CC BY
291
ЛЕКЦИИ
УДК 619: 616.98: 578
Мокрецы рода ОиІісоійвз - эмерджентные векторы блютанга в Европе
В.В. Макаров1, доктор биологических наук (vvm-39@mail.ru), Ф.И. Василевич2, доктор ветеринарных наук, О.И.Сухарев1, доктор ветеринарных наук
1 ФГБОУ ВПО РУДН (Москва).
2 ФГБОУ ВПО МГАВМиБ (Москва).
В аналитической статье в контексте эмерджентности БТв Европе кратко охарактеризованы основные особенности биоэкологии Culicoid.es, система «патоген - переносчик», иммунитет насекомых, генез трансмиссивной инфекции, инфекционный цикл, патогенез, векторная трансмиссия, перезимовывание БТ. Приведены палеарктические виды Culicoides — основные векторы инфекции на неэндемической территории Северо-западной части Европы.
Ключевые слова: блютанг, вектор, неэндемичные территории, трансмиссия, Culicoides Сокращения: БТ — блютанг, ВБТ-8 — вирус блютанга восьмого серотипа, ИЕ — инфекционные единицы, КРС — крупный рогатый скот, ПЦР — полимеразная цепная реакция
В своих более ранних публикациях авторы охарактеризовали ветеринарно-эпидемиологические аспекты трансмиссивных экзотических инфекций на неэндемичных территориях, уделив особое внимание эмерджентному возникновению и распространению БТ в Северо-западной Европе в 2006-2012 гг. [5]. В настоящей статье обсуждаются некоторые аспекты проблемы эмерджентности БТ, вызванного ВБТ-8, которые касаются малоизвестных отношений в системе «вирус » Culicoides».
Биоэкология ОиІіМвз
Среди членистоногих ветеринарного и медицинского значения мокрецы как переносчики заразных болезней наименее изучены по сравнению с клещами и комарами. Эти представители семейства Ceratopogonidae; рода Culicoides насчитывают более 1400 идентифицированных видов, из которых 96 % — облигатные кровососы теплокровных животных, птиц и человека, не менее 30 участвуют в передаче как минимум 50 арбовирусных инфекций, прежде всего трансграничных — африканской чумы лошадей, БТ и блютангоподобных болезней [5, 8, 9].
Мокрецы — особая группа очень мелких кровососущих насекомых; вместе с комарами, москитами, мошками, слепнями относятся к комплексу гнуса — летающих кровососущих двукрылых. Встречаются повсеместно — от тропиков до тундры, до высоты 4000 м над уровнем моря. Помимо роли в трансмиссии заразных болезней вирусной, про-тозойной и даже гельминтной этиологии общеизвестно их вредоносное воздействие на окружающий животный мир теплокровных из-за гематофагии и беспокоящих укусов самок вплоть до экономического ущерба в некоторых особо экологически благоприятных для них регионах [2, 3].
Эти двукрылые кровососы длиной 1,5.. .2,5 мм, в два-три раза меньше большинства комаров. Только взрослые самки Culicoides в период гонадотрофического цикла питаются кровью хозяев-прокормителей. Для этого они нападают на теплокровных животных каждые 3.4 дня, находясь почти на уровне земли. Отдельные виды различаются по предпочтениям прокормителей: являются антропофильны-ми, зоофильными (кормятся на домашнем скоте) или орни-тофильными (на птице), активны и нападают преимуще-
ственно в сумерки и ночью или исключительно в дневное время, на открытых пространствах (экзофилия) или в животноводческих помещениях (эндофилия). Например, во французской зоне неблагополучия по БТ-8 в пиковой период эпизоотии (2007-2008 гг) предпочтение мокрецов Obsoletus complex в отношении хозяев-прокормителей распределялось следующим образом, %: КРС — 54, лошади — 17, овцы — 4, свиньи и кабаны—4, люди — 1. Очевидно, что это имеет важное и многостороннее значение в эпизоотологии переносимых ими болезней (рис. 1) [8, 9, 16].
Рис. 1. СиИсМев вр. — биологические переносчики-векторы: размеры, морфология, кровососание и кровососущий аппарат. На последнем фрагменте коллажа — сравнительные размеры голодных самок СиИсМев (слева) и комаров Сиіех (справа) [фото romnedcompany]
Горизонт активности самцов преимущественно выше, что связано с их питанием растительными субстратами — нектаром, пыльцой, органическими веществами растительных жидкостей. Поэтому самцов Culicoid.es нередко обнаруживают на вершинах деревьев. Личинки как микрообитатели питаются разнообразной органикой (детритофагия), поедают бактерий, простейших, мелких нематод и даже себе подобных (хищничество) [3, 9, 16].
Большинство видов Culicoides нуждается во влажных условиях для размножения, чтобы отложить яйца. Для развития личинок необходима полуводная естественная среда обитания, богатая теплым, влажным субстратом и органическими веществами (тина, слякоть, влажные луга, унавоженные окрестности скотных дворов, взмученные кромки мелких стоячих водоемов и т. п.). Личинки и куколки обитают в верхнем слое такой среды (5...6 см). Взрослые спариваются в непосредственной близости от таких биотопов и живут, не отдаляясь от мест, где они откладывают яйца. Выживание, активность и территориальное распространение мокрецов зависят от метеорологических факторов окружающей среды, прежде всего температуры, влажности и режима ветров. Оптимальная активность приходится на диапазон температур от 13 до 35 °С, эти показатели несколько варьируются для разных видов. Нижний зафиксированный температурный предел для активности С. obsoletus составил 6...12°С.
Повышенная температура, высыхание, засушливая или ветреная погода оказывают неблагоприятное и даже губительное действие, особенно на личинок и куколок — микрообитателей влажной среды. Взрослые мокрецы также чувствительны к дождю, так как лишаются возможности летать. Этим объясняются особые предпочтения мокрецов (их активная жизнь отмечена в конце лета — начале осени) и, соответственно, сезонность трансмиссивных вспышек и эпизоотий (рис. 2) [9, 10, 14, 16].
В оптимальных условиях периода лёта взрослые СиН-coides удаляются не более чем на несколько метров от места своего выплода, и их активное пространственное рассредоточение ограниченно. Более важным, прежде всего с точки зрения территориальной трансмиссии инфекций, является пассивный перенос насекомых теплыми влажными ветрами на низкой высоте над уровнем моря и с низкой скоростью (10.40 км/ч) в составе аэропланктона на значительные расстояния вплоть до нескольких сотен километров. Распространение эфемерной лихорадки КРС на территории Австралии (до 800 км), БТ в Испании и на о. Сицилии (до 350 км), очевидно, происходило с потоками господствующих ветров [12, 15].
В тропических условиях Culicoides эр. мультиволь-тинны, то есть дают несколько поколений в год. В зонах умеренного климата с сезоном низких температур — обычно бивольтинны, размножение происходит два раза
ИНФЕКЦИЯ/ИНВАЗИЯ
Распознавание
ЖИРОВЫЕ
ТЕЛА
ДРУГИЕ
ГЕМОЦИТЫ
/
ГЕМОЦИТ
♦
Сериновые
протеазы
Профенолоксидаза
Тирозин
Сериновые
^ протеазы
Трансферин Активация Toll-like и других факторов врожденного иммунитета
1
Допадекарбоксилаза
Допахромконвертаза
Фенолоксидаза ^
ФАГОЦИТОЗ АНТИБАКТЕРИАЛЬНЫЕ СУБСТАНЦИИ
Иммунные пептиды /
и Дефензин Q Цекролин
Пролин, глицинобогащенные пептиды
Меланотическая инкапсуляция
Антимикробная активность
Рис. 3. Иммунитет насекомых [7]
в год. Большая часть выплаживается весной, меньшая — летом. В сезон активности количественная динамика взрослых мокрецов в определенных местностях варьируется: для одних видов характерна обширная зона пребывания в течение всего периода, для других — только на короткие отрезки времени [2, 3, 8, 16].
Система «патоген ^ переносчик»
На сегодняшний день не вызывает сомнений, что организм членистоногих переносчиков, участвующих в активной трансмиссии инфекций, инвазий, в том числе кровепаразитарных болезней тривиально восприимчив к их возбудителям и в своих отношениях с последними формирует биотическую конфронтацию на организменном уровне «патоген » восприимчивый организм». При этом развивается вполне стереотипный инфекционный процесс — комплекс реакций в зараженном организме в ответ на внедрение патогенного агента, характеризующийся каноническим патогенезом, то есть последовательным стадийным развитием этого комплекса. Организм восприимчивого переносчика располагает также стереотипными для животных тремя системами биологической защиты — конституциональной, макрофагальной и иммунной [4].
Естественная восприимчивость/резистентность переносчиков обеспечивается генетическим контролем, что показано в опытах прямого заражения подвидов и штаммов насекомых различного географического происхождения, морфологии, физиологических характеристик и векторной компетентности, получением гибридного потомства и т. п., вплоть до генетического картирования соответствующих хромосомных генов. Применительно к арбовирусам такие исследования предполагают прямые и убедительные тестирования восприимчивости
членистоногих, например, измерение титра вируса в их средней кишке как меры инфекции этого органа и в голове как меры генерализации инфекции. Естественно, что кишечный барьер и его преодоление контролируются набором генов, которые в конечном итоге определяют развитие и трансмиссию инфекции. Для крупных патогенов к этим факторам присоединяются другие механизмы, в частности, фагоцитоз, меланотическая инкапсуляция, литические свойства эпителия гемоцеля, антибактериальные эффекторные иммунные пептиды и др. Особую защитную функцию выполняет активация Toll-like и других факторов врожденного иммунитета (рис. 3) [7, 10, 11].
Таким образом, генетический контроль векторной компетенции может «работать» на разных стадиях патогенеза и в разных органах переносчика. Среди прочего для вирусного развития, вероятно, наиболее важны клетки эпителия средней кишки; установлен парадоксальный факт, что при алиментарном заражении переносчиков буньявирусами долины Кэш и Ла-Кросс передаваемая ими инфекция у восприимчивых животных характеризовалась клиническими признаками и вирусемией более высокого уровня, чем при их заражении парентеральным путем [7j.
Средняя кишка кровососущих насекомых является потенциально враждебной средой для микроорганизмов, потому что поглощенная кровь здесь отличается от крови, циркулирующей в организме теплокровного хозяина. В связи с началом иных физиологических событий температура и рН здесь резко изменяются, протеолити-ческие ферменты начинают процесс переваривания поглощенного субстрата с образованием хитинового пери-трофического матрикса на ее внутренней поверхности, который функционирует как твердый носитель и полупро-
ницаемый фильтр для пищеварительных ферментов, изолирует и защищает эпителий, в частности, от контактов с вирусами. Как можно более быстрое преодоление кишечного барьера служит важным элементом патогенетической стратегии инфекционного цикла трансмиссивных возбудителей.
Полное формирование перитрофического матрикса занимает от 12 до 30 ч, поэтому за это время арбовирусы обычно «успевают» пройти этап рецептор+лиганд-зави-симого взаимодействия с клетками чувствительного эпителия, репродуцироваться в них и выйти через кишечный барьер в гемоцель. Наличие вирусспецифических рецепторов на поверхности кишечного эпителия насекомых подтверждено опытами по отмене этого процесса на примере вируса венесуэльского энцефалита лошадей и нейтрализующих моноклональных антител. В том случае, если вирусы не способны преодолеть барьер перитрофического матрикса, они попадают в ловушку кровяного сгустка.
Тот же принцип рецептор+лиганд-зависимого взаимодействия обусловливает заражение, репродукцию и накопление вирусов в клетках чувствительного эпителия слюнных желез [7, 11].
Генез трансмиссивной инфекции
Векторная трансмиссия арбовирусов — биологическое, видоспецифичное имманентное свойство членистоногих переносчиков (клещей, комаров, мокрецов), которые должны обладать восприимчивостью на организмен-ном, клеточном и внутриклеточном уровнях, аналогичной таковой теплокровных хозяев. (Например, из 1400 известных видов Culicoid.es лишь менее 20 вовлечены в экологию БТ.) В их организме арбовирусы проходят полноценный стереотипный цикл репродукции от рецептор-зависимого распознавания клеток-мишеней или фагоцитоза до формирования полноценного вирусного потомства.
Условия теплокровного хозяина и пойкилотермного беспозвоночного переносчика с точки зрения «интересов» вируса радикально различаются (поверхностные рецепторы, генетика и биохимия внутриклеточной среды, температура, фиксированная физиологическая или зависимая от окружающей среды). Поэтому в организме насекомых вирусы не просто размножаются, но и претерпевают существенные преобразования под влиянием новых факторов естественного отбора с приобретением экологически выгодных свойств, прежде всего повышенной вирулентности. Такая полифункциональность оп-позитных соактантов трехчленных сложных паразитарных систем закрытого типа с неизбежным циклическим чередованием и переменой хозяина вируса имеет целью сохранить баланс их взаимоотношений. Речь идет о неконтагиозной субклинической персистенции вируса в крови теплокровного облигатного хозяина с нанесением ему минимального вреда и восстановления полноценности вируса у переносчика-амплификатора, что обеспечивает паразитосистемную саморегуляцию и высокую устойчивость. Этот механизм представляет собой канонический микроэволюционный акт структурного преобразования неоднородных биологических популяций под влиянием направленного, дарвиновского отбора с закономерными количественными сдвигами доминирующих генотипов в ту или иную сторону (в данном случае от снижения вирулентности до ее восстановления/сохранения в чередующихся оппозитных условиях двух хозяев) [6, 11].
Для успешной реализации векторной трансмиссии объективно необходимы дозовые лимиты инфекционной активности вирусов. Это прежде всего относится к содержанию вируса в крови при потреблении ее переносчиком.
По самым общим представлениям, одна самка СиН-coides поглощает ~ 0.001 мл крови, то есть вдвое больше своего объема и массы тела, что достаточно для ее плодовитости и выведения от 30 до 100 и более яиц. Теоретически, чтобы большинство переносчиков получило 1 ИЕ вируса, его титр в виремичной крови должен быть не менее 103 ИЕ/мл; в противном случае численность переносчиков будет экспоненциально снижаться вплоть до единичных особей, что не обеспечит эффективную трансмиссию и развитие эпизоотического процесса. Практически для успешного заражения переносчиков, осуществления внешнего инкубационного периода и дальнейшей трансмиссии количество вируса должно составлять 10.100 ИЕ, что соответствует уровню вирусемии 104...105 ИЕ/мл. Это обычно обеспечивается высокой и продолжительной вторичной вирусемией, когда титры на высоте инфекции достигают 106 ■7 ИЕ/мл крови и более [1].
Таким образом, трансмиссия представляется как статистический процесс случайной встречи голодного переносчика не просто с виремичным хозяином, но с организмом с определенным уровнем вирусемии, который обеспечивается активным инфекционным процессом или специализированными патогенетическими механизмами сохранения ее высоты и продолжительности.
Кинетика вирусов с векторной трансмиссией в организме переносчика-вектора (рис. 4) включает в себя последовательные этапы: поглощение виремичной крови при кровососании инфицированного позвоночного хо-зяина-прокормителя (1) ^ проникновение и размножение в эпителиальных клетках средней кишки (2, 3, 4) ^ выход в гемоцель и диссеминацию с гемолимфой (5) ^ проникновение в слюнные железы, размножение и накопление там (6) ^ экскрецию и инъекционное заражение очередного животного-прокормителя при следующем кровососании (8).
Время активного пребывания, размножения и сохранения арбовирусов в организме переносчиков (как и всех трансмиссивных паразитов), то есть интервал между заражением вектора и его способностью заражать очередного, нового хозяина, обозначается как внешний инкубационный период. Очевидно, что для амплификации патогенов, то есть размножения, преобразования и накопления в количестве, достаточном для трансмиссии, необходимо по меньшей мере несколько дней, особенно с учетом общеизвестного феномена температурной зависимости вирусной репродукции. В среднем внешний инкубационный период экспоненциально изменяется от 15.20 дней при температуре 20°С до 5.7 дней при 30°С [1, 10, 14].
Инфекционный цикл и патогенез БТ
БТ не контагиозен. Вирус не выделяется из больного организма в окружающую среду, больной не служит непосредственным источником инфекции, в его присутствии прямого контактного заражения не происходит. Внутрисосудистая персистенция вируса БТ, таким образом, исключает иные способы его эстафетной передачи по эпизоотической цепи (заражение) и террито-
Рис. 4. Общая схема внутреннего строения насекомого-переносчика и кинетика патогенов основных групп (вирусов, кровопаразитов и филярий) в его организме. Стрелками показаны маршруты и сайты их миграции [7]: 1 — поглощение с кровью, 2 — полость средней кишки, 3 — перитрофический матрикс и его преодоление, 4...9 — зоны размножения/развития: 4 — эпителий средней кишки, 5 — гемоцель (циркулирующая система), 6 — слюнные железы, 7 — экскреция (вирусы, кровопаразиты), 8 — мальпигиевы сосуды и 9 — грудная мускулатура (филярии)
риального распространения, кроме облигатной трансмиссии через одушевленного кровососущего вектора-переносчика (мокрецов рода Culicoides).
После инъекционного заражения вирус через первичную кратковременную вирусемию распространяется по организму в регионарные лимфоузлы и там размножается. Затем, в течение вторичной вирусемии, поражаются уже патогенетические мишени — фагоцитирующие клетки эндотелия сосудов, макрофаги и дендритные клетки различных органов. Вирус также размножается в моноцитах и лимфобластах крови, адсорбируется на эритроцитах и тромбоцитах, проникает в них за счет инвагинаций мембран. Таким образом, формируется персистентная клеточно-ассоциированная вирусемия в присутствии вируснейтрализующих антител. Внеклеточная вирусемия краткосрочна. В то же время ассоциированная с клетками вирусемия продолжительна и характерна для патогенеза БТ [8, 9].
Инкубационный период острого течения инфекции у жвачных всех видов составляет 6.8 дней (от 2 до 18). Поражение эндотелиальных клеток мелких сосудов вызывает васкулярные тромбозы и ишемические некрозы тканей. Эти патологические процессы на клеточном уровне в свою очередь провоцируют образование защечных язв в ротовой полости, воспаление коронарных связок, мышечные некрозы, экстравазаты, сопровождающиеся лицевыми и пуль-монарными отеками, плевральными и перикардиальными выпотами. Клиническое течение болезни наиболее злокачественно, с фатальным исходом и отмечается главным образом у овец отдельных пород и оленей некоторых видов. Инфекция у КРС протекает субклинически из-за межвидовых различий в чувствительности к вирусу эндотелиальных клеток и их реакции; исключение составляет повышенная вирулентность для КРС северо-западного европейского вируса ВБТ-8 [5, 8, 9].
Векторная трансмиссия БТ
В глобальную экологию БТ вовлечены до 20 известных видов Culicoides. Признанными переносчиками инфекции являются С. в Африке и в зоне Среди-
земноморья, С. sonorensis в Северной Америке, С. insig-nis и С. pusillus в Южной Америке, С. brevitarsis в Австралии. При первичном распространении болезни на юге Европы С. obsoletus и С. scoticus были зарегистрированы в центральной Италии, С. ри^аш — в Сицилии. Переносчиком ВБТ-8 в Северо-западной Европе признан С. dewulfi [8, 12, 15].
Важными параметрами трансмиссии для мокрецов, как и других переносчиков арбовирусных инфекций, на неэндемичных территориях Европы являются векторная компетентность видов и векторная способность популяций переносчиков [7, 12, 15]:
• векторная компетентность — это врожденная видовая способность воспринимать патоген, сохранять его и успешно передавать восприимчивому позвоночному хозяину;
• векторная способность — это трансмиссивный потенциал локальной популяции насекомых (своего рода штаммовый признак, относительная мера векторной компетентности), определяемый экологическими, поведенческими и иными факторами, связывающими переносчиков и позвоночных хозяев, количеством/плотностью последних, меняющимся биоклиматическим состоянием окружающей среды, от которого зависят количественные пропорции трансмиссии, избыточности, выживаемости, нападения векторов, предпочтение хозяина-прокормителя и его достаточность/доступность (в известной степени это аналогично облигатной патогенности возбудителей инфекций как видового свойства генотипа и изменчивой вирулентности как ее меры, то есть штаммового признака фенотипа). Выражается числом заражающих укусов инфицированными переносчиками на протяжении их жизненного цикла (для Culicoides обычно 2.4 недели).
Таким образом, укоренение БТ, амплификация и формирование новых нозоареалов определяется комплексом неальтернативных факторов, таких как наличие, численность, распределение восприимчивых животных, продолжительность и титры вирусемии у хозяев, векторная видовая компетентность и способность популяций Culicoides местных видов, благоприятные биокли-матические условия (температура, влажность). В частности, процесс существенно зависит от достаточного числа переносчиков, которые инфицируются при кро-вососании на виремичных теплокровных хозяевах и живут продолжительное время, требуемое для обеспечения внешнего инкубационного периода (4.20 дней, вариации зависят от вышеописанных общих условий) и последующей эстафетной трансмиссии инфекции при укусах новых хозяев. Инфицированный вектор сохраняет способность к передаче вируса до 10 дней. Эти условия были с очевидностью обеспечены при укоренении БТ на юге Европы в конце 1990 гг. [7, 9, 12, 15].
Переносчики БТ в Европе
Подробные исследования мокрецов в связи с распространением БТ, прежде всего ВБТ-8 в новых неэндемичных, раннее считавшихся неприемлемыми для трансмиссии инфекции, странах северо-запада Европы выше 50°, по-
казали, что роль векторов в данном случае выполняют Culicoides не экзотических (C. imicola), а местных, автохтонных северных палеарктических видов — C. dewul-fi, C. chiopterus, C. pulicaris и комплексов Obsoletus и Pulicaris. Были охарактеризованы особенности биоэкологии новых переносчиков, определяемые требованиями их векторной компетентности и векторной способности: таксономия, территориальное распространение и плотность, восприимчивость к вирусу БТ и векторный статус, местообитание личинок, хозяинные предпочтения прокормителей и локализация укусов, время нападений в течение суток, сезонность векторной активности, значение в «перезимовывании» инфекции (данные суммированы в табл.) [8, 9, 12, 15].
Вместе с этим, по данным отечественных исследований, на территории РФ широко представлены Culicoides sp. (obsoletus, dewulfi, scoticus, pulicaris, stigma, nubecu-losus, chiopterus, punctatus), ареал которых доходит до 72° [2]. Шесть из восьми перечисленных видов (за исключением C. dewulfi и C. scoticus) зарегистрированы в центре Нечерноземной зоны РФ с приуроченностью к различным ландшафтам и ценозам, определяющим их эпидемиологическое значение. На овцах были собраны C. obsoletus и C. chiopterus, на КРС — C. obsoletus, C. chiopterus, C. pulicaris, С. stigma, C. nubeculosus, C. punctatus [3].
Перезимовывание инфекции
Круглогодичная персистенция, кругооборот и сохранение возбудителей всех трансмиссивных болезней в неблагоприятный период имеет исключительное значение в их паразитоценологии и эпизоотологии в регионах мира, где температура в зимние месяцы существенно снижается на продолжительное время, и для большинства пойкилотермных существ необходима диапауза. Это касается практически всей территории Палеарктики. Этим периодом обусловливаются такие важнейшие эпидемиологические феномены, как сезонная динамика частоты заболеваемости и фенологическое поведение многочисленных членистоногих переносчиков на протяжении года. В зависимости от конкретных биокли-матических условий характер явления имеет существенные количественные и качественные вариации.
Естественная история БТ-8 во многих странах северо-запада Европы подтверждает феномен сохранения инфекции зимой в отсутствие переносчиков. Трансмиссия БТ в пределах года ограничивается периодом векторной активности взрослых переносчиков, который несколько различается для Culicoides разных видов как
по срокам проявления, так и по продолжительности. В принципе период их лёта начинается весной, прямо коррелирует с окружающей температурой, достигая максимума при 28.30 °С, экспоненциально снижается с понижением температуры и прекращается при < 10 °С [9, 10, 14, 15].
Перезимовывание вируса БТ предполагает его сохранение между сезонами векторной активности. Относительно механизмов этого процесса существует несколько гипотез.
Персистенция вируса в организме взрослых самок Culicoides, которые остаются активными в течение зимы в местах, защищенных от неблагоприятного климата и низких температур (животноводческие помещения). Этот механизм нереален в связи с крайне низким, казуистическим числом фактических находок такого рода и вряд ли мог бы обеспечить столь активную территориальную и временную динамику эпизоотий БТ в Европе с общим числом случаев, достигавшим в пиковые годы нескольких десятков тысяч [5, 8, 9, 15].
Трансовариальная передача вируса и сохранение его зимующими личинками с последующей трансфазовой передачей взрослым самкам также маловероятна в виду морфофизиологических особенностей насекомых. Если у клещей гемоцель отделяется от яйца только одной оболочкой, кроме яйцевой, и поэтому передача патогенов таким путем упрощена и практически универсальна, то у насекомых оболочек три, и систематическое, «налаженное» заражение потомства как один из факторов стабильности паразитарной системы через такой барьер существенно затруднено и ненадежно.
Сохранение в виремичных позвоночных хозяевах — еще одна из гипотез. Вирусемия при БТ развивается через 2.4 дня после заражения. Вначале вирус репродуктивно связан с различными клетками крови, затем — исключительно с эритроцитами. Последние не поддерживают репродукцию ВБТ, в связи с чем продолжительность вирусемии ограничивается их жизненным циклом. В экспериментальных условиях сроки тестируемой с помощью ПЦР вирусемии у овец и коз составляют ~14 дней (иногда до 45), у КРС — до 60 дней. Поэтому «активно» вире-мичные животные участвуют только в горизонтальном распространении вируса в сезон векторной активности, а перезимовывание инфекции в таких организмах исключено [8, 9].
Сохранение в авиремичных персистентно инфицированных позвоночных хозяевах: на основании экспериментов был сформулирован гипотетический механизм длительного, в течение 9.12 месяцев пережи-
Наиболее значимые в эпизоотологии БТ Culicoides sp. в Европе и их характеристика [8, 9, 12, 15]
Изоляция вируса/ Наличие и плотность в Европе Присутствие
Виды Culicoides детекция ПЦР в полевыхусловиях В Средиземноорском регионе В зоне умеренного климата В центре Нечернозкемной зоны РФ выплода активность в закрытых помещениях (эндофилия)
C. imicola +/+* +++** - - Солнечные, богатые органикой, влажные окрестности скотных дворов - +
Obsoletus complex*** +/+ +++ +++ + Леса, богатые органикой почвы, + +
C. dewulfi -/+ + +++ - + +
C. chiopterus -/+ + +++ + навозные ямы + +
Pulicaris complex*** +/+ +++ +++ + - +
C. pulicaris +/+ + + + - +
C. newsteadi -/- +++ + - Солнечные, - +
C. lupicaris -/- - + - растительные, богатые органикой влажные окрестности скотных дворов - +
C. punctatus -/- + +++ + - +
С. stigma - ? ? + ? ?
C. nubeculosus - ? ? + ? ?
Примечание. *«+» — да, «-» — нет; ** от + до +++ — популяционная плотность от низкой до высокой; *** морфологически сходный пул, не идентифицированный до вида; ? — неизвестно.
вания вируса у овец без канонической, «активной» виру-семии, которое могло бы обеспечивать круглогодовой цикл и преодоление неблагоприятного периода без участия диапаузирующих переносчиков по следующей схеме: при БТ животные погибают или выздоравливают ^ у переживших БТ животных происходит становление персистентной инфекции у8Т-лимфоцитов (Т-лимфоциты кожи и слизистых), сохраняющей вирус на предельно низком уровне, ^ зимой взрослые переносчики погибают при низкой температуре ^ весной новое поколение взрослых переносчиков нападает на персистентно инфицированных животных ^ в местах укусов развивается локальное воспаление кожи с привлечением Т-клеток ^ при взаимодействии инфицированных Т-клеток с фиб-робластами кожи персистентная инфекция переходит в продуктивную, цитолитическую форму с локальным накоплением вируса ^ при укусах очередных переносчиков вирус попадает в их организм ^ это дает начало новому циклу трансмиссии [13]. Несмотря на гипотетичность, именно этому механизму перезимовывания ВБТ в последнее время отдается предпочтение.
Заключение
С учетом изложенного следует согласиться с мнением [3] относительно проведения фундаментальных исследований по биоэкологии и генетике Culicoides эр. на территории РФ в контексте угрозы заноса БТ и блютанго-подобных инфекций. Видовая идентификация потенциальных переносчиков не означает их реальную векторную компетентность и способность.
Очевидно, что доказательство векторной роли предполагаемого кровососущего насекомого — нового переносчика автохтонного вида (комплекса) как критического фактора возникновения и укоренения трансмиссивной инфекции на неэндемичной территории должно соответствовать определенным требованиям. Наиболее общими и приемлемыми служат по крайней мере четыре критерия:
• изоляция возбудителя из полевых сборов насекомых;
• демонстрация в лабораторных условиях способности насекомых заражаться кровью инфицированного теплокровного хозяина;
• воспроизведение в лабораторных условиях способности инфицированных насекомых заражать соответствующих восприимчивых теплокровных хозяев;
• подтверждение в полевых условиях экосистемных связей кровососущих насекомых и восприимчивых теплокровных хозяев-прокормителей.
(Это в известной мере соответствует логике постулатов Коха, используемых для установления причинноследственных ассоциаций в этиологии заразных болезней типа «микроб » болезнь».)
Установление объективных параметров трансмиссии методически сложно, наукоемко, затратно и связано
с мультидисциплинарным подходом. Однако оно исключительно важно с точки зрения прогноза возникновения и укоренения БТ, особенно для обоснования эпизоотической угрозы и следующих за этим решений о целесообразности профилактической вакцинации на свободных территориях.
Необходимо должным образом оценивать переменную составляющую трансмиссии, зависимую от множества средовых факторов местности (прежде всего температуры, влажности и режима ветров, популяционной плотности виремичного КРС-источника инфекции, восприимчивых овец-индикаторов эпизоотического процесса и переносчиков, достаточной для становления инфекционной эписистемы БТ). Только на такой естественнонаучной основе может быть решен вопрос о действительной эпизоотической опасности импортируемых в РФ серопозитивных животных из стран-поставщиков Северо-западной Европы, свободных с 2013 г. от БТ, и тем более о применении вакцинопрофилактики.
Благодарность
Авторы выражают признательность студентам ветеринарного отделения Российского университета дружбы народов Веронике Смагур, Екатерине Шадской, Полине Демидовой, Ксении Отставновой за помощь в сборе и подготовке материалов по теме.
Библиография
1. Бурлаков, С.А. Комары и клещи — переносчики возбудителей вирусных и риккетсиозных заболеваний человека / С.А. Бурлаков, В.Н. Паутов. — М.: Медицина, 1975. — 216 с.
2. Глухова, В.М. Кровососущие мокрецы родов Culicoides и Forcipomyia (Ceratopogo-nidae) / В.М. Глухова. — Л.: Наука, 1989. — 408 с.
3. Исаев В.А. Culicoides Нечерноземной зоны РФ и их потенциальное значение в распространении вируса блутана / В.А. Исаев // Вестник ИвГУ. — 2011. — №2. — С. 5-9.
4. Макаров, В.В. Основы инфекционной иммунологии // В.В. Макаров. — М.: РУДН, 2000. — 210 с.
5. Макаров, В.В. Трансмиссивные экзотические инфекции животных на неэндемичных территориях / В.В. Макаров // Пест-менеджмент. — 2012. — № 2. — С. 17-30.
6. Цилинский, Я.Я. Популяционная структура и эволюция вирусов / Я.Я. Цилинский. — М.: Медицина, 1988. — 240 с.
7. Beerntsen, B. Genetics of Mosquito Vector Competence / B. Beerntsen, A. James, B. Christensen // Microbiol. Mol. Biol. Rev. — 2000. — V. 64. — N. 1. — P. 115-137.
8. Bluetongue in northern Europe. / Ed. by C. Saegerman et al. — WOAH (OIE), Paris a. DIPD FVM, Univ. Liege, 2008. — 88 p.
9. Bluetongue vectors and insecticides. Scientific Opinion of the Panel on Animal Health and Welfare // EFSA J. — 2008. — N. 735. — 70 p.
10. Carpenter, S. Temperature Dependence of the Extrinsic Incubation Period of Orbiviruses in Culicoides Biting Midges / S. Carpenter, A. Wilson, J. Barber et al. // PLoS One. — 2011. — V. 6. — N. 11.
11. Mellor, P.S. Culicoides biting midges: their role as arbovirus vectors / P.S. Mellor, J.P.T. Boorman, M. Baylis // Annu. Rev. Entomol. — 2000. — N. 45. — P. 307-340.
12. Tabachnick, W. Challenges in predicting climate and environmental effects on vector-borne disease episystems in a changing world / W.J. Tabachnick // Exp. Biol. — 2009. — N. 213. — P. 946-954.
13. Takamatsu, H. A possible overwintering mechanism for bluetongue virus in the absence of the insect vector. / H. Takamatsu, P. Mellor, P. Mertens et al. // J. gen. Virol. — 2003. — N. 84. — P. 227-235.
14. Thomas, M. Thermal biology in insect-parasite interactions / M. Thomas, S. Blanford // Trends in Ecol. Evol. — 2003. — V. 18. — N. 7. — P. 344-350.
15. Wilson, A. Bluetongue in Europe: vectors, epidemiology and climate change / A. Wilson, P. Mellor // Parasitol. Res. — 2008. — N. 103. — P. 69-77.
16. Zimmer, J. Contribution a l'etude de l'ecologie des larves de Culicoides, vecteurs de la fievre catarrhale ovine en Belgique / J. Zimmer. — FUSA, Gembloux. 2007. — 75 p.
SUMMARY
V.V. Makarov1, F.I. Vasilevich2, O.I.Sukharev1
1 Russian people friendship university (Moscow).
2 Moscow State Academy of veterinary medicine and biotechnology named after K.I. Skriabin.
Culicoides as Emergent Vector for Bluetongue in Europe. The analytical paper describes the main bioecologic particularities of Culicoides, «pathogen » vector» system, insect immunity, genesis of transmissible infection, infectious cycle, pathogenesis, vectorial transmission and mechanisms of over-wintering bluetongue in context of disease emergency in Europe. The Palearctic Culicoides sp. are presented as principal vector of infection in north-west Europe.
