CC BY
66
Инфекция и иммунитет 2012, Т. 2, № 4, с. 747-752
Краткие сообщения
СЕЗОННЫЙ ПОДЪЕМ ЗАБОЛЕВАЕМОСТИ ЭНТЕРОВИРУСНЫМ МЕНИНГИТОМ В НОВГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ
М.А. Бичурина1, В.А. Пьяных2, Н.А. Новикова4, Н.П. Леонова2, Г.А. Клевцова3, Н.И. Романенкова1, Т.Г. Иванова3, Л.Н. Голицына4, Л.Б. Фомина4, Н.Р. Розаева1, О.Е. Цейц2, Л.Б. Луковникова4, О.И. Канаева1, Н.В. Епифанова4
1ФБУН НИИ эпидемиологии и микробиологии имени Пастера, Санкт-Петербург
2 Управление Роспотребнадзора по Новгородской области, г. Великий Новгород
3 ФБУЗ Центр гигиены и эпидемиологии в Новгородской области, г. Великий Новгород
4 ФБУН Нижегородский НИИ эпидемиологии и микробиологии им. акад. И.Н. Блохиной, г. Нижний Новгород
Резюме. Проведен анализ эпидемического процесса и расшифрована этиология сезонного подъема заболеваемости серозным менингитом в Новгородской области в сентябре—ноябре 2008 г. Показано, что в этот период энтеровирусным менингитом (ЭВМ) заболело 73 человека. Среди больных 89,9% составили дети до 17 лет. Вирусологическими и молекулярно-биологическими методами доказано, что основными этиологическими агентами, вызвавшими заболевания, были энтеровирусы ECHO 6 и ECHO 30. Установлено, что в Великом Новгороде циркулировали два генетических варианта вируса ECHO 6 и один генетический вариант вируса ECHO 30. Последний был родственен штаммам, выделенным от больных ЭВМ в Нижнем Новгороде в 2007 г. Полученные данные свидетельствуют о необходимости систематического эпидемиологического и вирусологического надзора за энтеровирусной инфекцией в целях получения новой информации о циркуляции неполиомиелитных энтеровирусов среди населения и установления закономерностей развития эпидемического процесса при этой инфекции.
Ключевые слова: энтеровирусная инфекция, эпидемиологический надзор, вирусологический надзор, энтеровирусы.
THE SEASONAL INCREASE OF ENTEROVIRAL INFECTION INCIDENCE IN THE NOVGOROD OBLAST
Bichurina M.A., Pianykh V.A., Novikova N.A., Leonova N.P., Klevtsova G.A., Romanenkova N.I., Ivanova T.G., Golitsina L.N., Fomina L.B., Rozaeva N.R., Tseits O.E., Lukovnikova L.B., Kanaeva O.I., Epifanova N.V.
Abstract. The analysis of epidemic process and definition of the etiology of the seasonal increase of serosal meningitis incidence in the Novgorod oblast in September-November, 2008 has been carried out. It was shown that in the specified period 73 persons had enteroviral meningitis. The proportion of children under 17 years old in the group of patients was 89.9%. The etiological agents of disease (enteroviruses ECHO 6 и ECHO 30) were detected by the virological and molecular-biological methods. It was established that two genetic variants of ECHO 6 and one variant of ECHO 30 co-circulated in the Novgorod oblast. The last virus variant was closely related to the strain isolated from enteroviral meningitis patients in Nizhniy Novgorod in 2007. The obtained data support the idea about necessity of systematic epidemiological and virological surveillance on enteroviral infection to get new information about circulation of non-poliomyelitis enteroviruses in the population and to define peculiarities of epidemic process development. (Infekc. immun., 2012, vol. 2, N4, p. 747—752)
Key words: enteroviral infection, epidemiological surveillance, virological monitoring, enteroviruses.
поступила в редакцию 02.07.2012 Адрес для переписки:
принята к печати 16.08.2012 Бичурина Маина Александровна, 197101, Санкт-Петербург, ул. Мира, 14,
д.м.н., зав. лабораторией этиологии ФБУН НИИЭМ имени Пастера.
и контроля вирусных инфекций Тел.: (812) 233-21-56.
ФБУН НИИЭМ имени Пастера Факс: (812) 232-17-92.
© Бичурина М.А. и соавт., 2012 E-mail: [email protected]
Введение
Энтеровирусы (ЭВ) являются одними из наиболее широко встречающихся вирусных патогенов человека. Ежегодно по всему миру регистрируются сотни тысяч случаев энте-ровирусной инфекции (ЭВИ) различной степени тяжести от легких лихорадочных форм до тяжелых заболеваний, таких как серозный менингит, энцефалит, сепсисоподобные заболевания новорожденных, увеит и другие заболевания [2, 3, 5, 8, 9, 13, 15, 16].
Высокий уровень генотипической изменчивости РНК-содержащих энтеровирусов является основой формирования «новых» эпидемических штаммов с выраженными патогенными свойствами [10]. Эпидемический процесс ЭВИ проявляется спорадической заболеваемостью, сезонными подъемами (в летне-осенние периоды) и вспышками (в течение всего года).
Основную роль в поддержании циркуляции ЭВ среди населения играет ряд факторов: высокая восприимчивость людей, возможность длительного вирусоносительства, способность вирусов долго сохраняться в объектах окружающей среды. Разные серотипы ЭВ могут вызывать заболевания со сходными клиническими проявлениями, в то же время представители одного серотипа могут провоцировать разные заболевания. Наиболее часто возбудителями серозного менингита являются энтеровирусы ECHO 6 и ECHO 30. В России и странах СНГ в последние годы вспышки серозного менингита, вызванные ЭВ ECHO 6, были зарегистрированы в Хабаровском крае [3, 5], Нижнем Новгороде [4], в Республике Беларусь [1], Молдове и на других территориях [6, 7].
В Новгородской области в сентябре—ноябре 2008 г. имел место сезонный подъем заболеваемости энтеровирусным серозным менингитом. В работе проведен анализ эпидемического процесса и расшифрована этиология серозного менингита, в том числе с использованием молекулярно-генетических методов исследования.
Материалы и методы
Анализ заболеваемости ЭВИ и энтеровирус-ным менингитом (ЭВМ) проводили на основе сведений, полученных из формы государственной статистической отчетности № 2 и оперативной еженедельной информации.
Выделение энтеровирусов от больных ЭВИ из проб фекалий и ликвора проводили на двух культурах клеток Hep2 и RD. Принадлежность
штаммов к отдельным серотипам ЭВ определяли в реакции микронейтрализации в соответствии со стандартным протоколом ВОЗ [17]. При этом использовали специфические энте-ровирусные сыворотки производства института полиомиелита и вирусных энцефалитов им. М.П. Чумакова и RIVM (Bilthoven, Нидерланды).
Обнаружение РНК энтеровирусов в пробах фекалий и ликвора осуществляли методом ОТ-ПЦР с помощью диагностической тест-системы «АмплиСенсЭнтеровирус-207» (ЦНИИЭ, Россия). Продукты ПЦР анализировали методом электрофореза в 1,5% агароз-ном геле и трис-боратной буферной системе. Результаты регистрировали с помощью видеосистемы «Vitran» (Биоком, Россия). Идентификацию типа энтеровируса проводили путем определения нуклеотидной последовательности области генома VP1 [4, 14]. Определение нуклеотидной последовательности проводили в автоматическом режиме на секвенаторе ABI Prism 3100. Филогенетический анализ осуществляли по алгоритму Neighbor-joining при помощи программы MEGA v. 4.0 [12].
Результаты
В Новгородской области в 2008 г. зарегистрировано 105 случаев энтеровирусной инфекции, в том числе 73 случая лабораторно подтвержденного энтеровирусного менингита. Сезонный подъем ЭВМ начался с конца сентября и продолжался до середины ноября. За этот период переболело 69 человек, показатель заболеваемости составил 10,5 на 100 тыс. населения. Наиболее высокий уровень заболеваемости отмечался на второй и третьей неделях октября. В эпидемический процесс интенсивно были вовлечены жители Великого Новгорода и Новгородского района, на долю которых пришлось 95,6% от всех случаев заболеваний.
Среди заболевших дети до 17 лет составляли 89,9%. Самый высокий показатель заболеваемости (2,6 на 1000 человек) был у детей в возрастной группе 3—6 лет, у детей 7—14 лет он составил 0,66 на 1000. У взрослых зарегистрировано 7 случаев ЭВМ, показатель заболеваемости — 0,1 на 1000. В основном заболевания ЭВМ регистрировались у организованных детей: 36,2% от числа заболевших посещали детские дошкольные учреждения, 47,8% составляли школьники. В целом, случаи ЭВМ были зарегистрированы в 17 дошкольных учреждениях, 23 школах и 3 средних и высших учебных заведениях.
Среди больных лица мужского пола составляли 62,3%, лица женского пола — 37,7%.
Были зафиксированы очаги инфекции в детских дошкольных учреждениях с распространением от 2 до 6 случаев, в школах — от 2 до 4 случаев. Также регистрировались домашние очаги с одним случаем.
По клиническому течению 95,6% случаев были расценены как среднетяжелые, тяжелых случаев заболеваний не зарегистрировано.
Для расшифровки этиологии энтеровирус-ной инфекции, в том числе сезонного подъема ЭВМ, были проведены комплексные вирусологические и молекулярно-биологические исследования. Их осуществляли три лаборатории: вирусологическая лаборатория ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Новгородской области», вирусологическая лаборатория Санкт-Петербургского регионального центра (СПб РЦ) по надзору за полиомиелитом и референс-центр по мониторингу за энтеровирусными инфекциями в ФБУН «Нижегородский НИИ эпидемиологии и микробиологии им. акад. И.Н. Блохиной».
При двукратных пассажах материала (фекалии) от больных ЭВМ на клеточных культурах у 31 пациента выделены энтеровирусы. При идентификации энтеровирусных изолятов с помощью моноспецифических энтеровирус-ных сывороток установлено, что выделенные от 20 больных энтеровирусы относились к ЭВ серотипа ECHO 6, у 10 больных были идентифицированы ЭВ серотипа ECHO 30 и у одного больного — Coxsackie B5. Эти результаты были подтверждены в вирусологической лаборатории СПб РЦ при исследовании энтеровирус-ных изолятов от 9 больных.
У 38 больных с ЭВМ (55,0%) диагноз был подтвержден в вирусологической лаборатории ФБУЗ в Новгородской области при исследовании ликвора только методом ПЦР.
Аналогичные результаты получены в рефе-ренс-центре по мониторингу за энтеровирус-ными инфекциями. При исследовании проб от 56 больных ЭВМ присутствие РНК энте-ровирусов было обнаружено в 60,7% методом ОТ-ПЦР. У 24 больных установлены серотипы энтеровирусов путем определения нуклео-тидной последовательности области генома VP1. Идентифицированные энтеровирусы были отнесены к четырем серотипам. Распределение по серотипам показано на рис. 1. Доминирующее положение имели два серотипа энтеровирусов — ECHO 6 и ECHO 30, которые были детектированы у 14 и 8 больных соответственно. Вирус ECHO 2 был обнаружен у одного ребенка, заболевшего вскоре после приезда
из Молдавии. Еще у одного больного ребенка с диагнозом серозный менингит был идентифицирован энтеровирус 71.
Таким образом, вирусологическим и моле-кулярно-генетическими методами расшифрована этиология сезонного подъема ЭВМ в Новгородской области. Установлено, что 60 случаев заболевания ЭВИ было вызвано вирусом ECHO 6 и 44 случая — вирусом ECHO 30.
Сравнение нуклеотидных последовательностей, имеющихся в GenBank, и изученных штаммов вирусов ECHO 6, показало, что в Новгороде циркулировали два генетических варианта (субтипа) вирусов (рис. 2) в соотношении 11:3. Различие нуклеотидных и аминокислотных последовательностей фрагмента генома VP1 этих субтипов вируса составило в среднем 10 и 3% соответственно. Штаммы вируса ECHO 6 первого субтипа оказались генетически родственными штамму, выделенному в Хабаровске во время вспышки ЭВМ в 2006 г. [3], они обнаружены у лиц, заболевших в Новгородской области в период с августа по октябрь 2008 г. Штаммы вируса ECHO 6 второго субтипа, родственные штамму, который был выделен во Франции в 2005 г., были обнаружены у больных с сентября по ноябрь.
Энтеровирусы ECHO 30 на территории Новгородской области в предыдущие годы не были обнаружены. Вирусы ECHO 30, циркулировавшие в Новгородской области в период сезонного подъема ЭВМ в 2008 г., были родственны штамму ECHO 30, выделенному от больного ЭВМ в Великобритании в 2007 г., а также штаммам, идентифицированным в европейских странах в период с 1997 по 2000 гг. (рис. 2). Генетически сходный вирус являлся доминирующим во время эпидемического подъема заболеваемости ЭВМ в Нижнем Новгороде осенью 2007 г. [4].
58,3% 33,3%
4,2%
4,2%
□ ЕЗО □ ЭВ71 ■ Е2 □ Е6
Рисунок 1. Распределение по серотипам энтеровирусов, выделенных от больных серозным менингитом в Новгородской области в 2008 г.
82
76
89
90
71
98
96
96
1557 2167 1525 1520 2164 1876 1545 2195
L ЕСН06 25868 Кыргызстан 06
ЕСН06 26342 Хабаровск 06 L ЕСН06 25240 Тюмень 05 ЕСН06 EV-10887-99 Россия 1999
2166 2172 2155
J- ЕСН06 CSF-1377/07 Великобритания 2007 -ECH06Germany/120/2003 Германия 2003 I— ECH06TR112010-05 Франция 2005 т- ЕСН06 FR-07-2002-27 Франция 2002
I-ЕСН02 203-97 Китай 1997
1_I— ЕСН02152-77 Швеция 1977
1-1522
> Е6-1
98
> Е6-2
Е2
98
■ ЕСНОЗО 21460 Грузия 2003 -П- ЕСНОЗО 22541 Россия: Москва 2004 L ЕСНОЗО-N2 N.N./4616/07 Нижний Новгород 2007 — ЕСНОЗО Bastianni
ЕЗО-2
80
I ЕСНОЗО-Ш N.N./4616/07 Нижний Новгород 2007 2176
1 ЕСНОЗО-Ш N.N./3941/07 Нижний Новгород 2007
I ЕСНОЗО 6126с1еп97 Дания 1997 ■41 ЕСНОЗО дс97-2597 Канада 1997 г|1 ЕСНОЗО 97СР1619 Франция 1997
ЕСНОЗО 20798 Россия: Сибирь 2003 Г ЕСНОЗО С8Р-1761/07 Великобритания 2007 2163 2165 1537 2209 1521 1871
> ЕЗО-1
99
0,1
2180
EV71 NUH0013/SIN/08 Сингапур 2008 EV71 1416-FR-2007 Франция 2008 EV71 07-352/Stuttgart/DEU Германия 2007
EV71-C2
Рисунок 2. Филогенетическое дерево для области генома VP1 энтеровирусов ECHO 6 и ECHO 30
Обсуждение
Результаты комплексного эпидемиологического и молекулярно-генетического анализа показали, что подъем заболеваемости ЭВИ в Новгородской области в сентябре—ноябре 2008 г. был вызван энтеровирусами ECHO 6 и ECHO 30. Повышенная заболеваемость регистрировалась в месяцы сезонного подъема, характерного для данной инфекции. В эпидемический процесс в основном были вовлечены дети из организованных коллективов (детские дошкольные учреждения и школы). В предсезонный период (апрель-май) в Великом Новгороде от больных со спорадическими случаями ЭВИ были выделены вирусы ECHO 6. На территории Новгородской области была также отмечена циркуляция ЭВ ECHO 30 среди населения в июле-августе 2008 г., когда они вызывали
спорадические случаи ЭВИ и, вероятно, шло накопление числа вирусоносителей. Пусковым механизмом роста заболеваемости ЭВМ возможно явилось формирование детских организованных коллективов. Скученность «хозяев» позволила вирусам использовать множественные пути распространения в рамках реализации фекально-орального и аспирационного механизмов передачи инфекции.
Во многих чертах эпидемический процесс в Новгородской области повторяет эпидемическую ситуацию в Нижнем Новгороде 2007 г. [4]. Вместе с тем, во время эпидемического подъема заболеваемости ЭВИ в Нижнем Новгороде циркулировали два субтипа вируса ECHO 30 [4]. Основная масса нуклеотидных последовательностей генома штаммов из Нижнего Новгорода формировала монофилетическую группу со штаммом ECHO 30 CSF-1761/07, изо-
лированным от больного серозным менингитом в Великобритании в 2007 г. Этот субтип был представлен штаммом ECHO 30-N1 и являлся доминирующим в период эпидемического подъема заболеваемости ЭВМ в Нижнем Новгороде в 2007 г. К этому же субтипу относились и штаммы ECHO 30, выделенные во время сезонного подъема 2008 г. в Новгородской области. Второй субтип вируса ECHO 30, выделенный в Нижнем Новгороде, имевший наибольшую степень гомологии с вирусами ECHO 30, выделенными в Азии [2], в Новгородской области не встречался. Вероятно, между штаммами ECHO 30, выделенными в Нижнем Новгороде в 2007 г., и штаммами ECHO 30, выделенными в Великом Новгороде в 2008 г., нет прямых взаимосвязей, но возможно они имеют единое происхождение.
Этиологическим агентом сезонного подъема ЭВМ в Новгородской области также явился энтеровирус ECHO 6, причем выделенные штаммы относились к двум генетическим вариантам. Проведенный филогенетический анализ позволил показать, что штаммы, относящиеся к первому субтипу (в частности, вирус ECHO 6 2164, обнаруженный у больного из Новгородского района), были родственны штамму ECHO 6 26 342, выделенному в Хабаровском крае во время вспышки ЭВМ в 2006 г. В Хабаровском крае, где было зарегистрировано 1434 случая ЭВМ, при вирусологическом обследовании больных у 74,9% пациентов были выделены энтеровирусы, 80% которых были идентифицированы как вирусы ECHO 6 [3, 5]. Штаммы второго субтипа вируса ECHO 6 были родственны штамму TR112010-05, изолированному во Франции в 2005 г. Эти штаммы также циркулировали на территории Новгородской области в период сезонного подъема заболеваемости ЭВИ в 2008 г.
Заключение
Согласно литературным данным, неполио-миелитные энтеровирусы обусловливают как спорадическую, так и вспышечную заболеваемость. При этом до настоящего времени неясны особенности циркуляции различных серотипов энтеровирусов, механизмы смены доминирующих в циркуляции серотипов эн-теровирусов и причины возникновения связанных с различными серотипами эпидемических вспышек энтеровирусных инфекций
[3, 6, 11].
Полученные данные свидетельствуют о необходимости систематического эпидемиологического и вирусологического надзора за энтеро-вирусной инфекцией в целях получения новой
информации о циркуляции неполиомиелит-ных энтеровирусов среди населения и установления закономерностей развития эпидемического процесса при этой инфекции.
Список литературы
1. Aмвросьева Т.В., Поклонская Н.В., Безручко A.A., Фисенко Е.Г. Молекулярная характеристика и филогенетический анализ энтеровирусов, вызвавших вспышки и сезонные подъемы заболеваемости в разных регионах Республики Беларусь // ЖМЭИ. — 2006. — № 3. — С. 17-21.
2. Лукашев A.^, Иванова O.E., Еремеева Т.П., Лаш-кевич ВА., Черненко К.Е. Молекулярная эпидемиология вируса ECHO 30 на территории России и стран СНГ // Вопросы вирусологии. — 2004. — № 5. — С. 12-16.
3. Лукашев A.^, Резник В.И., Иванова O.E., Еремеева Т.П., Каравянская Т.Н., Перескокова МА., Лебедева ЛА., Лашкевич ВА., Михайлов М.И. Молекулярная эпидемиология вируса ECHO б — возбудителя вспышка серозного менингита в Хабаровске в 2006 г. // Вопросы вирусологии. — 2008. — № 1. — С. 1б-21.
4. Oнищенко Г.Г., Новикова НА., Ефимов Е.И., Княгина O.^, Петров Е.Ю., Новиков Д.В., Голицына A.^, Калашникова НА., Епифанова Н.В., Погодина Л.В. Сезон энтеровирусного серозного менингита в Нижнем Новгороде в 2007 г.: молекулярно-эпидемиологические аспекты // ЖМЭИ. — 2009. — № 2. — С. 24-30.
5. Резник В.И., Кожевникова Н.В., Каравянская Т.Н., Воронцова Г.М., Перескокова МА., Иванова O.E., Еремеева Т.П., Лукашев A.^ Эпидемиологическая и этиологическая характеристика эн-теровирусных инфекций в Хабаровском крае // ЖМЭИ. — 2007. — № 5. — С. 32-37.
6. Романенкова Н.И., Бичурина МА., Розаева Н.Р. Надзор за полиомиелитом и энтеровирусной инфекцией на ряде территорий Российской Федерации // ЖМЭИ. — 2011. — № 6. — С. 32-36.
7. Сейбиль В.Б., Фролочкина Т.И. Серозный менингит // ЖМЭИ. — 2006. — № 1. — С. 87-92.
8. Энтеровирусные инфекции: Руководство для врачей. — СПб., 2012. — 432 с.
9. CDC. Outbreaks of aseptic meningitis associated with echovirus 9 and 30 and preliminary surveillance reports on enterovirus activity — United States, 200З // Morbid. Mortal. Wkly Rep. — 2003. — Vol. 52. -P. 7б1-7б4.
10. Domingo E., Escarmis C., Sevilla N. Basic concepts in RNA virus evolution // Faseb. J. — 1996. — N 10. — P. 859-8б4.
11. Khetsuriani N., Lamonte-Fowlkes A., Oberste S., Pallansch M.A. Enterovirus surveillance — United States, 1970-2005 // Morbid. Mortal. Wkly Rep. — 2006. — Vol. 55, N 8. — P. 1-20.
12. Kumar S., Tamura K., Nei M. MEGA 3: integrated softwares for molecular evolutionary genetics analysis and sequence alignment // Brief. Bioinform. — 2004. — N 5. — P. 150-163.
13. Lashkevich V.A., Koroleva G.A., Lukashev A.N. Enterovirus uveitis // Rev. Med. Virol. — 2004. — N 14. — P. 241-254.
14. Nix W.A., Oberste M.S., Pallansch M.A. Sensitive seminested PCR amplification of VP1 sequences for direct identification of all enterovirus serotypes
from original clinical specimens // Clin. Microbiol. — 2006. — Vol. 44. — P. 2698-2704.
15. Pallansch M.A., Roos R.P. Enteroviruses, polioviruses, coxsackieviruses and newer enteroviruses // Field Virology. — Philadelphia, 2001. — P. 723 -775.
16. Rotbart M.A., Brennan P.J., Fife K.H. Enterovirus meningitis in adults // Clin. Infect. Dis. — 1998. — Vol. 27. — P. 896-898.
17. World Health Organization. Polio laboratory manual. — Geneva, Switzerland, 2004.
