Исследование генетического разнообразия вируса клещевого энцефалита на северо-востоке Европейской России показывает, что здесь уже возникли его эндемичные геноварианты, которые вместе с их переносчиками — иксодовыми клещами стремятся расширить ареал к северу до 63-й параллели.
Создан целый спектр вакцин против флавивирусов, к которым относится вирус энцефалита. Вакцинация в районах риска идет по планам. Но ежегодно в 25 европейских и 7 азиатских странах на севере Евразии, где районы риска, регистрируется до 14 тысяч случаев заболевания.
Борьбу с клещевым энцефалитом осложняют два фактора. Во-первых, вирусы клещевого энцефалита (ВКЭ) постоянно меняются. Не с такой скоростью, как вирусы гриппа, но с достаточной, чтобы на огромном ареале распространения болезни постоянно обнаруживались новые модификации. Во-вторых, изменяются ареалы распространения хозяев вирусов — грызунов и птиц и переносчиков вирусов — клещей.
Как вирус клещевого энцефалита путешествует по миру
Переносчики вируса клещевого энцефалита — иксодовые клещи. А хозяева (природные резервуары) ВКЭ — грызуны и морские птицы. Зная это, несложно восстановить пути расселения вируса по миру. Он распространялся из районов обитания морских птиц, достигая лесов, где его циркуляцию стали поддерживать иксодовые клещи и грызуны.
Произошло это 10 - 13 тыс. лет назад, в конце последнего ледникового периода, когда предки современных морских птиц разнесли предка современного ВКЭ по миру. Но в такой истории с географией остается непонятным, как за довольно короткий в эволюционном плане отрезок времени вирусы переместились на огромные расстояния в глубь материковых лесов и тайги.
Все становится на свои места, если морским птицам помогали их сухопутные сородичи. А они помогали и помогают до сих пор.
Три генотипа
Возбудитель болезни — вирус клещевого энцефалита — открыт советскими учеными в 1937 году на Дальнем Востоке. Как оказалось, ВКЭ — комплекс вирусов, которые произошли от одного предка.
В России основных генотипов ВКЭ три. На Дальнем Востоке и в Сибири встречаются представители дальневосточного и сибирского генотипов. Европейский генотип, как правило, обнаруживается лишь на европейской части России. Главным переносчиком европейского генотипа ВКЭ является клещ Ixodes ricinus, а сибирский и дальневосточный генотипы ВКЭ ассоциируются с клещом Ixodes persulcatus.
Отличия по аминокислотной последовательности вирусов разных генотипов составляют 1,6-9,0%, по нуклеотидной последовательности 4,8-17,3%; такие различия считаются внутривидовыми, т. е. все ВКЭ относятся к одному виду. Но опасность разная. При поражении центральной нервной системы человека ВКЭ с европейским и сибирским генотипами смертность — 1-2%, дальневосточным — 30%.
Флавивирус
Три тысячи лет энцефалита
Расчет времени дивергенции основных генотипов ВКЭ показал, что европейский генотип отделился от общего предка около 2750 (2416 - 3179) лет назад. По всей вероятности, с тех пор европейский генотип эволюционировал независимо от других генотипов ВКЭ. Дивергенция сибирского и дальневосточного генотипов произошла примерно 2250 (1944-2628) лет назад, они имеют более молодое эволюционное происхождение.
Легко заметить, что начало дивергенции исходного генотипа ВКЭ совпадает с началом цивилизационного освоения людьми севера Евразии. Можно предположить, что бурное развитие цивилизации в последние два-три века создавало дополнительные предпосылки для ускоренного формирования новых генотипов ВКЭ.
Наши исследования генетического разнообразия вируса клещевого энцефалита в Республике Коми подтверждают, что эволюционные процессы в геноме ВКЭ и миграция вируса по стране идут быстро.
Опасная эволюция
Совершенно неожиданным оказалось то, что в Коми, то есть на северо-востоке Европейской России, нам не удалось обнаружить штаммов европейского генотипа ВКЭ. Из 16 вариантов выделенных здесь ВКЭ три относятся к сибирскому генотипу, а остальные 13 вариантов представлены дальневосточным генотипом ВКЭ. Но стопроцентного сходства с сибирскими и дальневосточными прототипами не имеют.
Например, три штамма Komi 10-01, Komi 10-04 и Komi 10-08 явно близки к прототипным штаммам Васильченко, Коларово, Заусаев сибирского генотипа ВКЭ. Их дивергенция от предковых типов началась приблизительно 590 лет назад. Для дальневосточных вариантов их Коми-время дивергенции было примерно такое же — 650 лет.
Время это приблизительное. Так называемые индексы поддержки узлов дивергенции филогенетического дерева ВКЭ пока довольно невысокие. Но в том, что на северо-востоке Европейской России сформировались собственные природные очаги ВКЭ, сомневаться не приходится.
Более того, особенности их формирования внушают обоснованные опасения, прежде всего из-за общих предков с сибирским штаммом Заусаев, способным вызывать хронический клещевой энцефалит, и дальневосточных геновариантов с более высокой патогенностью.
Дрозд — прокормитель клещей
Исследование орнитофауны Томска и его окрестностей показало, что клещи рода Ixodes встречались здесь на 18 видах птиц. Особенно полюбили клещи дрозда-рябинника, который был, как выражаются специалисты, главным прокормителем иксодовых клещей.
В целом же для Западной Сибири насчитывается 97 видов птиц — прокормителей клещей. Хотя нападению взрослых клещей, нимф и личинок может подвергнуться любая птица даже при кратковременном пребывании на земле и случайном контакте с травянистой растительностью.
Клещ Ixodes pavlovskyi имеет разорванный ареал: он обитает в Приморском крае, на Алтае и в Горной Шории. С некоторых пор он живет и в Томске, где ведет себя агрессивно. Если местный старожил таежный клещ Ixodes persulcatus заражает вирусом клещевого энцефалита в среднем 10% томских птиц, то пришелец уже заразил 5% томских пернатых.
Эпидемиология потепления
Присутствие дальневосточных и сибирских геновариантов в европейской части России говорит о направлении географического распространения ВКЭ — с востока на запад. Вероятно, так и было в прошлом. Но сейчас явно прослеживается другое направление: юг — север.
Основным переносчиком ВКЭ являются клещи Ixodes persulcatus и Ixodes ricinus. В последние десятилетия в Коми произошло резкое продвижение границы ареала Ixodes persulcatus на север. В 1960-х годах он встречался лишь в южных районах республики (59-62° с. ш.). Сейчас энтомологи находят его на широте 63° в районе города Ухты, где отмечается устойчивый рост заболеваемости клещевым энцефалитом, приблизительно в 8 раз превышающей средние российские показатели.
Аналогичный дрейф ВКЭ с юга на север идет и в Северной Америке. По данным канадских исследователей, границы ареала тамошнего клеща Ixodes scapularis смещаются на север на 200-1000 км на тех или иных территориях полярной Канады.
Не догонять, а идти навстречу
Исследование вариабельности генома вируса клещевого энцефалита в иксодовых клещах в разных регионах России показывает пути его адаптации в природных очагах к новым видам переносчиков и хозяев. Уточнение ареалов генотипов вируса также принципиально важно для улучшения диагностики, профилактики и лечения этого опасного инфекционного заболевания.
Наши исследования выполнялись в рамках Федеральной целевой программы "Национальная система химической и биологической безопасности РФ (2009 - 2014 годы)", при поддержке грантами президента Российской Федерации и РФФИ.
Подобным работам во всем мире придается большое значение. Идти следом за постоянно меняющейся эпидемической ситуацией не эффективно. Важнее понять направления и масштабы изменчивости возбудителей болезней. Тогда диагностика, профилактика, противоэпидемические меры и лечение смогут двигаться не вдогонку, а навстречу этим переменам. Современные методы молекулярной эпидемиологии позволяют это делать.
Энцефалит "по ленд-лизу"
Другой невольный помощник распространения ВКЭ по миру — сам человек. Как это бывает, показывает случай с заражением в 2006 году жителя города Партизанск на юге Приморского края клещевым энцефалитом. Он был привит от энцефалита по всем правилам. Но заболел, демонстрируя классические симптомы клещевого энцефалита.
Через пару недель он полностью выздоровел (все-таки был привит). Но вирус, выделенный у него, оказался по происхождению не местным, а канадским геновариантом ВКЭ — Повассан (Powassan virus, или коротко POWV).
Его штамм назвали Partizansk/2006. Он был похож на аналогичные штаммы POWV — Spassk-9 (1975), Nadezdinsk-1991. Проще говоря, канадским Повассаном заражались и раньше, и хотя он попал в Приморский край не так давно, но уже прижился здесь.
Как он сюда попал? Вряд ли с морскими птицами, во всяком случае, пути их миграций не поддерживают эту гипотезу. Скорее, он попал c завезенными сюда из Америки грызунами ценных пород — норкой и выхухолью. Норковые фермы располагаются как раз на юге Приморского края. Хотя возможно, что вирус попал сюда "по ленд-лизу", с самыми обычными серыми крысами на военных транспортах.