Hot spots of anthrax soil foci of the southern Kazakhstan Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

Вестник Ка^НЖУ №3-2018

РАЗДЕЛ 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ДИСЦИПЛИНЫ CHAPTER 2. THEORETICAL DISCIPLINE

ГИГИЕНА И ЭКОЛОГИЯ

HYGIENE AND ECOLOGY

UDC 616.4:616.981.51(570.15)

A.N.

Kuznetsov1, T.K. Yerubayev1, L.Y. Lukhnova1, M.S. Syzdykov1, A.K. Duysenova2, V.P. Sadovskaya1, A.M. Sadykova2

1Kazakh Scientific Center for Quarantine and Zoonotic Diseases, Almaty, Kazakhstan 2 Asfendiyarov Kazakh National medical university

HOT SPOTS OF ANTHRAX SOIL FOCI OF THE SOUTHERN KAZAKHSTAN

The aim of this study is to detect hot spots of anthrax predicting the risk of human infection and farm animals' anthrax contamination. We evaluated clustering of anthrax soil foci using methods of spatial autocorrelation. We illustrate that anthrax active and not active foci were geographically clustered in the southwest across the study area. High-High and High-Low clusters suggest that clusters of active foci are persistent in two oblasts of the south. They are in the Kazygurtskiy, Baydibekskiy rayons of the South-Kazakhstan oblast and Zhualinskiy rayons of the Zhambyl oblast that represent single node of anthrax outbreaks emergence. Keywords: anthrax, foci, clustering, spatial analysis

Introduction. Background.

The Zhambyl and South-Kazakhstan oblasts (provinces) have the highest anthrax risk in Kazakhstan. About 90 % of both human and animal outbreaks of anthrax are found in these regions of Kazakhstan. However, density of anthrax foci in different rayons is heterogenous. Aim of the study.

The aim of this study is to detect hot spots of anthrax predicting the risk of human infection and farm animals' anthrax contamination. Methods. Terms used.

We define a soil focus of anthrax as a burial place for a farm animal(s) that died from anthrax.

We consider a soil focus of anthrax as active, if a person or a farm animal has been contaminated with anthrax in it during last 5 years.

Data source and study area

Field teams of the Kazakh Scientific Centre of Quarantine and Zoonotic Diseases collect data in anthrax foci in the rayons (districts) of the Zhambyl and South-Kazakhstan oblasts (species and a number of farm animals contaminated with anthrax, a number of died animals) and precise coordinates of foci during 2003 - 2014. Of the 1805 anthrax foci, we included into dataset 1326 where animals had died of anthrax. Data analysis. Dataset development.

A GIS database was constructed to evaluate spatial patterns of anthrax foci in the Zhambyl and Southern Kazakhstan oblasts. Foci points were aggregated to rayon (district) level to allow for spatial autocorrelation analyses. In addition, we aggregated foci points within the one km hexagonal grid cells.

Spatial statistical methods

a) Conceptualisation of spatial relationship (Average Nearest Neighbour's analysis) was used to evaluate clustering in rayons. Every rayon is assumed to be a neighbour of other rayon, and the influence of rayons decays with increase distance.

b) Global index of spatial autocorrelation (Moran I) was used to assess spatial dependencies across rayons with respect to anthrax foci presence. The Global Moran's I statistic is evaluated in terms of a null hypothesis that anthrax foci are spatially randomly distributed across rayons. Rayons are deemed to be a cluster of either High-High (i.e. high number of anthrax foci per polygon surrounded by high numbers), Low-Low, High-Low, or Low-High values relative to neighbouring rayons. The null hypothesis states that there is no spatial autocorrelation or association of foci between districts.

Software.

Quantum GIS of version 3.0.3, an open source GIS application, was used to construct spatial databases and for data visualisation. The Global Moran's I, Getis-Ord GI*, LISA analyses were conducted in GeoDa, version 1.12.1.139 (http://geodacenter.asu.edu/). Results.

Heatmap of anthrax foci distribution weighted farm animals deaths in them is illustrated that the highest rates are in the southwestern portion of the study area (Kazygurtskiy, Baydibekskiy and Zhualinskiy rayons).

Using the Average Nearest Neighbour's analysis, we detected clustering of 1326 anthrax soil foci in southern region of Kazakhstan (z-score: -63.03; p = 0.001). On average, the observed mean distance between foci was 731.4 metres (Figure 1).

Vestnik KaxNMU №3-2018

Anthrax soil foci in the Zhambyl and South-Kazakhstan oblasts

Anthrax foci per rayon

Anthrax foci spatial distribution

Moyynkumskiy

Kordayskiy

Chardarinskiy

Saryagashskiy Maktaaraiskiy

Heatmap of anthrax foci 1

Moyynkumskiy

<

Turkestan Otrarskiy

■Tolebiyskiy Saryagashskiy Maktaarai'skiy

Kordayskiy

Zhamb. Lugovskoy

lAnysskiyj Chardarinskiy

Foci per rayon

□ 0-0

□ 1 -190

□ 191 - 380

□ 381 - 570

571 - 760

■ 761 - 950

0 100 200 300 400 500 km

Data source: Kazakh Scientific Center for Quarantine and Zoonotic Diseases

Figure 1 - Anthrax foci spatial distribution in southern Kazakhstan

Among foci with farm animal deaths, there's less than 1 % likelihood that clustered distribution of 1303 farm animals deaths in these foci is due to chance (the Average Nearest Neighbour's analysis: z-score: -62.34; p = 0.001). On average, the observed mean distance between foci was 753.9 metres.

Using Global Moran I analysis, we detected clustering of anthrax foci (Moran's I: -0.0470, p-value = 0.008).

Four hundred fifty five one km2 hot spots of active anthrax foci were detected using the Getis-Ord GI* analysis (with 1st order Queen Continuity matrix) in four areas (Figure 2).

Cluster Map (1.1 I' if:. Ml VI '.-r I

□ NtttSöfficwlt [17631

■ IlKfl [1551

■ Loiv [73C>

LISA defined 388 High-High and 67 Low-High clusters of anthrax foci in the southwest rayons of the Zhambyl and South-

Figure 2 - The spatial distribution of active anthrax foci

Kazakhstan oblasts (Figure 3).

BecmHUK Ka^HMy №3-2018

LISA Cluster Map O Not Significant (1763)

□ High-High (388) ■ Low-Low (730)

□ Low-High (67)

□ High-Low (0)

Figure 3 - LISA-based cluster maps of active anthrax foci

Discussion.

Here we illustrate that anthrax active and not active foci were geographically clustered in the southwest across the study area. High-High and High-Low clusters suggest that clusters of active

foci are persistent in two oblasts of the south (Figure 4). They are in the Kazygurtskiy, Baydibekskiy rayons of the South-Kazakhstan oblast and Zhualinskiy rayons of the Zhambyl oblast that represent single node of anthrax outbreaks emergence.

LISA based cluster map of athrax foci in the Zhambyl and South-Kazakhstan oblasts

HSarysuskiy^

>Mpyynkumskiy^

Bcharda ri nskiy£

j Baydibekskiy,

MZhamhykkiy ffznuajynskiy

^g^ggj^g^lkubaskiv

CKazygurtskiy

Tajassjtiy v

^Kordayskiy

CMaktaaraTskiy

Local indicators of spatial association I I -1.5944 - 1.4065 I I 1.4065-4.4075 I I 4.4075-7.4084

■ 7.4034 - 10.4094

■ 10.4094 - 13.4103

Figure 4 - Rayons of high risk of anthrax contamination

This may identify key areas for animal intervention, such as culling or vaccination. These areas also should be target areas for human intervention, such as education programs or efforts to identify animal handling or slaughter practices that may increase risk.

Acknowledgments.

This study was supported by the Field Epidemiology and Laboratory Training Programme of the Centres for Disease Control and Prevention in Central Asia Region, Kazakhstan.

We would like to thank Amber Dismer, Health Scientist from the Emergency Response and Recovery Branch of Centers for Disease Control and Prevention, for her kind assistance in preparing this manuscript.

In addition, the Ministry of Health of the Republic of Kazakhstan provide financial support in the evaluation (Theme 04.02.02 "Analysis of natural foci of especially dangerous infections, permanently unfavourable for anthrax points with the use of GIS technologies", Contract No. 106 of April 20, 2018).

Vestnik KazNMU №3-2018

А.Н. Кузнецов, Т.К. Ерубаев, Л.Ю. Лухнова, М.С. Сыздыков, А.К. Дуйсенова, В.П. Садовская, А.М. Садыкова

ЦАЗАЦСТАННЬЩ ОЦТУСТГК 6Ц1Р1НДЕ С1Б1Р КУЙД1РПС1НЩ ШЫГУ ОШАГЫНЬЩ АНАЛИЗ1

ТYЙiн: бул ма;аланыц ма;саты ci6ip KYЙдiргiсiнiц шыгу ошагынын зерттеу болып табылады, жэне де адам мен ауылшаруашылы; малдарыныц жу;тыру ;аушн ;арастырады. Бiз кещстчк автокорреляция эдiсiн ;олдандык;. Зерттеуге CYЙенсек шыгу оша;тары ОЦО-ныц Цазыгурт ауданы, Бэйдiбек ауданы жэне Жамбыл облысыныц Жуалы ауданы болып табылады. ТYЙiндi сездер: сiбiр KYЙдiргiсi, кластерлеу, кецiстiк анализi

А.Н. Кузнецов, Т.К. Ерубаев, Л.Ю. Лухнова, М.С. Сыздыков, А.К. Дуйсенова, В.П. Садовская, А.М. Садыкова

АНАЛИЗ ГОРЯЧИХ ТОЧЕК ПОЧВЕННЫХ ОЧАГОВ СИБИРСКОЙ ЯЗВЫ В ЮЖНОМ РЕГИОНЕ КАЗАХСТАНА

Резюме: целью данного исследования явилось выявление горячих точек (кластеров) сибирской язвы, предсказывающих риск заражения сибирской язвой человека и сельскохозяйственных животных. Мы оценили кластеризацию почвенных очагов сибирской язвы с использованием методов пространственной автокорреляции. Мы иллюстрируем, что активные и неактивные очаги сибирской язвы были географически сгруппированы на юго-западе исследуемой области. Они находятся в Казыгуртском, Байдибекском районах Южно-Казахстанской областей и в Жуалинском районе Жамбылской области, и представляют собой единое ядро возникновения вспышек сибирской язвы.

Ключевые слова: сибирская язва, очаги, кластеризация, пространственный анализ

УДК 614.878+613.863

А.П. Позднякова, В.А. Козловский, М.К. Амрин, Д.М. Аскаров

Отдел медицинских программ РГП «НИЦ«Рарыш-Экология» Аэрокосмического комитета МОАП РК, г.Алматы

МЕТОДИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ К ПРОВЕДЕНИЮ МЕДИЦИНСКОГО ОБСЛЕДОВАНИЯ НАСЕЛЕНИЯ В ПЕРВЫЕ ДНИ ПОСЛЕ АВАРИЙНОГО ПАДЕНИЯ РАКЕТЫ -НОСИТЕЛЯ

В статье описаны подходы по организации экстренного медицинского обследования состояния здоровья жителей в населенных пунктах, прилегающих к местам аварийного падения ракет-носителей сразу после аварии. Определены факторы, влияющие на здоровье населения. Приведен опыт эпидемиологических и клинико-лабораторных исследований. Изучены медико-демографические показатели, заболеваемость по обращаемости и по данным углубленных осмотров с привлечением специалистов различного профиля. Ключевые слова: аварийное падение, ракета носитель, медицинское обследование, здоровье населения

Введение. Приавариях ракет-носителей (РН) наибольшую опасность представляют: химическое загрязнение окружающей среды, вызванное проливом ракетного топлива, и особый вид воздействия - психоэмоциональное, причиной которого является стресс, развивающийся даже при отсутствии угрозы химического загрязнения компонентами ракетного топлива (КРТ). Нарушения здоровья, связанные со стрессом, сопровождаются психосоматическими расстройствами. Известно, что у населения, пострадавшего в результате чрезвычайных ситуаций, непосредственно после аварии и в последствии возникают различные нарушения здоровья, в том числе связанные со стрессом (психосоматические расстройства): у 75 % людей возникает обычная физиологическая реакция страха (сохраняется целесообразность поступков, возможность преодолеть страх «усилием воли»); у 20 % людей развивается панические (субпатологические) реакции, характеризующиеся тесной связью с устрашающей ситуацией (ограничение сферы сознания, непродолжительная потеря волевых способностей); у части лиц этой группы могут наблюдаться более продолжительные расстройства невротического характера; 5% могут составлять «психогенные варианты реактивных состояний»[1, 2].

Депрессивное состояние встречается в 6,1% случаев в угрожающих ситуациях, в 1-3% протекает в виде астенического (перепады давления крови) и истерического (психосоматические состояния) синдромов [1, 2].

Цель работы - разработка методических подходов к проведению медицинских обследований населения непосредственно после аварии РН в населенных пунктах, прилегающих к местам аварийных падений. Материалы и методы исследований. Проанализированы данные научной литературы и результаты выполненных работ по изучению состояния здоровья населения, проживающего в непосредственной близости к месту аварийных падений РН в Кызылординской (2006г.) и Карагандинской (2007, 2013 гг.) областях [3-5]. Наряду со скрининговыми и углубленными медицинскими обследованиями проводились обследования нервно-психического состояния жителей после аварии для выявления лиц с психосоматическими расстройствами. Результаты исследований.

Проведенными нами исследованиями в среде обитания населенных пунктов, прилегающих к местам аварийного падения РН, химического загрязнения почвы, воды, воздуха ракетным топливом и продуктами его химической трансформации не обнаружено.

В тоже время, часть жителей после падения РН предъявляет жалобы на ухудшение состояния здоровья. Это является свидетельство того, что жители в прилегающих к месту аварийного падения РН населенных пунктах, перенесли психоэмоциональный стресс. Но психоэмоциональное состояние формируется не только в таких случаях, но и под влиянием множества других факторов: бытовых, экологических и др. Необходимо