Роль иксодовых клещей в распространении и циркуляции возбудителей клещевых инфекций и инвазий на территории Белорусского Поозерья

ВВЕДЕНИЕ

В последнее десятилетие на территории Европы, в том числе Республики Беларусь, и Азии отмечается устойчивая направленность к повышению уровня заболеваемости животных и людей инфекциями, передающимися клещами, расширению их нозоареалов, выявлению микст-инфекций, а также регистрации ранее неизвестных патогенов и новых нозологических форм болезней [1-5].

До недавних пор на территории Республики Беларусь практически все внимание было сосредоточено только на двух клещевых инфекциях – вирусном клещевом энцефалите и Лайм-боррелиозе. В реальности же значительно чаще стали регистрироваться нетипичные для Беларуси трансмиссивные заболевания – анаплазмоз, туляремия, клещевые риккетсиозы, а в соседних странах интенсивно стали распространяться крымская геморрагическая лихорадка, моноцитарный эрлихиоз и др. [6]. Наибольший интерес для практического здравоохранения представляет выявление в ряде граничащих с республикой стран гранулоцитарного анаплазмоза человека. Антитела к анаплазмам чаще всего (18,2%) обнаруживались в сыворотках крови хронических пациентов с поражением нервной системы, которые отмечали в анамнезе присасывание клеща, а также у пациентов, переносящих Лайм-боррелиоз (13,5%) [1]. В этой связи в последние годы внимание эпидемиологов и инфекционистов привлечено к проблеме клещевых микст-инфекций.

К настоящему времени достоверно доказано, что зараженность клеща 2–3 возбудителями не только вирусных, но бактериальных и/или протозойных инфекций – это не исключение, а закономерность [7]. По литературным данным, микст-инфекция в структуре клещевых инфекций на эндемичных территориях может достигать 36% [8]. При этом до 5% иксодовых клещей в своем организме содержат возбудителей Лайм-боррелиоза и клещевого энцефалита [9]. Клинико-серологическими исследованиями установлено, что у лиц, отмечавших присасывание клещей, может развиваться клещевой энцефалит как в виде моно-, так и смешанных клещевых вирусно-бактериальных заболеваний [10][11], которые протекают значительно тяжелее. Поэтому любое заболевание, возникшее в результате присасывания клеща, следует рассматривать как потенциальную микст-инфекцию [6].

При анализе имеющейся литературы установлено, что наибольшее количество эколого-эпизоотологических исследований по иксодовым клещам проводилось на территории центрального и южных регионов Беларуси (Гомельская, Брестская, Минская области и г. Минск), также имеются немногочисленные данные по Гродненской и Могилевской областям и лишь единичные исследования по Витебскому региону (Белорусскому Поозерью) [12].

Географически Белорусское Поозерье представляет собой озерное плато на севере страны, формирующее юго-восточную часть Балтийской гряды между средним течением Западной Двины и средней частью бассейна Немана, и занимает около 19% территории Беларуси. Основная (бóльшая) часть Поозерья расположена на территории Витебской области, и лишь небольшие участки находятся в Минской и Гродненской областях [13]. Свое название регион получил благодаря большому количеству озер – свыше 3000. Озера образуют живописные ландшафтные группы: Браславскую, Нарочанскую, Лепельскую, Глубокскую.

Климат Поозерья – самый холодный и влажный в Беларуси. Регион относится к северной умеренно теплой влажной агроклиматической области.

Основу природной растительности Поозерья составляют леса. Ими занято около 40% территории, что соответствует среднему республиканскому показателю. Наиболее лесистые (до 50%) – песчаные низины, часто заболоченные. В составе лесов преобладают хвойные породы (в основном сосна), доля которых достигает 60%. Отличительной чертой растительности Поозерья является самый высокий в республике процент еловых лесов – 17%. Дубовых лесов очень мало (менее 2%), а другие широколиственные породы почти не встречаются. Среди мелколиственных лесов преобладают березовые, ольховые и осиновые [14].

Совсем небольшую площадь занимают луга. Среди них преобладают суходольные, значительно меньше низинных и пойменных лугов. Луга сильно закустарены.

Болот в Поозерье немного, но местами они образуют большие массивы (Ельня, Обольские болота, Бельмонт). Отличительной чертой является широкое распространение верховых сфагновых и переходных болот.

Таким образом, все вышеописанные природно-географические особенности Белорусского Поозерья соответствуют подтаежным ландшафтам, что создает уникальные условия для обитания иксодовых клещей.

Цель работы – проанализировать эколого-эпизоотологическую и эпидемиологическую значимость иксодовых клещей в распространении и циркуляции возбудителей клещевых инфекций на территории Белорусского Поозерья.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Учет численности и видового разнообразия половозрелых иксодовых клещей осуществляли с апреля по ноябрь 2022 г. В связи с особенностями суточного хода активности иксодовых клещей учеты проводились в период ее максимума: в ясные дни – утром (от момента высыхания росы до наступления дневной жары) и вечером (после спада жары до наступления сумерек или вечернего понижения температуры); в пасмурные дни при отсутствии полуденной жары – в течение дня. При этом ночная температура воздуха должна была быть не менее 8 °С [15].

Взрослых клещей (имаго) и нимф собирали на объектах открытой природы на следующих территориях Витебского района: ботанический заказник «Туловский», агрогородок (а/г) Тулово; парк имени Советской Армии; пляжная и окрестные территории детского оздоровительного лагеря «Буревестник», д. Зуи; биологический заказник «Придвинье», д. Шевино; дендропарк «Лужеснянский», д. Лужесно; ботанический заказник «Чертова Борода», территория горнолыжной базы «Руба»; лесной массив в окрестностях д. Сокольники. Все территории имели подтаежный тип ландшафта.

Координатные точки обследования определяли с помощью спутниковых навигаторов (ГЛОНАСС/GPS-приемников) в системе глобального позиционирования.

На открытых (полянах, лужайках, просеках) и лесных участках с высокой травой и кустарником клещей собирали на флаг из однотонной светлой ворсистой ткани (вафельной, фланелевой). Кусок ткани 60 × 100 см прикрепляли узкой стороной к палке и протаскивали по растительности в развернутом виде перед собой или сбоку, периодически проводя осмотр флага.

Подсчет длины маршрута вели по 10-метровым отрезкам, заранее определив соответствующее им количество пар шагов. В промежутках между отрезками делали остановки для записей, осмотра собственной одежды.

Основной единицей учета численности являлась протяженность маршрута наблюдения (1 флаго-км природного биотопа).

Всего пройдено 8 маршрутов, отработано 18 флаго-км, собрано 529 экземпляров клещей, из них 350 имаго и 179 нимф.

Родовую и видовую принадлежность иксодовых клещей устанавливали с помощью определителя Н. А. Филипповой¹. Видовую идентификацию клещей выполняли прижизненно на бинокулярном микроскопе (16×).

Собранных клещей помещали в стеклянные пробирки с ватно-марлевой пробкой или пластиковые пробирки с завинчивающейся крышкой. На каждую пробирку наклеивали этикетку со сведениями о месте и времени сбора, виде, поле, фазе развития клеща и степени насыщения особи^2,3.

Наличие возбудителей заболеваний животных и человека в отловленных клещах оценивали по выявлению генетического материала методом полимеразной цепной реакции (ПЦР) в режиме реального времени при помощи амплификатора. Группировку проб осуществляли в соответствии с МУ 3.1.1027-01 «Сбор, учет и подготовка к лабораторному исследованию кровососущих членистоногих – переносчиков возбудителей природно-очаговых инфекций»⁴, при этом в одну пробу включали только одного клеща. Генетический материал из полученных проб выделяли с помощью набора реагентов для экстракции нуклеиновых кислот из объектов окружающей среды в соответствии с инструкцией производителя.

Статистическую значимость различия средних величин оценивали по критерию Стьюдента (t).

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

В результате проведенных сборов иксодовых клещей на объектах открытой природы на обозначенных маршрутах отобрано 529 клещей, в том числе 350 (66,2%) имаго и 179 (33,8%) нимф (табл. 1). При этом нимфы попадались только на трех маршрутах из восьми.

Видовой и половой состав собранных клещей представлен в таблице 2. На основании полученных данных рассчитали индекс встречаемости: число проб, в которых обнаружены особи определенного вида, выраженное в процентах от общего числа исследованных проб.

Определено, что фауну эпидемически и эпизоотически значимых видов клещей в Белорусском Поозерье (Витебском районе), отвечающих за распространение клещевых инфекций и инвазий, составляют представители родов Ixodes и Dermacentor, что в целом не противоречит другим исследованиям. Так, для клещей рода Ixodes индекс встречаемости составил 70,1%, а для Dermacentor – всего лишь 29,9%.

Ixodes ricinus (европейский лесной, собачий, скотский клещ) относится к временным эктопаразитам с длительным питанием и пастбищно-подстерегающим типом нападения.

Взрослые клещи в голодном состоянии абсолютно плоские, имеют небольшой размер, всего 3–4 мм, а голодные нимфы – около 2 мм. Во время напитывания размеры увеличиваются в разы, особенно у самок (в сотни раз), и форма приближается к яйцевидной. Тело взрослого паразита представляет собой кожистый мешок, более плотный на спине (щиток), глаза и крылья отсутствуют, но есть 4 пары ног. Щиток полностью покрывает тело самцов, а у самок занимает лишь переднюю треть. Самки крупнее самцов, красноватого цвета, который после напитывания трансформируется в серый. Нимфы – светло-коричневые, после «еды» – бурые. Отличительной фенотипической особенностью Ixodes ricinus является прерывистая или нечеткая краевая борозда.

Все активные фазы жизненного цикла паразита (развитие яиц и линька) протекают в лесной подстилке.

Особенностью обитания Ixodes ricinus является приверженность к изреженным вырубкам и молодым мелколиственным лесам (береза, осина, ольха), где имеются поляны с высоким травостоем, а почва покрыта толстым слоем листвы. Также клещи любят селиться в зарослях ивы, образующихся вдоль мелиорационных канав, тянущихся между полями.

Ixodes ricinus является переносчиком европейского генотипа вируса клещевого энцефалита, менее патогенного для человека, боррелий комплекса Borrelia burgdorferi sensu lato (иксодовые клещевые боррелиозы, или болезнь Лайма), Anaplasma phagocytophilum (гранулоцитарный анаплазмоз), Babesia spp. (пироплазмоз собак, бабезиоз скота) [16].

Dermacentor reticulatus (луговой клещ) может населять открытые пространства лиственных и смешанных лесов – лесные поляны, опушки леса, но предпочитает луга и пастбища с густым высоким травостоем, способен переносить затопление, обитает на заливных лугах, может встречаться на газонах, любит влажные места – овраги, дорожные канавы, родники. Таким образом, в местах выпаса скота могут создаваться очаги массового размножения паразита [17]. Отличается высокой холодостойкостью. Активность луговых клещей начинается практически на месяц раньше, чем лесных, – в апреле – мае.

Клещи рода Dermacentor имеют особенности: все фазы жизненного цикла паразита проходят в течение одного года, а голодные имаго могут выдерживать две-три зимовки [18].

Характерными морфологическими признаками рода Dermacentor являются светлые эмалевые пигменты в виде пятен различной формы и размеров, лучше всего выраженных на спинном щитке и в меньшей мере – на ногах и хоботке. Форма эмалевых пятен и их количество весьма значительно варьируют. Самец имеет светлую окраску с темными отметинами. У самки подобную окраску имеет только щиток, а тело – темно-коричневое [19].

Луговой клещ является переносчиком вируса клещевого энцефалита, боррелиоза, бабезиоза (пироплазмоза), анаплазмоза, эрлихиоза, риккетсиоза, туляремии, листериоза, эризипелоида, Ку-лихорадки, клещевого сыпного тифа, омской геморрагической лихорадки [18][19].

Все собранные особи были проверены на наличие генетического материала Borrelia spp., Anaplasma spp. (Ehrlichia spp.), Babesia spp. и Tick-borne encephalitis virus при помощи ПЦР в режиме реального времени.

Установлено, что 120 (22,7%) из 529 паразитов являлись носителями определенных возбудителей инфекционных заболеваний животных и человека – клещи-носители, а 409 (77,3%) были условно «чистыми», так как спектр определяемых ДНК-маркеров был ограничен. При этом у наибольшего количество особей, 74 (61,7%) из 120, обнаружена ДНК Borrelia spp., у 31 (25,8%) – Anaplasma spp. (Ehrlichia spp.) и у 30 (25,0%) – Babesia spp. (рис. 1).

Среди трансмиссивных природно-очаговых инфекций иксодовые клещевые боррелиозы являются одной из актуальных проблем здравоохранения многих стран, в том числе и Республики Беларусь, из-за постоянно растущей социальной, медицинской и экономической значимости [20-22]. В целом боррелиоз является выраженным трансмиссивно-клещевым заболеванием человека и животных. Например, по литературным данным [23], на территории России доля иксодовых клещевых боррелиозов составляет около 30% от общего количества природно-очаговых инфекций и более 55% от инфекций, возбудителей которых передают иксодовые клещи. Как показывают результаты других исследований, спонтанная бактериофорность (инфицированность клещей боррелиями) иксодовых клещей в природных очагах может достигать 70 и даже 90% [24].

Природные очаги иксодовых клещевых боррелиозов напрямую зависят от природных ландшафтов: особенно их много в смешанных лесах умеренно влажного климатического пояса, что абсолютно соответствует Витебскому району. Резервуаром и переносчиком боррелий служат многие виды инфицированных диких и домашних позвоночных животных (грызуны, олени, лоси, козы, коровы, собаки, лошади и др.), а также птицы, распространяющие зараженных иксодовых клещей на большие расстояния при миграционных перелетах.

По данным сотрудников группы арбовирусных инфекций Республиканского научно-практического центра эпидемиологии и микробиологии (РНПЦ эпидемиологии и микробиологии), отслеживающих динамику циркуляции возбудителей трансмиссивных инфекций на территории Республики Беларусь, на протяжении последнего десятилетия отмечается рост бактериофорности клещей в открытой природе в среднем по республике с 12,4 до 19,1%.

Анаплазмы являются возбудителями трансмиссивного сезонного заболевания крупного рогатого скота и человека.

До недавнего времени анаплазмы были известны только как возбудители заболеваний животных, а анаплазмозы были сферой интересов ветеринарной медицины, но на сегодняшний день доказано, что люди также подвержены инфекции [25]. А метод ПЦР-амплификации позволил внести существенные поправки в таксономию анаплазм, что значительно облегчает диагностику заболевания.

Источником инвазии служат больные животные и анаплазмоносители. Передачу возбудителя осуществляют 11 видов иксодовых и один вид аргасовых клещей и насекомые. Кроме крупного рогатого скота к Anaplasma marginale восприимчивы северные олени, зебу, буйволы, лоси, косули и антилопы [26].

Анаплазмоз распространен практически повсеместно. Заболевание, как правило, регистрируют весной, летом и осенью. Однако при плохих условиях содержания и кормления, а также из-за нарушения правил асептики и антисептики при проведении ветеринарно-зоотехнических манипуляций (забор крови одной иглой, биркование и др.) возможны случаи заболевания животных и зимой. Очень часто анаплазмоз протекает в виде смешанной инвазии с пироплазмидозами [27].

В Российской Федерации, согласно ветеринарной отчетности, неблагополучными по анаплазмозу являются граничащие с территорией Республики Беларусь Брянская, Псковская области, а также Рязанская, Калининградская, Владимирская и другие регионы [5][11]. Массовое заражение и болезнь скота приводят к падежу, снижению роста молодняка и уменьшению молочной продуктивности коров, неэффективному использованию кормов, увеличению затрат на дорогостоящее лечение, проведение обширных исследовательских работ и мероприятий по борьбе с заболеванием. Все это причиняет огромный экономический ущерб.

Эрлихиоз, так же как и анаплазмоз, относится к риккетсиозным клещевым трансмиссивным инфекциям. Болеют эрлихиозом и животные (собаки, кошки, дикие животные семейств псовых, кошачьих и др.), и человек. Особенностью данных клещевых риккетсиозов является различный тропизм к клеткам крови. Так, Anaplasma поражает лейкоцитарные гранулоциты (в основном нейтрофилы), а Ehrlichia обладает тропизмом к моноцитам, что и дало название передаваемым ими болезням (гранулоцитарный анаплазмоз человека, моноцитарный эрлихиоз человека). И анаплазмоз, и эрлихиоз являются новыми для Республики Беларусь инфекциями и требуют более детального изучения. По результатам научных исследований, опубликованным РНПЦ эпидемиологии и микробиологии, среди 64 пациентов с клещевыми инфекциями удельный вес гранулоцитарного анаплазмоза человека составлял 23,4%, а случаи заболеваемости людей моноцитарным эрлихиозом носили спорадический характер [1].

Бабезиоз (пироплазмоз) – природно-очаговое кровепаразитарное трансмиссивное заболевание, передающееся иксодовыми клещами, вызываемое простейшими микроорганизмами рода Babesia [28]. Основными переносчиками инфекции и главными хозяевами паразита являются иксодовые клещи из родов Rhipicephalus, Dermacentor, Hyalomma, Ixodes ricinus, Haemaphysalis leachi, а также аргасовые клещи [29]. В основном болеют крупный рогатый скот и представители семейства псовых. У человека заболевание вызывают три вида бабезий: в Америке – Babesia microti, в Европе – Babesia divergens и Babesia rodhaini. В литературе описано более 100 случаев бабезиоза у человека, в основном с летальным исходом [30].

Западный клещевой энцефалит относится к арбовирусным заболеваниям, в жизненном цикле возбудителя которого обязательно присутствует клещ Ixodes ricinus в качестве участника циркуляции и резервуара вируса в природе. В Беларуси клещевой энцефалит начал изучаться с начала 40-х годов прошлого столетия, когда на территории Беловежской Пущи были выявлены его природные очаги, а из клещей Ixodes ricinus выделен вирус [12].

По данным сотрудников РНПЦ эпидемиологии и микробиологии, на протяжении последнего десятилетия в Республике Беларусь отмечается медленный, с периодами стабилизации, но неуклонный рост количества зараженных Tick-borne encephalitis virus клещей Ixodes ricinus [20].

Обращает на себя внимание тот факт, что ни один из собранных нами паразитов не имел генетических маркеров Tick-borne encephalitis virus. В то же время считается, что клещевой энцефалит продолжает оставаться приоритетной клещевой инфекцией для региона Полесья, где, как и в целом по республике, в последние годы отмечается постоянный рост численности иксодовых клещей в природных биотопах, повышение уровня их естественной зараженности возбудителями различной природы, расширение ареалов распространения инфицированных переносчиков [12].

В литературе описано довольно много случаев микст-инфекции у иксодид (от 18 до 32%) [1][2][4][10][15], но в нашем исследовании сочетанное инфицирование выявлено только у 13 из 120 клещей (рис. 2). При этом более двух возбудителей обнаружено лишь в двух пробах.

Факт выявления в организме одного клеща нескольких патогенных возбудителей переводит клещевые микст-инфекции в ранг важной и приоритетной для Республики Беларусь проблемы и диктует необходимость ее всестороннего изучения.

При проведении исследования установили, что наибольшее число инфицированных клещей собрано на территории ботанического заказника «Чертова Борода» (38,5%), наименьшее – на пляже и в окрестностях детского оздоровительного лагеря «Буревестник», д. Зуи (9,1% при р = 0,00015). На остальных объектах открытой природы количество зараженных паразитов было примерно одинаковым и находилось в интервале от 15,6 до 21,5% (рис. 3).

Результаты определения наличия ДНК возбудителей трансмиссивных клещевых инфекций в иксодовых клещах-носителях на территории ботанического заказника «Чертова Борода», а также на пляже и в окрестностях детского оздоровительного лагеря «Буревестник» (д. Зуи) представлены на рисунке 4.

Выявленные различия в показателях численности иксодовых клещей и встречаемости в них генетических маркеров возбудителей клещевых инфекций имеют определенную связь с экологическими особенностями изучаемых территорий.

Ботанический заказник «Чертова Борода» является природным заказником местного значения, располагается в урочище Чертова Борода на юго-западе Витебска, к западу от микрорайона Орехово, на правом берегу Западной Двины. Рельеф холмистый, прерывающийся влажными ложбинами, с характерным смешанно-лесным ландшафтом, со множеством кустарниковых зарослей и травяного сухостоя. Территория идеально подходит для стационарного ареала иксодовых клещей.

Маршрут, пролегающий по территории, относящейся к детскому оздоровительному лагерю «Буревестник», находился в смешанном лесу, в д. Зуи Витебского района, в 6 км от Витебска. Ландшафт преимущественно смешанно-лесной, с лугами ближе к северо-восточной части лагеря и берегу р. Лучосы. Малое количество клещей можно объяснить регулярным проведением на прилегающих к лагерю территориях мероприятий по уничтожению эктопаразитов и их личинок.

Результаты определения ДНК возбудителей трансмиссивных клещевых инфекций в иксодовых клещах-носителях на шести других обследованных территориях представлены на рисунке 5.

Установлено, что на обследованных территориях спектр возбудителей трансмиссивных инфекций, переносимых иксодовыми клещами, имел различия.

Так, на территории парка имени Советской Армии в клещах-носителях была выявлена только ДНК Borrelia spp.; на растительности биологического заказника «Придвинье» (д. Шевино) и ботанического заказника «Туловский» (а/г Тулово) – только ДНК Borrelia spp. и Anaplasma spp. (Ehrlichia spp.). А на маршрутах дендропарка «Лужеснянский» (д. Лужесно), территории горнолыжной базы «Руба» и лесного массива в окрестностях д. Сокольники в клещах-носителях обнаружили генетический материал и Borrelia spp., и Anaplasma spp. (Ehrlichia spp.), и Babesia spp.

Важно отметить, что на всех маршрутах в клещах-носителях чаще всего выявляли Borrelia spp. (от 15,6 до 80% бактериофорности). Таким образом, клещевые боррелиозы являются лидирующей трансмиссивной инфекцией на территории Белорусского Поозерья.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Установлено, что в Белорусском Поозерье фауна эпидемически и эпизоотически значимых видов клещей, отвечающих за распространение трансмиссивных инфекций и инвазий, представлена клещами родов Ixodes и Dermacentor, индекс встречаемости составил 70,1 и 29,9% соответственно.

Показано, что 22,7% иксодовых клещей на территориях Белорусского Поозерья являются потенциальными носителями возбудителей таких инфекционных заболеваний животных и человека, как клещевой боррелиоз, анаплазмоз (эрлихиоз) и бабезиоз.

При проведении исследовании ни в одной из проб не обнаружили генетический материал вируса клещевого энцефалита.

Определили, что спектр возбудителей инфекционных заболеваний, передаваемых иксодовыми клещами, на территории Белорусского Поозерья (Витебского района) представлен в 61,7% случаев Borrelia spp., в 25,8% – Anaplasma spp. (Ehrlichia spp.) и в 25% – Babesia spp. При этом микст-инфицированность переносчиков составила 10,8%.

Выявлена определенная связь показателей численности иксодовых клещей и встречаемости в них генетических маркеров возбудителей клещевых инфекций с экологическими особенностями изучаемых территорий.