Email this article Genotyping of tick-borne pathogens and determination of human attacking tick species in Novosibirsk and its suburbs
- Authors: Kartashov M.Y.1,2, Krivosheina E.I.1, Svirin K.A.1, Tupota N.L.1, Ternovoi V.A.1, Loktev V.B.1,2,3
-
Affiliations:
- State Research Center for Virology and Biotechnology “Vector”
- Novosibirsk State University
- FRC Institute of Cytology and Genetics the Siberian Branch of the RAS
- Issue: Vol 12, No 6 (2022)
- Pages: 1103-1112
- Section: ORIGINAL ARTICLES
- Submitted: 22.06.2022
- Accepted: 02.11.2022
- Published: 30.12.2022
- URL: https://iimmun.ru/iimm/article/view/1979
- DOI: https://doi.org/10.15789/2220-7619-GOT-1979
- ID: 1979
Cite item
Full Text
Abstract
The south of Western Siberia traditionally belongs to the regions with unfavorable epidemiological situation for tick-transmitted infections. In Novosibirsk and its suburbs, approximately 20 thousand people annually seek for medical care after tick bites. The purpose of this work was to determine human-attacking tick species composition in the territory of Novosibirsk and its suburbs by identifying nucleotide sequence of tick mitochondrial gene cytochrome oxidase COI fragment during the 2018 spring-summer season, determination of infections of individual ticks with viral and bacterial tick-borne infections, followed by genotyping identified pathogens by PCR methods, by determining nucleotide sequences and phylogenetic analysis. It is established that ticks of five species attack the humans: Ixodes persulcatus, Ixodes pavlovskyi, Dermacentor reticulatus, Dermacentor marginatus, Dermacentor nuttali in the Novosibirsk metropolis. The majority of tick attacks on humans are associated with I. pavlovskyi (43.6%) and D. reticulatus (41.2%) ticks. The genetic material of the tick-borne encephalitis virus was detected in 3.6%, borrelia — 13.8% and Rickettsia — 23.1% individual ticks collected from humans. Genotyping of the tick-borne encephalitis virus (TBEV) in the collected ticks showed the presence of TBEV Siberian and Far Eastern genotype in 83% and 17% cases, respectively. The Kemerovo virus could not be detected. Genetic material from Borrelia spp. and Rickettsia spp. has been detected in all five tick species attacking the local human population. The bulk of the identified Borrelia spp. isolates were genotyped as Borrelia garinii (86%) and 13% of the isolates as Borrelia afzelii species. The genetic material of Borrelia miyamotoi was found in one individual tick. Ticks of the genus Dermacentor have been found to be infected by Rickettsia raoultii, and ticks of the genus Ixodes were largely infected with Rickettsia tarasevichiae, and I. persulcatus tick was infected by Rickettsia helvetica in a single case. Thus, the human population of Novosibirsk and its suburbs is attacked by five species of ixodid ticks dominated by I. pavlovskyi and D. reticulatus ticks. The genetic material of the following tick-borne pathogens was found: Siberian and Far Eastern TBEV genotype, B. garinii, B. afzelii, B. miyamotoi, R. raoulti, R. tarasevichiae and R. helvetica in the individual ticks collected from humans.
Full Text
Введение
Иксодовые клещи являются переносчиками целого ряда инфекционных заболеваний вирусной, бактериальной и протозойной природы, играющих большую роль в инфекционной патологии человека. В России по поводу укусов клещей за медицинской помощью обращалось 347±33 человек на 100 тыс. населения в течение 2014–2020 гг. (согласно Государственному докладу «О состоянии санитарно-эпидемиологического благополучия населения в Российской Федерации в 2020 г.»). Среди инфекций, передающихся клещами (ИПК), наибольшее распространение и медицинское значение имеют иксодовый клещевой боррелиоз (ИКБ), клещевые риккетсиозы (КР), Крымская-Конго геморрагическая лихорадка и клещевой энцефалит (КЭ). Эпидемиологическое неблагополучие по ИПК традиционно наблюдается в различных регионах Сибири, в том числе в Новосибирске и его пригородах, где приблизительно 20 тыс. человек ежегодно обращаются за оказанием медицинской помощи после укуса клеща (согласно данным Управления Роспотребнадзора по Новосибирской области).
В южных регионах Западной Сибири описано не менее 11 видов иксодовых клещей, для которых доказано существование местных популяций [1]. При этом наибольшую эпидемическую значимость имеют клещи, входящие в экологическую группу пастбищных (или пастбищно-подстерегающих) клещей, способных активно нападать на человека. Прежде всего к ним можно отнести клещей родов Ixodes и Dermacentor. Изучение видового состава и распределения иксодовых клещей в лесопарковой зоне вблизи г. Новосибирска, проводимое в рамках долговременных наблюдений во второй половине ХХ в., показывало абсолютное доминирование Ixodes persulcatus. Клещи Ixodes pavlovskyi (Pom, 1946), Dermacentor reticulatus (Fabricius, 1794), Haemaphysalis concinna (Koch, 1884), Haemaphysalis punctata (Can. et Fanz., 1878) также обнаруживались в природных очагах Западной Сибири [10]. Однако в последние годы клещи I. pavlovskyi начинают постоянно обнаруживаться в отдельных регионах на юге Западно-Сибирской равнины. Полевые исследования 2009–2010 гг. показали, что в окрестностях г. Новосибирска устойчиво сообитают I. persulcatus и I. pavlovskyi при явном преобладании последнего [4, 5]. В г. Томске и его пригородах была обнаружена высокая численность клещей I. pavlovskyi и показана их возможная роль в распространении ИПК [3, 7]. При этом высокая численность I. pavlovskyi была зарегистрирована в биотопах, подвергающихся интенсивной рекреационной нагрузке.
В последнее время необычно широкое распространение в городских и пригородных биотопах получил луговой клещ. Ранее D. reticulatus был распространен в степных и лесостепных зонах Западной Сибири и преимущественно ассоциировался с местами выпаса домашнего скота совместно клещами D. marginatus [11]. Однако в 2015 г. численность лугового клеща возросла более чем в 200 раз в городских биотопах г. Томска в сравнении с предшествующим периодом [7]. Необычность ситуации, связанная с изменением видового состава клещей в крупных мегаполисах на юге Западной Сибири, позволила сформулировать гипотезу об изменении видового состава иксодовых клещей, нападающих на человека и способных передавать ИПК в этом регионе.
С этой целью было проведено определение видового состава иксодовых клещей, нападающих на людей в г. Новосибирске и его пригородах в течение теплого периода 2018 г., путем определения последовательности фрагмента митохондриального гена цитохромоксидазы COI. В работе определялся уровень инфицированности индивидуальных клещей возбудителями ИПК (вирус клещевого энцефалита, вирус Кемерово, Borrelia spp., Rickettsia spp.) с последующим секвенированием и генотипированием выявленных клещевых патогенов и их филогенетическим анализом.
Материалы и методы
В исследование вошла выборка из 1000 клещей, снятых с людей и обратившихся за медицинской помощью (с мая по сентябрь) на территории Новосибирской области в 2018 г. Укусы клещей были отмечены людьми в г. Новосибирске и его пригородах, а также в близлежащих районах (Искитимский, Черепановский, Коченевский, Мошковский, Тогучинский и Маслянинский). В течение мая, когда наблюдался пик числа укусов, было собрано 500 образцов клещей, а с июня по сентябрь было исследовано по 100 клещей, собранных в течение каждого месяца.
В ходе исследования проведен анализ индивидуальных образцов иксодовых клещей различных видов. До начала исследования клещи хранились при –70°С, индивидуально. Исследования проводили с соблюдением правил биобезопасности, регламентированных в МУ 1.3.2569-09, СП 1.3.3118-13, СП 3.1.3310-15, а также СанПиН 3.3686-21.
Клещи были дважды обработаны 70%-м этанолом для инактивации инфекционных агентов и промыты фосфатно-солевым буфером. Гомогенизацию полученных образцов осуществляли с использованием лабораторного гомогенизатора TissueLyserLT (Qiagen, Германия) в 500 мкл стерильного физиологического раствора. Выделение нуклеиновых кислот производили из 100 мкл гомогената с использованием коммерческого набора «АмплиПрайм РИБО-преп» (НексБио, Россия), получение кДНК в реакции обратной транскрипции выполнялось с помощью коммерческого набора «РЕВЕРТА-L» (АмплиСенс, Россия) согласно инструкциям производителей.
Видовую принадлежность исследуемых клещей выявляли путем определения нуклеотидной последовательности фрагмента гена цитохромоксидазы COI, локализованного в митохондриальном геноме клеща.
Скрининг полученных образцов на наличие генетических маркеров изучаемых патогенов осуществляли с помощью ПЦР. ПЦР проводилась в 25 мкл реакционной смеси, содержащей 12,5 мкл двухкратного ПЦР-буфера (БиоЛабМикс, Россия), 0,2 мкМ каждого из праймеров и 3 мкл ДНК/кДНК. Праймеры, используемые в данной работе, и ожидаемая длина ампликонов представлены в табл. ПЦР проводили в амплификаторе Т100 (BioRad, США) согласно следующей программе амплификации: активация полимеразы — 95°C, 5 мин; далее 38 последовательных циклов — денатурация 95°C, 15 с, отжиг праймеров (табл.), 20 с, элонгация — 72°C, 45 с; финальная элонгация — 72°C, 5 мин. Детекцию продуктов амплификации проводили методом гель-электрофореза в 2% агарозном геле, содержащем бромистый этидий в концентрации 2 мкг/мл. Определение нуклеотидных последовательностей полученных ПЦР-фрагментов проводили с помощью набора реактивов ABI PRISM® BigDye™ Terminator v. 3.1 (ThermoFisher Scientific, США) с последующим анализом продуктов реакции на секвенаторе ABI PRISM 3130 (Applied Biosystems, США). Анализ полученных хроматограмм проводили с помощью программы SeqMan (DNAstar, США). Филогенетический анализ проводили с помощью пакета филогенетических программ MEGA 7.0 методом максимального правдоподобия с использованием трехпараметрической модели эволюции Тамуры Т92 [19]. Показатель статистической надежности узлов филогенетического дерева рассчитывался с помощью бутстреп-анализа с использованием 1000 случайных реплик. 95% доверительный интервал (ДИ) уровня инфицированности клещей изучаемыми патогенами рассчитывался с использованием онлайн-сервиса (http://www.pedro.org.au/english/downloads/confidence-interval-calculator).
Таблица. Олигонуклеотидные праймеры, использованные для выявления и амплификации генетического материала
Table. Oligonucleotide primers used to detect and to amplify a genetic material
Организм (ген-мишень) Organism (target gene) | Праймер Primer | Структура праймера (5′→3′) Primer sequence (5′→3′) | Температура отжига (°С) Annealing temperature (°С) | Длина ампликона (п.н.) Amplicon size (b.p.) | Ссылка Reference |
Ixodes spp. (cox1) | IpCX_f | ATTAGGAGCACCTGATATAGCTTTCCC | 60 | 660 | [3] |
IpCX_r | GCTGTAAATAAGCTCGAGTGTCGATA | ||||
Dermacentor spp. (cox1) | DH_f | TCGAWTAGAAYTAAGACAACCTGG | 52 | 610 | Данное исследование Current study |
DH_r | GGTGRCCAAAAAATCAAAATARATG | ||||
TBE (E-NS1 genes) | E7 | GGCATAGAAAGGCTGACAGTG | 52 | 341 | [28] |
E10 | GATACCTCTCTCCACACAACCAG | ||||
E9 | ACAGTGATAGGAGAACACGCCTGGG | 52 | 211 | ||
E8 | CAGCCAGGAGGAAGCTCATGGAC | ||||
KEMV genome (segment 1) | Kem1s_1 | ATTCAAATTACGACACGCACATGAC | 56 | 517 | |
Kem1s_2 | GTATCGTCGCCGACGTACATCTC | ||||
Kem1s_3 | GCTCATCGAAGCGGGATACGG | 56 | 284 | ||
Kem1s_4 | GCGTAGAGTTCTCTCCCGACAGATG | ||||
Borrelia spp. (p66) | Borr1rF | GAAGYTAATCCCGAATTAGGCA | 52 | 961 | Данное исследование Current study |
Borr1rR | TTTCACCGTCRTCTTTATTCC | ||||
Borr2rF | CGAATTAGGCAAAGACGATCC | 56 | 548 | ||
Borr2rR | TTTCCATAAGCTCCTGATAAGCCA | ||||
Rickettsia spp. (gltA) | CS1d | ATGACTAATGGCAATAATAA | 57 | 535 | [24] |
CS535r | GAATATTTATAAGACATTGC | ||||
CS409d | CCTATGGCTATTATGCTTGC | 57 | 769 | ||
RP1258n | ATTGCAAAAAGTACAGTGAACA | ||||
RgA-f | CAATCCGCTCTTACAAATAGCA | 57 | 517 | ||
RgA-r | GTCAATAAACTTCTCACGATGG | ||||
Rickettsia spp. sca4 (gene D) | RiD_1f | TGTAACAACATCGGCTTGAC | 57 | 776 | Данное исследование Current study |
RiD_1r | CTGATCTGAACCTGAGTACC | ||||
RiD_2f | AAATGATGCAGGTGATGAACTC | 57 | 619 | ||
RiD_2r | GGTTTGGATTTACTTGTTGCGA | ||||
RiD_3f | GAACAACCGCTAATAACTCCA | 57 | 673 | ||
RiD_3r | TCCGCATTGCTTAATTCAGAG | ||||
RiD_4f | GCAGTAGGTGATAAGGTTAATGTC | 57 | 752 | ||
RiD_4r | AACAGCGTTAATTACTTCCCGA | ||||
RiD_5f | GGTATTTATGAAGGCAAAGGAGG | 57 | 846 | ||
RiD_5r | ATCTTGATCAGCGTTGTGGAG |
Нуклеотидные последовательности, полученные в данной работе, были депонированы в международную базу данных GenBank под номерами: MN187367-MN187402, MN177944-MN177946, MN234153-MN234157, MN007126, MT150584-MT150588 и MT253667-MT253669.
Результаты
Проведено определение видовой принадлежности клещей, нападающих на человека в Новосибирской области, путем секвенирования фрагмента гена COI, локализованного в митохондриальном геноме клеща. Видовое разнообразие клещей, нападающих на людей в Новосибирской области в весенне-летний и осенний периоды 2018 г., было представлено пятью видами клещей: I. persulcatus, I. pavlovskyi, D. reticulatus, D. marginatus, D. nuttali (рис. 1).
Рисунок 1. Изменение видового состава клещей, нападающих на людей в Новосибирске и его пригородах с мая по сентябрь 2018 г.
Figure 1. Changes in the human-attacking tick species composition in Novosibirsk and its suburbs within 2018 May-September interval
Наиболее часто на человека нападали клещи видов I. pavlovskyi (43,6% среди общей выборки) и D. reticulatus (41,2%); на долю клещей I. persulcatus приходилось 10,7%, на долю D. marginatus — 4,0%. В единичных случаях среди клещей, нападающих на человека, был обнаружен клещ D. nuttalli (0,5%). Распределение видового разнообразия клещей, атакующих человека, очень сильно зависело от месяца исследуемого периода (рис. 1). Так в мае-июне месяце на человека преимущественно нападали клещи I. pavlovskyi (58–61%), а пик удельной активности клещей I. persulcatus приходился на июль месяц, когда его доля увеличивалась до 32% среди всех клещей, собранных с человека. В августе-сентябре практически все нападения на человека были связаны с клещами рода Dermacentor с преобладающим доминированием D. reticulatus (84–90%).
Генетический материал ВКЭ был обнаружен в 36 образцах клещей, суммарный уровень инфицированности составил 3,6% (95% ДИ: 2,6–4,9). ВКЭ был детектирован в клещах видов I. persulcatus, I. pavlovskyi, D. reticulatus, D. marginatus. Уровень инфицированности клещей I. persulcatus составил 11,2% (95% ДИ: 9,7– 14,3), I. pavlovskyi — 1,8% (95% ДИ: 0,9–3,5), D. reticulatus — 3,4% (95% ДИ: 2,1–5,6), D. marginatus — 5,1% (95% ДИ: 1,4–9,8). Генотипирование выявленных изолятов ВКЭ было проведено по фрагменту гена белка Е (340 п.н.). Тридцать (83%) изолятов были отнесены к сибирскому генотипу, а 6 (17%) изолятов — к дальневосточному генотипу ВКЭ.
Все исследованные последовательности оказались оригинальными и не имели 100% сходства с известными прототипами ВКЭ (рис. 2). Наибольшее генетическое разнообразие демонстрировал кластер сибирских вариантов ВКЭ, отчетливо распадающийся на две субклады. Варианты одной субклады имеют наибольший уровень гомологии с прототипными штаммами Заусаев (AF52415) и Алтай-115 (JQ687276), а другой субклады — с прототипом Курган-371-07 (FJ214150). Новосибирские изоляты дальневосточного генотипа имеют наибольшее сходство с прототипным штаммом Приморье-69 (EU816453).
Рисунок 2. Дендрограмма нуклеотидных последовательностей фрагмента гена Е выявленных изолятов ВКЭ
Figure 2. Dendrogram of nucleotide sequences for gene E fragments in identified TBEV isolates
Рисунок 3. Дендрограмма нуклеотидных последовательностей фрагмента гена p66 выявленных изолятов боррелий
Figure 3. Dendrogram of nucleotide fragment p66 gene sequences for detected Borrelia isolates
Рисунок 4. Дендрограмма нуклеотидных последовательностей фрагмента гена gitA выявленных изолятов риккетсий
Figure 4. Dendrogram of nucleotide sequences gitA gene fragment for identified Rickettsia isolates
В исследованных клещах генетического материала вируса Кемерово выявлено не было. Согласно литературным данным, основным переносчиком вируса Кемерово являются клещи I. persulcatus, инфицированность которых в Новосибирской области составляет всего 0,73% [29].
Генетический материал боррелий был обнаружен у 11,2% (95% ДИ: 9,7–14,3) клещей I. persulcatus, а у клещей I. pavlovskyi выявлен в 1,8% (95% ДИ: 0,9–3,5) случаев, у D. reticulatus — в 3,4% (95% ДИ: 2,1–5,6) и D. marginatus — в 5,1% (95% ДИ: 1,4–9,8). Генотипирование выявленных изолятов боррелий проведено по фрагменту гена р66 (около 550 п.н.). Большинство выявленных изолятов боррелий были отнесены к виду B. garinii (86%), 13% изолятов к B. afzelii. В одном таежном клеще был обнаружен генетический материал B. miyamotoi, который оказался генетически близким к изоляту B. miyamotoi выделенному от пациента в г. Новосибирске в 2016 г.
Усредненный уровень инфицированности клещей риккетсиями составил 23,1% (95% ДИ: 20,6–25,1). Генетический материал Rickettsia spp. был выявлен в клещах 4 видов I. persulcatus, I. pavlovskyi, D. reticulatus и D. marginatus. Выявленные изоляты риккетсий были генотипированы путем определения нуклеотидной последовательности фрагмента гена цитратсинтазы gltA (767 п.н.). Показано, что клещи рода Dermacentor имеют большую инфицированность R. raoultii, генетически близкую к изолятам, выделенным ранее во Франции, России и в 2016 г. в Китае от пациента. Клещи рода Ixodes в подавляющем случае заражены R. tarasevichiae. В одном клеще I. persulcatus был найден генетический материал R. helvetica. Уровень инфицированности клещей рода Ixodes составил 16,4% (95% ДИ: 13,3–19,9), Dermacentor — 29,3% (95% ДИ: 25,5–33,2). Для изучаемых изолятов R. raoultii и R. helvetica были определены полноразмерные нуклеотидные последовательности гена поверхностного белка sca4. Последовательность гена sca4 изучаемых изолятов R. raoultii была полностью гомологична изоляту R. raoultii из клеща D. reticulatus в Томской области (MK304550) и на 99,9% прототипному штамму Marne, выделенному из D. reticulatus на востоке Франции (DQ365807). Уровень гомологии с изолятом, выделенным из клеща D. silvarum в Хабаровском крае (Khabarovsk, CP010969), составил 99,5%; а с изолятом, выделенным из клеща D. nuttalli на Алтае (Elanda-23/95, EU036983), — 99,2%. Нуклеотидная последовательность гена sca4 выявленных изолятов R. helvetica оказалась полностью гомологична штамму R. helvetica C9P9 (AF163009), выделенному в Швейцарии из клеща I. ricinus.
Обсуждение
Новосибирск и его окрестные районы располагаются в лесной зоне юга Западно-Сибирской равнины, переходящей в лесостепь, и являются типичным местом совместного обитания клещей родов Dermacentor и Ixodes. По многолетним показателям периода 2010–2020 гг. Новосибирская область входит в группу со средним уровнем заболеваемости КЭ (5,5 на 100 тыс. населения) [6]; относится к территории эпидемической опасности по ИКБ выше среднего уровня (9,35 на 100 тыс. населения) [9] и средней эпидемической опасности по КР (6,49 на 100 тыс. населения) [8].
Нами был обнаружен совершенно необычный факт доминирования клещей I. pavlovskyi и D. reticulatus среди всех клещей, собранных с человека. На их долю суммарно приходится 84,6% всех клещей снятых с человека. Доля таежного клеща, который считается принципиальным вектором для ИПК, составила всего чуть более 10% при контактах человека с иксодовыми клещами в Новосибирске и его пригородах. Только в июле месяце роль таежного клеща становилась значимой и достигала 32%. Можно предположить, что условия контакта человека и клеща в природных очагах г. Новосибирска и его пригородов существенно изменились. В настоящее время в этом окружении доминирует не таежный клещ, а клещи I. pavlovskyi и D. reticulatus. Распространение первого ранее ассоциировалось с птицами наземного яруса, а D. reticulatus — с местами выпаса домашнего скота [13]. Это косвенно подтверждается ранее опубликованными данными по г. Томску, где фактически в центре города (биотоп «Лагерный сад») концентрация D. reticulatus возросла более чем 200 раз в течение одного года наблюдения [6].
Обнаруженное генетическое разнообразие выявленных изолятов ВКЭ в клещах позволяет предположить, что указанный вирус в течение длительного периода времени эволюционировал на юге Западной Сибири. Это подтверждается ранее опубликованными данными по исследованию разнообразия ВКЭ природных биотопах исследуемого региона [28]. Нам удалось получить прямые данные о том, что на человека нападают клещи, инфицированные двумя генотипами ВКЭ. Эпидемиологическая значимость широкого распространения дальневосточного генотипа ВКЭ связана с его более высокой патогенностью для человека. Так, для вариантов ВКЭ дальневосточного генотипа, циркулирующих в Приморском крае, летальность может достигать более 30%, тогда как европейские и сибирские геноварианты вызывают более легкую форму заболевания с относительно низким уровнем летальности. Удалось выявить 18 изолятов в четырех видах клещей, наиболее близко кластеризующихся со штаммом Zausaev. Характерной особенностью штамма Zausaev является его способность вызывать хронические формы клещевого энцефалита [15].
Интересным представляется факт выявления достаточно большого количества изолятов сибирского и дальневосточного генотипа ВКЭ в клещах рода Dermacentor. Вирусофорность клещей рода Dermacentor на уровне, а то и выше, вирусофорности клещей рода Ixodes, а заболеваемость КЭ в районах преобладания клещей рода Dermacentor ниже [18, 26]. Обращает на себя внимание относительно низкая вирусофорность клещей I. pavlovskyi, составляющая всего 1,8%, тогда как вирусофорность клещей I. persulcatus составила 11,2%. Существенное доминирование клещей I. pavlovskyi среди клещей, снятых с человека, может приводить к снижению биорисков инфицирования человека ВКЭ и уровня заболеваемости клещевым энцефалитом в Новосибирске и его пригородах.
Клещевой иксодовый боррелиоз обычно ассоциируется с B. garinii и B. afzelii на территории России [20, 21]. Принято считать, что ареал возбудителей ИКБ предопределяется распространением основных переносчиков заболевания: клещей I. persulcatus и I. ricinus. В Сибири и на Дальнем Востоке генетический материал Borrelia spp. был обнаружен у клещей I. pavlovskyi и Dermacentor spp. Спонтанная инфицированность клещей боррелиями в природных очагах может составлять от 10 до 70% в различные годы. При этом инфицированность клещей B. miyamotoi значительно ниже, чем B. garinii и B. afzelii. Все эти три вида боррелий были обнаружены в исследованных клещах с очевидным доминированием B. garinii и при однократной детекции генетического материала B. miyamotoi. При этом в клещах, снятых с человека, максимально были инфицированы клещи I. persulcatus. Менее всего были инфицированы клещи I. pavlovskyi, для которых уровень инфицирования был более чем 6,5 раз ниже.
В четырех видах клещей нам удалось обнаружить генетический материал R. raoultii, R. tarasevichiae и R. helvetica. Уровень инфицирования клещей риккетсиозами достигал 23,1%. Принято считать, что R. raoultii является основным возбудителем клещевого риккетсиоза в Новосибирской области и ассоциируется с клещами рода Dermacentor [16]. Также R. raoultii обнаружена во многих странах Европы [22], в разных областях России (Новосибирская, Томская, Омская области, Республика Алтай, Республика Бурятия, Иркутская область, Приморский край, Хабаровский край и др.) и в Казахстане [3, 12, 13, 27].
На сегодняшний день R. helvetica широко распространена и обнаруживается как минимум в 24 странах Европы [22]. В азиатской части России R. helvetica была обнаружена в клещах I. pavlovskyi, I. persulcatus и I. trianguliceps в Новосибирской и Омской областях, Республике Алтай, а также на Дальнем Востоке [17, 23]. У пациентов, инфицированных R. helvetica, наблюдается лихорадка, редко регистрируется сыпь, описаны случаи перимиокардита и менингита [14].
R. tarasevichiae часто обнаруживается в клещах I. persulcatus (реже I. pavlovskyi) на территории Азиатской части России. Микст-инфицирование человека R. tarasevichiae и R. helvetica на территории РФ было выявлено в двух случаях, причем оба случая закончились летальным исходом. Совместное инфицирование R. tarasevichiae с R. sibirica было зарегистрировано в Красноярском крае [25], а с ВКЭ — в Новосибирской области [2]. Случаи моноинфицирования человека R. tarasevichiae были также ранее зафиксированы в Новосибирской области.
Таким образом, в данной работе были исследованы иксодовые клещи, нападающие на человека в Новосибирске и его пригородах, в течение всего теплого сезона 2018 г. Индивидуальный анализ 1000 клещей показал, что всего пять видов клещей нападают на жителей мегаполиса на юге Западной Сибири. При этом доминируют клещи I. pavlovskyi (43,6%) и D. reticulatus (41,2%). Роль таежного клеща, широко известного принципиального вектора для ИПК, существенно снизилась и составила всего 10,7%.
В клещах, снятых с человека, выявлен генетический материал ВКЭ (3,6%; 95% ДИ: 2,6–4,9), боррелий (13,8%; 95% ДИ: 11,6–14,9) и риккетсий (23,1%; 95% ДИ: 20,6–25,1). Генотипирование и филогенетический анализ показал наличие генетического материала следующих возбудителей клещевых инфекций: сибирского и дальневосточного генотипа ВКЭ, B. garinii, B. afzelii, B. miyamotoi, R. raoulti, R. tarasevichiae и R. helvetica. Представляется, что совершенствование и своевременная диагностика этих возбудителей может иметь ключевое значение для проведения адекватной профилактики и лечения клещевых инфекций человека.
Благодарности
Исследования поддержаны Российской федеральной службой по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, государственное задание ФБУН ГНЦ ВБ «Вектор» Роспотребнадзора.
Конфликт интересов
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
About the authors
M. Yu. Kartashov
State Research Center for Virology and Biotechnology “Vector”; Novosibirsk State University
Email: mikkartash@yandex.ru
PhD (Biology), Senior Researcher, Department of Molecular Virology for Flaviviruses and Viral Hepatitis
Россия, 630559, Novosibirsk Region, Koltsovo, 6B-61; NovosibirskE. I. Krivosheina
State Research Center for Virology and Biotechnology “Vector”
Email: krivosheina_ei@vector.nsc.ru
Research Assistant, Department of Molecular Virology for Flaviviruses and Viral Hepatitis
Россия, 630559, Novosibirsk Region, Koltsovo, 6B-61K. A. Svirin
State Research Center for Virology and Biotechnology “Vector”
Email: svirin_ka@vector.nsc.ru
Research Assistant, Department of Molecular Virology for Flaviviruses and Viral Hepatitis
Россия, 630559, Novosibirsk Region, Koltsovo, 6B-61N. L. Tupota
State Research Center for Virology and Biotechnology “Vector”
Email: tupota_nl@vector.nsc.ru
PhD (Biology), Department of Molecular Virology for Flaviviruses and Viral Hepatitis
Россия, 630559, Novosibirsk Region, Koltsovo, 6B-61V. A. Ternovoi
State Research Center for Virology and Biotechnology “Vector”
Email: tern@vector.nsc.ru
PhD (Biology), Leading Researcher, Head of the Laboratory of Molecular Epidemiology of Highly Dangerous Infections, Department of Molecular Virology for Flaviviruses and Viral Hepatitis
Россия, 630559, Novosibirsk Region, Koltsovo, 6B-61V. B. Loktev
State Research Center for Virology and Biotechnology “Vector”; Novosibirsk State University; FRC Institute of Cytology and Genetics the Siberian Branch of the RAS
Author for correspondence.
Email: valeryloktev@gmail.com
PhD, MD (Biology), Professor, Head of the Department of Molecular Virology for Flaviviruses and Viral Hepatitis; Professor, Chair of Biomedical Physics; Leading Researcher, Laboratory of the Molecular Mechanisms of Pathological Processes
Россия, 630559, Novosibirsk Region, Koltsovo, 6B-61; Novosibirsk; NovosibirskReferences
- Богданов И.И. Иксодовые клещи Западной Сибири. Сообщение 1. Видовой состав // Естественные науки и экология: межвуз. сб. науч. тр. T. 4. Омск: Изд-во ОмГПУ, 1999. С. 161–165. [Bogdanov I.I. Ixodid ticks of Western Siberia. Volume 1. Species composition. Natural sciences and ecology: interuniversity collection of scientific papers. Omsk: Publishing House of Omsk State Pedagogical University, 1999, vol. 4, pp. 161–165. (In Russ.)]
- Власов В.В., Иголкина Я.П., Рар В.А., Краснова Е.И., Филимонова Е.С., Тикунов А.Ю., Епихина Т.И., Тикунова Н.В. Клещевые риккетсиозы в Западной Сибири. Первые российские случаи риккетсиозов, вызванных Rickettsia aeschlimannii, Rickettsia raoultii и Rickettsia slovaca // Национальные приоритеты России. 2021. Т. 3, № 42. С. 122–126. [Vlasov V.V., Igolkina Y.P., Rar V.A., Krasnova E.I., Filimonova E.S., Tikunov A.Y., Epihina T.I., Tikunova N.V. Tick-borne rickettsiosis in Western Siberia. The first Russian cases of rickettsiosis caused by Rickettsia aeschlimannii, Rickettsia raoultii and Rickettsia slovaca. Nacional’nye prioritety Rossii = Russia’s National Priorities, 2021, vol. 3, no. 42, pp. 122–126. (In Russ.)]
- Карташов М.Ю., Микрюкова Т.П., Кривошеина Е.И., Кузнецов А.И., Романенко В.Н., Москвитина Н.С., Терновой В.А., Локтев В.Б. Генотипирование возбудителей клещевых инфекций в клещах Dermacentor reticulatus, собранных в городских биотопах г. Томска // Паразитология. 2019. Т. 53, № 5. С. 355–369. [Kartashov M.Yu., Mikryukova T.P., Krivosheina E.I., Kuznecov A.I., Romanenko V.N., Moskvitina N.S., Ternovoj V.A., Loktev V.B. Genotyping of tick-borne pathogens in Dermacentor reticulatus ticks collected in urban biotopes of Tomsk. Parazitologiya = Parasitology, 2019, vol. 53, no. 5, pp. 355–369. (In Russ.)] doi: 10.1134/S0031184719050016
- Ливанова Н.Н., Ливанов С.Г., Панов В.В. Особенности распределения клещей Ixodes persulcatus и Ixodes pavlovskyi на границе лесной и лесостепной зон Приобья // Паразитология. 2011. Т. 45, № 2. С. 94–102. [Livanova N.N., Livanov S.G., Panov V.V. Features of the distribution of ticks Ixodes persulcatus and Ixodes pavlovskyi on the border of the forest and forest-steppe zone of the Ob region. Parazitologiya = Parasitology, 2011, vol. 45, no. 2, pp. 94–102. (In Russ.)]
- Малькова М.Г., Якименко В.В., Танцев А.К. Изменение границ ареалов пастбищных иксодовых клещей рода Ixodes на территории Западной Сибири // Паразитология. 2012. Т. 46, № 5. С. 369–383. [Mal’kova M.G., Yakimenko V.V., Tancev A.K. Changes in the range boundaries of pasture ticks of the genus Ixodes in Western Siberia. Parazitologiya = Parasitology, 2012, vol. 46, no. 5, pp. 369–383. (In Russ.)]
- Никитин А.Я., Андаев Е.И., Толмачева М.И., Аюгин Н.И., Яцменко Е.В., Матвеева В.А., Туранов А.О., Балахонов С.В. Эпидемиологическая ситуация по клещевому вирусному энцефалиту в Российской Федерации за 2011–2021 гг. и краткосрочный прогноз ее развития. // Проблемы особо опасных инфекций. 2022. № 1. С. 15–23. [Nikitin A.Ya., Andaev E.I., Tolmachyova M.I., Ayugin N.I., Yacmenko E.V., Matveeva V.A., Turanov A.O., Balahonov S.V. Epidemiological situation of tick-borne viral encephalitis in the Russian Federation for 2011–2021 and short-term forecast of its development. Problemy osobo opasnykh infektsiy = Problems of Particularly Dangerous Infections, 2022, no. 1, pp. 15–23. (In Russ.)] doi: 10.21055/0370-1069-2022-1-15-23
- Романенко В.Н., Соколенко В.В., Максимова Ю.В. Локальное формирование высокой численности клещей Dermacentor reticulatus (Parasitiformes, Ixodidae) в Томске // Паразитология. 2017. Т. 51, № 4. С. 345–353 [Romanenko V.N., Sokolenko V.V., Maksimova Yu.V. Local formation of high abundance of Dermacentor reticulatus (Parasitiformes, Ixodidae) ticks in Tomsk. Parazitologiya = Parasitology, 2017, vol. 51, no. 4, pp. 345–353. (In Russ.)]
- Рудаков Н.В., Пеньевская Н.А., Кумпан Л.В., Блох А.И., Шпынов С.Н., Транквилевский Д.В., Штрек С.В. Эпидемиологическая ситуация по риккетсиозам группы клещевой пятнистой лихорадки в Российской Федерации в 2012–2021 гг. и прогноз на 2022–2026 гг. // Проблемы особо опасных инфекций. 2022. № 1. С. 54–63 [Rudakov N.V., Pen’evskaya N.A., Kumpan L.V., Bloh A.I., Shpynov S.N., Trankvilevskij D.V., Shtrek S.V. Epidemiological situation on rickettsiosis of the tick-borne spotted fever group in the Russian Federation in 2012–2021 and forecast for 2022–2026. Problemy osobo opasnykh infektsiy = Problems of Particularly Dangerous Infections, 2022, no. 1, pp. 54-63. (In Russ.)] doi: 10.21055/0370-1069-2022-1-54-63
- Рудакова С.А., Пеньевская Н.А., Блох А.И., Рудаков Н.В., Транквилевский Д.В., Савельев Д.А., Теслова О.Е., Канешова Н.Е. Обзор эпидемиологической ситуации по иксодовым клещевым боррелиозам в Российской Федерации в 2010–2020 гг. и прогноз на 2021 г. // Проблемы особо опасных инфекций. 2021. № 2. С. 52–61. [Rudakova S.A., Pen’evskaya N.A., Bloh A.I., Rudakov N.V., Trankvilevskij D.V., Savel’ev D.A., Teslova O.E., Kaneshova N.E. Review of the epidemiological situation of ixodid tick-borne borreliosis in the Russian Federation in 2010–2020 and forecast for 2021. Problemy osobo opasnykh infektsiy = Problems of Particularly Dangerous Infections, 2021, no. 2, pp. 52–61. (In Russ.)] doi: 10.21055/0370-1069-2021-2-52-61
- Сапегина В.Ф., Доронцова Н.А., Телегин В.И., Ивлева Н.Г., Добротворский А.К. Особенности распределения Ixodes persulcatus в лесопарковой зоне г. Новосибирска // Паразитология. 1985. Т. 19, № 5. С. 370–373. [Sapegina V.F., Doroncova N.A., Telegin V.I., Ivleva N.G., Dobrotvorskij A.K. Features of the distribution of Ixodes persulcatus in the forest-park zone of the city of Novosibirsk. Parazitologiya = Parasitology, 1985, vol. 19, no. 5, pp. 370–373. (In Russ.)]
- Якименко В.В., Малькова М.Г., Шпынов С.Н. Иксодовые клещи Западной Сибири: фауна, экология, основные методы исследования. Омск: Омский научный вестник, 2013. 240 с. [Yakimenko V.V., Mal’kova M.G., Shpynov S.N. Ixodid ticks of Western Siberia: fauna, ecology, basic research methods. Omsk: Omskij nauchnyj vestnik, 2013. 240 p. (In Russ.)]
- Яковчиц Н.В., Бондаренко Е.И., Адельшин Р.В., Мельникова О.В., Вершинин Е.А., Морозов И.М., Борисов С.А., Андаев Е.И. Выявление ДНК возбудителей клещевого риккетсиоза в клещах на территории Иркутской области // Эпидемиология и вакцинопрофилактика. 2015. Т. 14, № 6. С. 43–46. [Yakovchic N.V., Bondarenko E.I., Adel’shin R.V., Mel’nikova O.V., Vershinin E.A., Morozov I.M., Borisov S.A., Andaev E.I. Detection of DNA of tick-borne rickettsiosis pathogens in ticks in the Irkutsk region. Epidemiologiya i Vakcinoprofilaktika = Epidemiology and Vaccinal Prevention, 2015, vol. 14, no. 6, pp. 43–46. (In Russ.)] doi: 10.31631/2073-3046-2015-14-6-43-46
- Dedkov V.G., Simonova E.G., Beshlebova O.V., Safonova M.V., Stukolova O.A., Verigina E.V., Savinov G.V., Karaseva I.P., Blinova E.A., Granitov V.M., Arsenjeva I.V., Shipulin G.A. The burden of tick-borne diseases in the Altai region of Russia. Ticks Tick Borne Dis., 2017, vol. 8, no. 5, pp. 787–794. doi: 10.1016/j.ttbdis.2017.06.004
- Fournier P.E., Allombert C., Supputamongkol Y., Caruso G., Brouqui P., Raoult D. Aneruptive fever associated with antibodies to Rickettsia helvetica in Europe and Thailand. J. Clin. Microbiol., 2004, vol. 42, no. 2, pp. 816–818. doi: 10.1128/JCM.42.2.816-818.2004
- Gritsun T.S., Lashkevich V.A., Gould E.A. Tick-borne encephalitis. Antiviral Res., 2003, vol. 57, no. 1, pp. 129–146 doi: 10.1016/s0166-3542(02)00206-1
- Igolkina Y., Krasnova E., Rar V., Savelieva M., Epikhina T., Tikunov A., Khokhlova N., Provorova V., Tikunova N. Detection of causative agents of tick-borne rickettsioses in Western Siberia, Russia: identification of Rickettsia Raoultii and Rickettsia Sibirica DNA in clinical samples. Clin. Microbiol. Infect., 2018b, vol. 24, no. 2, pp. 199–211. doi: 10.1016/j.cmi.2017.06.003
- Igolkina Y.P., Rar V.A., Yakimenko V.V., Malkova M.G., Tancev A.K., Tikunov A.Y., Epikhina T.I., Tikunova N.V. Genetic variability of Rickettsia spp. in Ixodes persulcatus/Ixodes trianguliceps sympatric areas from Western Siberia, Russia: Identification of a new Candidatus Rickettsia species. Infect. Genet. Evol., 2015, vol. 34, pp. 88–93. doi: 10.1016/j.meegid.2015.07.015
- Kholodilov I., Belova O., Burenkova L., Korotkov Y., Romanova L., Morozova L., Kudriavtsev V., Gmyl L., Belyaletdinova I., Chumakov A., Chumakova N., Dargyn O., Galatsevich N., Gmyl A., Mikhailov M., Oorzhak N., Polienko A., Saryglar A., Volok V., Yakovlev A., Karganova G. Ixodid ticks and tick-borne encephalitis virus prevalence in the South Asian part of Russia (Republic of Tuva). Ticks Tick Borne Dis., 2019, vol. 10, no. 5, pp. 959–969. doi: 10.1016/j.ttbdis.2019.04.019
- Kumar S., Stecher G., Tamura K. MEGA7: molecular evolutionary genetics analysis version 7.0 for bigger datasets. Mol. Biol. Evol., 2016, vol. 33, no. 7, pp. 1870–1874. doi: 10.1093/molbev/msw054
- Mukhacheva T.A., Kovalev S.Y. Borrelia spirochetes in Russia: Genospecies differentiation by real-time PCR. Ticks Tick Borne Dis., 2014, vol. 5, no. 6, pp. 722–726. doi: 10.1016/j.ttbdis.2014.05.016
- Mukhacheva T.A., Kovalev S.Y. Multilocus sequence analysis of Borrelia burgdorferi s.l. in Russia. Ticks Tick Borne Dis., 2013, vol. 4, no. 4, pp. 275–279. doi: 10.1016/j.ttbdis.2013.02.004
- Parola P., Paddock C.D., Socolovschi C., Labruna M.B., Mediannikov O., Kernif T., Abdad M.Y., Stenos J., Bitam I., Fournier P.E., Raoult D. Update on tick-borne rickettsioses around the world: a geographic approach. Clin. Microbiol. Rev., 2013, vol. 26, no. 4, pp. 657–702. doi: 10.1128/CMR.00032-13
- Rar V., Livanova N., Tkachev S., Kaverina G., Tikunov A., Sabitova Y., Igolkina Y., Panov V., Livanov S., Fomenko N., Babkin I., Tikunova N. Detection and genetic characterization of a wide range of infectious agents in Ixodes pavlovskyi ticks in Western Siberia, Russia. Parasit. Vectors, 2017, vol. 10, no. 1: 258. doi: 10.1186/s13071-017-2186-5
- Roux V., Rydkina E., Eremeeva M., Raoult D. Citrate synthase gene comparison, a new tool for phylogenetic analysis, and its application for the Rickettsiae. Int. J. Syst. Bacteriol., 1997, vol. 47, no. 2, pp. 252–261. doi: 10.1099/00207713-47-2-252
- Rudakov N., Samoylenko I., Shtrek S., Igolkina Y., Rar V., Zhirakovskaia E., Tkachev S., Kostrykina T., Blokhina I., Lentz P., Tikunova N. A fatal case of tick-borne rickettsiosis caused by mixed Rickettsia sibirica subsp. sibirica and «Candidatus Rickettsia tarasevichiae» infection in Russia. Ticks Tick Borne Dis., 2019, vol. 10, no. 6: 101278. doi: 10.1016/j.ttbdis.2019.101278
- Shchuchinova L.D., Kozlova I.V., Zlobin V.I. Influence of altitude on tick-borne encephalitis infection risk in the natural foci of the Altai Republic, Southern Siberia. Ticks Tick Borne Dis., 2015, vol. 6, no. 3, pp. 322–329. doi: 10.1016/j.ttbdis.2015.02.005
- Shpynov S., Fournier P.E., Rudakov N., Tarasevich I., Raoult D. Detection of members of the genera Rickettsia, Anaplasma and Ehrlichia in ticks collected in the Asiatic part of Russia. Ann. N. Y. Acad. Sci., 2006b, vol. 1078, pp. 378–383. doi: 10.1196/annals.1374.075
- Tkachev S.E., Babkin I.V., Chicherina G.S., Kozlova I.V., Verkhozina M.M., Demina T.V., Lisak O.V., Doroshchenko E.K., Dzhioev Y.P., Suntsova O.V., Belokopytova P.S., Tikunov A.Y., Savinova Y.S., Paramonov A.I., Glupov V.V., Zlobin V.I., Tikunova N.V. Genetic diversity and geographical distribution of the Siberian subtype of the tick-borne encephalitis virus. Ticks Tick Borne Dis., 2020, vol. 11, no. 2, pp. 1–9. doi: 10.1016/j.ttbdis.2019.101327
- Tkachev S.E., Tikunov A.Y., Babkin I.V., Livanova N.N., Livanov S.G., Panov V.V., Yakimenko V.V., Tantsev A.K., Taranenko D.E., Tikunova N.V. Occurrence and genetic variability of Kemerovo virus in Ixodes ticks from different regions of Western Siberia, Russia and Kazakhstan. Infect. Genet. Evol., 2017, vol. 47, pp. 56–63. doi: 10.1016/j.meegid.2016.11.007
Supplementary files
СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).