CC BY
29
5. Коваленко И.С., Тихонов С.Н. Обнаружение Aedes koreicus (Edwards, 1917) (Diptera, Culicidae) на территории Крымского полуострова. Паразитология. 2019; 53 (2):129—135.
6. Коваленко И.С., Якунин С.Н., Абибулаев Д.Э., Владычак В.В., Бородай Н.В., Смелянский В.П., Фомина В.К., Зинич Л.С., Тихонов С.Н. Обнаружение Aedes (Stegomyia) albopictus (Skuse, 1895) в Крыму. Проблемы особо опасных инфекций. 2020;(2): 135—137. https://doi.org/10.21055/0370-1069-2020-2-135-137.
7. Федорова М.В., Швец О.Г., Юничева Ю.В., Медяник И.М., Рябова Т.Е., Отставнова А.Д. Современные границы распространения инвазивных комаров Aedes (Stegomyia) aegypti (L.,1762) и Aedes (Stegomyia) albopictus (Skuse, 1895) на юге Краснодарского края России. Проблемы особо опасных инфекций. 2018; 2:101-5. DOI: 10.21055/0370-1069-2018-2-101-105.
8. Guidelines for the surveillance of invasive mosquitoes in Europe. European Centre for Disease Prevention and Control. Stockholm; 2012. 95 p. 12. Paupy C., Delatte H., Bagny L., Corbel V., Fontenille D. Aedes albopictus, an arbovirus vector: from the darkness to the light. Microbes Infect. 2009; 11(14-15):1177-85. DOI: 10.1016/j. micinf.2009.05.005.
5. Kovalenko I.S., Tihonov S.N. Obnaruzhenie Aedes koreicus (Edwards, 1917) (Diptera, Culicidae) na territorii Krymskogo poluostrova. Parazitologiya. 2019; 53 (2):129-135.
6. Kovalenko I.S., YAkunin S.N., Abibulaev D.E., Vladychak V.V., Borodaj N.V., Smelyanskij V.P., Fomina V.K., Zinich L.S., Tihonov S.N. Obnaruzhenie Aedes (Stegomyia) albopictus (Skuse, 1895) v Krymu. Problemy osobo opasnyh infekcij. 2020;(2):135-137. https://doi.org/10.21055/0370-1069-2020-2-135-137.
7. Fedorova M.V., SHvec O.G., YUnicheva YU.V., Medyanik I.M., Ryabova T.E., Otstavnova A.D. Sovremennye granicy rasprostraneniya invazivnyh komarov Aedes (Stegomyia) aegypti (L.,1762) i Aedes (Stegomyia) albopictus (Skuse, 1895) na yuge Krasnodarskogo kraya Rossii. Problemy osobo opasnyh infekcij. 2018; 2:101-5. DOI: 10.21055/0370-10692018-2-101-105.
8. Guidelines for the surveillance of invasive mosquitoes in Europe. European Centre for Disease Prevention and Control. Stockholm; 2012. 95 p. 12. Paupy C., Delatte H., Bagny L., Corbel V., Fontenille D. Aedes albopictus, an arbovirus vector: from the darkness to the light. Microbes Infect. 2009; 11(14-15):1177-85. DOI: 10.1016/j. micinf.2009.05.005.
Коваленко Ирина Сергеевна - заведующая отделением эпизоотологического мониторинга отдела эпидемиологии; Федорова Марина Вадимовна - кандидат биологических наук, старший научный сотрудник отдела молекулярной диагностики и эпидемиологии; Ситникова Александра Леонидовна - заведующая отделением эпидемиологии отдела эпидемиологии; Зинич Лилия Сергеевна - кандидат медицинских наук, заведующая отделом эпидемиологии; Якунин Сергей Николаевич - зоолог отделения эпизоотологического мониторинга отдела эпидемиологии; Абибулаев Длявер Энверович - зоолог отделения эпизоотологического мониторинга отдела эпидемиологии; Владычак Виктор Владимирович - дезинфектор отделения эпизоотологического мониторинга отдела эпидемиологии; Тихонов Сергей Николаевич - кандидат медицинских наук, директор; ФГКУЗ «ПЧС Республики Крым» Роспотребнадзора.
УДК: 581.557.4:579.51/595.421 Коренберг Э.И.
ФГБУ «Национальный исследовательский центр эпидемиологии и микробиологии имени почетного академика Н.Ф. Гамалеи» Министерства здравоохранения Российской Федерации, Москва, Россия
ИЗУЧЕНИЕ МИКРОБИОМА ИКСОДОВЫХ КЛЕЩЕИ И ВОЗБУДИТЕЛЕЙ ТРАНСМИСИВНЫХ ИНФЕКЦИИ В ИХ СООТНОШЕНИИ
В биогеогафии и экологии издавна употреблялись термины «биом» и «микробиота». К настоящему времени получены данные о составе микробиома нескольких видов родов Ixodes, Dermacentor, Amblyomma и Rhipicephalus, включая метагеномные профили симбиотных бактерий клещей I. persulcatus, I. pavlovskyi и D. reticulates из России. Главные для эпизоотологии вопросы остаются открытыми: какова возможность и
© Коренберг Э.И., 2021
ПРИРОДНО-ОЧАГОВЫЕ ИНФЕКЦИИ И ИНВАЗИИ
степень влияния микробиома на восприимчивость переносчика к тому или иному возбудителю, на концентрацию патогена в организме клеща, а также на реализацию его вертикальной и горизонтальной передачи. Ключевые слова: биом, микробиота, клещи.
Korenberg E.I.
FGBU "National Research Center for Epidemiology and Microbiology named after Honorary Academician N.F. Gamaleya" of the Ministry of Health of the Russian Federation, Moscow, Russia
STUDY OF THE MICROBIOM OF IXODIC TICKS
AND TRANSMISSIVE INFECTION AGENTS IN THEIR RELATIONSHIP
In biogeography and ecology, the terms "biome" and "microbiota" have long been used. To date, data have been obtained on the composition of the microbiome of several species of the genera Ixodes, Dermacentor, Amblyomma, and Rhipicephalus, including the metagenomic profiles of the symbiotic bacteria of ticks I. persulcatus, I. pavlovskyi, and D. reticulates from Russia. The main questions for epizootology remain open: what is the possibility and degree of influence of the microbiome on the susceptibility of the vector to a particular pathogen, on the concentration of the pathogen in the tick's body, as well as on the implementation of its vertical and horizontal transmission.
Keywords: biome, microbiota, ticks.
Достижения в изучении микробиома человека и успешное выполнение глобальной программы Национального Института Здоровья (США) «Микробиом человека» (Human Microbiome Project) отразились в нескольких десятках тысяч публикаций в основном медицинской направленности. Они привели к пониманию сущности и функций так называемого «здорового микробиома человека», его географической изменчивости, а в целом - к принципиально новым представлениям о биологии человека [13] и возникновению на стыке биологии и медицины нового научного направления - «инфекционной симбиологии» [3]. Эти исследования внесли колоссальный вклад в развитие симбиологии как одного из фундаментальных направлений общей биологии, и накопленный опыт, несомненно, будет также способствовать дальнейшему изучению закономерностей существования природно-очаговых возбудителей. С этих позиций их следует рассматривать как компоненты некоторой части микробиомов (т.е. инфицированных особей) каждого из элементов эпизоотической цепи, что многократно осложняет задачу. Далее будет представлена попытка обобщенной экспертной оценки лишь той ее части, которая затрагивает перспективные исследования возможного влияния микробиомов иксодовых клещей на возбудителей инфекций, хозяевами и переносчиками которых являются эти членистоногие. Тем не менее, предвари-
тельно необходимо, не углубляясь в обсуждение терминологических новшеств и путаницы в словарном запасе, используюемом для описания состава, структуры и функции микробных сообществ, населяющих организм хозяина [3, 14], выразить личное отношение к понятиям «микробиом» и «микробиота».
В биогеогафии и экологии издавна употреблялись термины «биом» и «микробиота». Цитирую: «Биом (англ. biome, греч. bios -жизнь и лат. -oma - окончание, обозначающее совокупность), совокупность разл. групп организмов и среды их обитания в определенной ландшафтно - географич. зоне» (принципиально важно, что подчеркнута совокпность организмов и среды их обитания - Э.К.), а «микробиота» - это «род растений сем. кипарисовых» [4]. Следовательно, «микробиота» -давно «занятый» термин, который вообще неправомерно употреблять ни как синоним термина «микробиом», ни для обозначения совокупности микробов в конкретной среде или органе, как это предлагают [15, 16]. Общебиологический термин «биом» - смысловой и лингвистический предшественник термина «микробиом», который предложен гораздо позднее для обозначения микробного сообщества «определенной территории» (определенного органа - Э.К.) человека. При этом организм хозяина как совокупности микро-биомов был назван «суперорганизмом» [12]. Кроме исходного смысла, микробиомом
стали называть и совокупность всех микробов, населяющих организм [14], и совокупность их геномов в конкретной среде [15], и то и другое вместе [16], что и привело к уже констатированной путанице [14]. Ниже, при изложении своей позиции мы будем придерживаться изначального понятия «микробиом», а организм клеща (или другого резервуарного хозяина возбудителя инфекции) считать суперорганизмом.
С момента опубликования первого исследования микробиома клещей прошло десятилетие [10]. К настоящему времени получены данные о составе микробиома нескольких видов родов Ixodes, Dermacentor, Amblyomma и Rhipicephalus [16], включая метагеномные профили симбиотных бактерий клещей I. per-sulcatus, I. pavlovskyi и D. reticulates из России [11]. В недавнем очень обстоятельном обзоре этих исследований рассмотрено разнообразие микробиома клещей, факторы, влияющие на его состав, роль иммунитета клещей в динамике их микробиома, взаимодействие клещей и микробиома, трехсторонние взаимодействия между клещом, микробиомом и передаваемым патогенном, и даже новые «инструменты» для точного манипулирования микробиомом клещей. Эти разделы основаны не столько на анализе опубликованных фактических данных, которых почти нет, сколько на размышлениях авторов цитированных работ и самого обзора [16] о направлениях дальнейших исследований. По их мнению, в целом в последнее время они «...были сосредоточены на таксономическом и функциональном составе микробиома клещей, его микробном разнообразии и изменчивости под воздействием различных факторов, включая вид клещей, пол и окружающую среду, среди прочего». Вместе с тем, априори постулировано, что микробиом клеща может влиять на колонизацию патогенов внутри клещевого вектора и, возможно, на их передачу позвоночному хозяину. Именно этот постулат обосновывает значение дальнейших исследований микробиомов иксодо-вых клещей, их взаимоотношений с возбудителями трансмиссивных инфекций и самими клещами. Не затрагивая лабораторно-технические требования к достоверности полученных данных, которые также частично обозначены в упомянутом обзоре, принципиально важно обратить внимание на почти полное отсутствие фундаментальных обоснований
самого подхода к проблеме в целом и ее более конкретным аспектам. Такой основой должны быть четкие представления о биологии и мо-фо-физиологических особенностях кровососущих клещей [1], а также о популяционно-биоценотических закономерностях существования в природе экологически связанных с ними возбудителей (т.е. соответствующих природных очагов) [12]. Современные моле-кулярно-биологические и биохимические методы открыли широкие возможности для изучения различных аспектов функционирования микробиомов в организме клещей, но сами по себе они могут иметь решающе значение, если адекватны цели конкретного исследования, продиктованной жизненной схемой переносчика и разными формами симбиоза микроорганизмов, которые его населяют. В связи с ограничением объема данного сообщения далее конспективно затронуты лишь наиболее принципиальные общие положения, касающиеся фрмирования микробиомов кровососущих клещей и оценки их возможноого влияния на патогенные микроорганзмы.
Современное разнообразие микроорганизмов (от вирусов до простейших), населяющих кровососущих клещей, в своей основе представляет собой дериват симбионтов их некровососущих предшественников в сочетании с результатами длительного и разновременного формирования различных форм смбионтных коэволюционных отношений микробов и жизненных схем клещей. Возбудители природноочаговых облигатно трансмиссивных инфекций, возникшие по отношению к человеку преадаптивно [6], -естественные сочлены «видового микробио-ма» части инфицированных клещей, включающего и непатогенные виды. Поэтому взаимовлияния компонентов единой микробио-ценотической системы «организм клеща - его микробное население - возбудители трансмиссивных зоонозов» важно рассматривать как комплекс симбиотических отношений.
Организм клеща для всех микробов, находящихся в нем, - прежде всего внешняя среда их обитания [8]. Патогены, различающиеся по своим биологичеки особенностям, а также, видимо, непатогенные симбионты, обычно колонизируют определенные органы, ткани или даже клеточные структуры, клеща, которые служат их экологическими нишами [2, 5]. Факторы внешней среды в ее обычном
ПРИРОДНО-ОЧАГОВЫЕ ИНФЕКЦИИ И ИНВАЗИИ
понимании, особенно температура, оказывают опосредованное влияние на возбудителей и их микробное окружение через организм хозяина [8, 9]. Поэтому наиболее достоверные результаты о взаимовлиянии компонентов системы, обозначенной выше, в различных природных условиях могут быть получены раздельными исследованиями органов клещей.
У пастбищных клещей, цикл развития которых происходит со сменой хозяев личинок, нимф и имаго [1], любую голодную особь этих ковососущих фаз можно считать суперорганизмом со свойственной ему структурой микробиома, изменения которого предположительно могут зависеть от поступления в организм паразита каких-то микробов при питании кровью хозяина. Следовательно, полный микробиом клещей определенного вида должен включать микробиомы всех фаз его развития, которые, видимо, могут состоять из сходного набора микроорганизмов, характерных для предимаго и имаго, и из приобретенных ими при кровососании. Разнообразие вариантов этого микробного сообщества определяется
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Балашов Ю.С. Кровососущие клещи (Ixodoidea) - переносчики болезней человека и животных. Л. : Наука, 1967. 319 с.
2. Балашов Ю.С. Иксодовые клещи - паразиты и переносчики болезней. СПб. : Наука, 1998. 285 с.
3. Бухарин О.В., Перунова Н.Б. Микросим-биоценоз. Екатеринбург: ИКВС, 2014. 260 с.
4. Биологический энциклопедический словарь / М.С. Гиляров (ред.). М. : Советская энциклопедия, 1986. 832 с.
5. Коренберг Э.И. Взаимоотношения возбудителей трансмиссивных болезней в микстинфици-рованных иксодовых клещах (Ixodidae) // Паразитология. 1999. Т. 32, вып. 4. С. 273-289.
6. Коренберг Э.И. Преадаптивное происхождение возбудителей природноочаговых зоонозов // Успехи современной биологии. 2005. Т. 125, № 2. С. 131-139.
7. Коренберг Э.И., Помелова В.Г., Осин Н.С. Природноочаговые инфекции, передающиеся иксо-довыми клещами. М. : Коментарий, 2013. 463с.
8. Павловский Е.Н. Микроорганизм, переносчик и внешняя среда в их соотношениях // Зоологический журнал. 1947. Т. XXVI, вып. 4.С. 297-312.
9. Сироткин М.Б., Коренберг Э.И. Влияние абиотических факторов на возбудителей инфекций, экологически связанных с иксодовыми клещами (на примере боррелий и вируса энцефалита) // Успехи современной биологии. 2019. Т. 39, № 2. С. 126-136.
10. Andreotti R., Perez de Leon A.A., Dowd
особенностями паразито-хозяинных отношений клещей в конкретном биоценозе. Судьба связанных с клещами возбудителей инфекций при их переходе из одной фазы развития в другую и возможность влияния на эти процессы (и на самих клещей) микробов, полученных от доноров, может быть совершенно различной.
Изложенное свидетельствует о множестве еще почти совершенно неизученных аспектов, касающихся взаимоотношений патогенных микроорганизмов с непатогенной частью микробиома кровососущих клещей. Главные для эпизоотологии вопросы остаются открытыми: какова возможность и степень влияния микробиома на восприимчивость переносчика к тому или иному возбудителю, на концентрацию патогена в организме клеща, а также на реализацию его вертикальной и горизонтальной передачи. Результаты дальнейших исследований покажут, насколько актуальна задача создания «инновационной вакцины против клещевого микробиома как возможного инструмента...борьбы с клещевыми заболеваниями» [16].
REFERENCES
1. Balashov Yu.S. Krovososushchie kleshchi (Ixodoidea) - perenoschiki boleznej cheloveka i zhivotnyh. L. : Nauka, 1967. 319 s.
2. Balashov Yu.S. Iksodovye kleshchi - parazity i perenoschiki boleznej. SPb. : Nauka, 1998. 285 s.
3. Buharin O.V., Perunova N.B. Mikrosim-biocenoz. Ekaterinburg: IKVS, 2014. 260 s.
4. Biologicheskij enciklopedicheskij slovar' / M.S. Gilyarov (red.). M. : Sovetskaya enciklopediya, 1986. 832 s.
5. Korenberg E.I. Vzaimootnosheniya vozbudite-lej transmissivnyh boleznej v mikstinficirovannyh iksodovyh kleshchah (Ixodidae) // Parazitologiya. 1999. T. 32, vyp. 4. S. 273-289.
6. Korenberg E.I. Preadaptivnoe proiskhozhde-nie vozbuditelej prirodnoochagovyh zoonozov // Uspekhi sovremennoj biologii. 2005. T. 125, № 2. S. 131-139.
7. Korenberg E.I., Pomelova V.G., Osin N.S. Prirodnoochagovye infekcii, peredayushchiesya iksodo-vymi kleshchami. M. : Komentarij, 2013. 463s.
8. Pavlovskij E.N. Mikroorganizm, perenoschik i vneshnyaya sreda v ih sootnosheniyah // Zoologicheskij zhurnal. 1947. T. XXVI, vyp. 4. S. 297-312.
9. Sirotkin M.B., Korenberg E.I. Vliyanie abi-oticheskih faktorov na vozbuditelej infekcij, ekologicheski svyazannyh s iksodovymi kleshchami (na primere borrelij i virusa encefalita) // Uspekhi sov-remennoj biologii. 2019. T. 39, № 2. S. 126-136.
10. Andreotti R., Perez de Leon A.A., Dowd
S.E., Guerrero F.D., Bendele K.G., Scoles G.A. Assessment of bacterial diversity in the cattle tick Rhipicepha-lus (Boophilus) microplus through tag-encoded pyrose-quencing // BMC Microbiol. 2011. 11. Article number: 6. DOI: org/10.1186/1471-2180-11-6.
11. Kurilshikov A., Livanova N., Fomenko N., Tupikin A., Rar V., Kabilov M., Livanov S., Tikunova N. Comparative metagenomic profiling of symbiotic bacterial communities associated with Ixodes persulcatus, Ixodes pavlovskyi and Dermacentor reticulatus ticks // PLOS ONE. 2015. 8. D01:10.1371/journal.pone.0131413 July 8.
12. Lederberg J, McCray A.T. 'Ome sweet'omics - a genealogical treasury ofwords. // Scientist. 2001.15. 7:8.
13. Lloyd-Price J., Abu-Ali G. & Huttenhower C. The healthy human microbiome. // Genome Medicine. 2016. 8. Article number: 51.
14. Marchesi J., Ravel J. The vocabulary of microbiome research: a proposal // Microbiome. 2015. 3: 31. DOI:10.1186/s40168-015-0094-54.
15. Schlaeppi K., Bulgarelli D. The plant mi-crobiome at work. // Mol. Plant Microbe Interact. 2015. 28: 212-217.
16. Wu-Chuanga A., Hodzicb A., Mateos-Hernandeza L., Estrada-Pena A., Obregonde D., Cabezas-Cruza A. Current debates and advances in tick mi-crobiome research. // Current Research in Parasitolo-gy&Vector-Borne Diseases. 2021. 1. 100036.
5.E., Guerrero F.D., Bendele K.G., Scoles G.A. Assessment of bacterial diversity in the cattle tick Rhipicepha-lus (Boophilus) microplus through tag-encoded pyrose-quenc-ing // BMC Microbiol. 2011. 11. Article number:
6. DOI: org/10.1186/1471-2180-11-6.
11. Kurilshikov A., Livanova N., Fomenko N., Tupikin A., Rar V., Kabilov M., Livanov S., Tikunova N. Comparative metagenomic profiling of symbiotic bacterial communities associated with Ixodes persulca-tus, Ixodes pavlovskyi and Dermacentor reticulatus ticks // PLOS ONE. 2015. 8. DOI:10.1371/journal.pone.0131413 July 8.
12. Lederberg J, McCray A.T. 'Ome sweet'omics - a genealogical treasury ofwords. // Scientist. 2001.15. 7:8.
13. Lloyd-Price J., Abu-Ali G. & Huttenhower C. The healthy human microbiome. // Genome Medicine. 2016. 8. Article number: 51.
14. Marchesi J., Ravel J. The vocabulary of mi-crobiome research: a proposal // Microbiome. 2015. 3: 31. DOI:10.1186/s40168-015-0094-54.
15. Schlaeppi K., Bulgarelli D. The plant mi-cro-biome at work. // Mol. Plant Microbe Interact. 2015. 28: 212-217.
16. Wu-Chuanga A., Hodzicb A., Mateos-Hernandeza L., Estrada-Pena A., Obregonde D., Cabezas-Cruza A. Current debates and advances in tick mi-crobiome research. // Current Research in Parasitolo-gy&Vector-Borne Diseases. 2021. 1. 100036.
Коренберг Эдуард Исаевич - доктор биологических наук, профессор, заведующий лабораторией переносчиков инфекций; ФГБУ «НИЦЭМ им. Н.Ф. Гамалеи» Министерства здравоохранения России.
УДК 571.27
Корзиков В.А., Васильева О.Л.
ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Калужской области» Роспотребнадзора, Калуга, Россия
ОПТИМИЗАЦИЯ МЕТОДОВ СБОРА И УЧЕТА КРОВОСОСУЩИХ ЧЛЕНИСТОНОГИХ В УСЛОВИЯХ ЗООЛОГО-ЭНТОМОЛОГИЧЕСКИХ ПОДРАЗДЕЛЕНИЙ ФБУЗ ЦЕНТРОВ ГИГИЕНЫ И ЭПИДЕМИОЛОГИИ
Приведен анализ литературы и опыта авторов по сбору и учету некоторых кровососущих членистоногих. Рекомендуется использовать наименее затратные по времени и наиболее эффективные способы, и приемы по сбору и учету кровососущих членистоногих.
Ключевые слова: энтомологический мониторинг, кровососущие комары, паразитиформные клещи.
