В той же час уявлення про мехашзми мiжвидового обмiну генами та наявнiсть перехресно реагуючих антигенiв у представникiв рiзних видiв мiкроорганiзмiв уже давно успiшно застосовують при конструюваннi реасортних, рекомбiнантних i векторних вакцин нового поколiння [12,23,24].
На завершення слiд вiдзначити, що при вивченнi механiзмiв персистенци збудниюв iнфекцiй незаперечно розкриваеться ще одна проблема - вторинних iмунодефiцитiв у тварин i людини. На rai загального зниження захворюваностi велико! маси колективу найбшьш актуальними iнфекцiями виявляються невдачi iмунiзацi! у iмунокомпрометованих господарiв, особливо раннього вiку, у них нерщко спостерiгаються вираженi побiчнi ускладнення, нерiдко з'являються iмунопатологiчнi процеси. При цьому достатнього рiвня iмунiтет або не формуеться, або неповноцiнний, а деколи навт знижуеться ступiнь захисту, що був до вакцинаци. Таю iмунокомпрометованi особини е головним резервуаром i потенцiйними жертвами оновлених епiдемiчних (епiзоотичних) збудниюв [6,17,20].
Таким чином, досягнута ефективнiсть масових iмунiзацiй колективiв проти найбiльш актуальних антропонозних шфекцш при постiйному мiкробiологiчному монiторингу, iмунологiчному скринiнгу груп ризику та стеження за актившстю механiзмiв передачi збудниюв шфекцш сприяе поступовому переходу вщ тотальних заходiв до диференцiйованих за ризиком зараження та захворювання. Традицшш прийоми лабораторного обстеження, забезпечення саштарно-епщемюлопчного (епiзоотичного) нагляду за iнфекцiйними хворобами необхщно доповнити молекулярно - бюлопчними методами дослiджень та ширше запроваджувати !х у лiкарську практику, особливо установам, вщповщальних з епiдемiологiчне благополуччя в кра!нi.
Л1тература
1.Басканьян И. А. Переспективы создания поливалентной менангококковой вакцины / И. А. Басконьян, Н.Н. Алексахина // ЖМЭИ. 2006 -№7. - С. 54 - 58.
2.Беляков В.Д. Общие принципы и методические основы эпидемиологий инфекционныъ заблеваний / В.Д. Беляков, А.В. Чакяин, И.Рю Голубев // М. -1986.
3.Брико Н.И. Стратегия и тактика эпидемиологического надзора за стрептококковой инфекцией / Н.И. Брико // ЖМЭИ. - 2009. - №2. - С. 103 -107.
4. Бухарин О. В. Инфекция - модельная система ассоциированного симбиоза / О.В. Бухарин // ЖМЭИ. - 2009. - № 1. - С. 83 - 86.
5.Бухарин О.В. Активные формы кислорода как фактор, регулирующий иповерхностные свойтва бактерий / О.В. Бухарин, А.В. Стибнев, С.В. Черкасов // ЖМЭИ. - 2008, №4. - С. 3 - 6.
6.Бухарин О.В. Проблемы персистенции патогенов в инфектологии / О.В.Бухарин // ЖМЭИ. - 2006, № 4. - С. 4 - 8.
7. Заганчарова А. А. Молекулярные подходы к созданию медикаментозных средств для борьбы с хроническими инфекциями / Н.А. Заганчарова, А. Л. Гинзбург // ЖМЭИ. - 2007, № 4, С. 103 - 109.
8.Каришева А.Ф. Спещальна ешзоотолопя / Бург // ЖМЭИ. - 2007, №4, С. 103 - 109.
9.Лукашев А.Н. Роль рекомбинации в эволюции энтеровирусов / А.Н. Лукашев // Вопр. Вирусол. - 2005. - №3, С. 46 - 52.
10. Маслянко Р.П. Ешзоотолопчш основи iмунiтету неонатальних тварин / Р.П. Маслянко, Ю.Р. Кравщв // Методичш вказiвки для слухачiв тслядипломно1 осв^и. - Львiв. - 2007. - 28с.
11. Маслянко Р. Етдемюлопчш проблеми нових антропогенозних шфекцш / Р. Маслянко, Р. Флюнт, М. Романовський // Сшьський господар. -2010. - № 7-8. - С. 22 - 25.
12. Очарков П.И. Достижения отечественной эпидемиологии в XX веке. Взгляд в будущее / П.И. Очарков, Белов А.Б. // СПб., 2001. - С. 41 - 42.
13. Резник В.И. Эпидемиологическиая и этиологическая характеристика энтеровирусныъ инфекций в Хабаровском крае / В.И. Резник, Н.В. Кожевникова, Т.Н. Караваявская и др. // ЖМЭИ. - 2007. - №5, С. 32 - 37.
14. Ряпис Л. А. Комплексное тижирование стрептококков группы А, выделенных в разных социально - ворзрастных группах населения / Н.И. Брико, Н.Ф. Дмитриева и др. // ЖМЭИ. - 2007, №1, С. 30 - 34.
15. Ряпис Л. А. Концепция бактериального вида и эволюции генома прокориот / Л.А. Ряпис // ЖМЭИ. - 2006. - №6, С. 97 - 101.
16. Сейбиль В.Б. Вирус полиомиелита ликвидировать невозможно. Почему? / В.Б. Сейбиль // Вопросы вирусологии. - 2006, №5, С. 48 - 49.
17. Сергиев В.П. Болезни человека как отражение межвидов борьбы / В.П. Сергиев // ЖМЭИ. - 2007. - №3. - С. 97 - 102.
18. Чернавский В.Ф. Современное состояние эпизоотолого -эпидемиологической ситуации в Ленском улиусе / В.Ф. Чернавский, Г.Г. Онищенко, А С. Марамович и др. // ЖМЭИ. - 2003. - №2, С. 88 - 96.
19. Шляхтенко П.И. Достижения отечественной эпидемиологии в XX веке. Взгляд в будуще / П.И. Очарков, Белов А.Б. // СПб., 2001. - С. 41 - 42.
20. Andre F.E. Vaccination greatly reduced disease, disability, death and inequity worilwide ~ F.E. Anrdre, R. Booy, H.L. Bock // Bull. WHO. - 2008. - V. 86 (2), P. 140 - 146.
21. Babiker H.A. Bovine and water buffalo M+2 genes: polymorphism and antiviral activity / H.A. Babiker, Y. Nakatsu, K. Yamada // Imunogenetics. - 2007. -V. 59. - P. 59 - 69.
22. Greenspan N.S. Conceptualizing immune responiveness / N.S. Greenspan // Nat. Immunol. - 2007, V. 8. - P. 5 - 8.
23. Finlay B.B. Can innate immunity be enhanced to treat microbial infections ? / B.B. Finlay, R.W. Haucock // Nat. Rev. Microbiol. - 2004. - V. 2. - P. 2497 - 2504.
24. Leclerberg J. Infections diseases a an evolutionary paradigma / J/ Lederberg // Emerg. Infect. Dis. - 1997. - V. 3. - P. 417 - 423.
25. Pasquier L. Meeting the method for innate and adaptive immunities during evolution / L. Pasquier // Scand. J. Immunol. - 2005. - V. 62. - P. 39 - 48.
26. Wren B/M/ Innate immunity: past, present and future / B.M. Wren // Mol. Immunol. - 2005. - V. 42. - P. 925 - 927.
Summary
BIOLOGICAL DIVESSITY OF THE PATOGENS OF INFECTIONS DISEASES AND AN EPIDEMIC PROCESS
The general regularities of the existence of pathogens of human and animal infections diseases in the biosphere and renoration of their antigenic structure of the species and interspecies level are considered from an epidemiological point of view. Microbiological monitoring complemented by molecular biochemical methods, for epidemiological surveillance allows one to follow trends in the earrangement of pathogen poulations from the antigenic structure and to differentiate the epidemic process that is activated at the expense of inherent reserves of the causative agents of infections from that caused by autside carriage. This promotes earlier predictions of the complicated epidemiological situation, more effective preventions of actual infections , and health promotion in immunodeficient individuals. The improvement of immunoprophylaxis means, the calendar and schemes of vaccination, and the rationalization of the existing classifications of the pathogens of infections and diseases are discussed.
Key words: dausative agents, mechanism of formation, recombination. Epidemic process, systematization and classification.
Стаття надшшла до редакцИ 13.04.2011
