Long-term monitoring of tick-borne viral encephalitis and tick-borne borreliosis in the Komi Republic

Cover Page

Cite item

Abstract

Our study was aimed at analyzing data combining objective epidemiological, zoological and entomological research intended to determine the environmental and epidemiological patterns of tick-borne encephalitis (TBE) and Lyme borreliosis (LB) foci, as well as the role of anthropogenic factors in epidemic manifestations to improve anti-epidemic activities. Long-term data on the abundance of ticks flagged from vegetation in various districts of the Komi Republic (RK) have been analyzed. The prevalence of tick-borne encephalitis virus (TBEV) and Borrelia burgdorferi (agent of LB) in ticks picked from vegetation, humans and domestic animals in various districts of the RK was measured by using enzyme-linked immunosorbent assay and polymerase chain reaction (PCR-ELISA). In addition, the data on 1994–2017 tick-bite incidence in RK, 1970–2017 TBE incidence, and 1997–2017 LB incidence were also examined and correlated with the impact of forest transformation on the TBE incidence. The rise of tick population in the southern districts of RK and its northward expansion were noted. It is also shown that the RK territory, where tick bites are registered, expanded significantly. Mean annual tick-bite incidence rate in 2006–2017 vs. 1994–2005 timeframe was increased by 4-fold. RK regions where deforestation took place, the tick-bite incidence was increased, and the local TBE incidence elevated distinctly. In recent years, there was a rise in TBEV prevalence in ticks, collected either from vegetation or from humans and animals. In 2006–2017 and 1970–1981, mean annual TBE incidence rate increased by a 11- and 36-fold as compared to that one registered in 1982–1993. In recent years, the most severe focal TBE forms began to be recorded. In 1996–2017, the TBE mortality rate was 2.3%. The main features of LB epidemiology mimic those found in TBEV. In particular, the prevalence of Borrelia burgdorferi in ticks flagged from vegetation increased from 9.5% to 34.7% in 2010 vs. 2017, respectively. A sharp rise in LB incidence rate and profound northward shift for bacterial range, where this infection started to be registered only in recent years, were noted. Both TBE and LB demonstrated marked occupation-related pattern. The need in conducting task-oriented prophylaxis of tick-borne infections is necessitated by taking into account geographic specifics. The RK northern regions should be considered as potentially endemic, where tick bites in human population has recently begun to be reported.

About the authors

B. R. Gnativ

Rospotrebnadzor Office for the Republic of Komi

Author for correspondence.
Email: Gnativ_BR@mail.ru

Bogdan R. Gnativ,  Deputy Head of Epidemiological Surveillance Department 

167000, Republic of Komi, Syktyvkar, Dimitrova str., 1-А

Phone: +7 (212) 20-36-96, +7 904 270-36-36 (mobile) 

Russian Federation

N. K. Tokarevich

St. Petersburg Pasteur Institute

Email: zoonoses@mail.ru

PhD, MD (Medicine), Professor, Head of the Laboratory of Zoonoses 

St. Petersburg

Russian Federation

References

  1. Алексеев А.Н. Современное состояние знаний о переносчиках клещевого энцефалита // Вопросы вирусологии. 2007. № 5. С. 21–26. [Alekseev A.N. The present knowledge of tick-borne encephalitis vectors. Voprosy virusologii = Problems of Virology, 2007, no. 5, pp. 21–26. (In Russ.)]
  2. Андронова Н.В., Миноранская Н.С., Миноранская Е.И. Специфический иммунный ответ и некоторые отдаленные результаты при остром течении иксодового клещевого боррелиоза и микст-инфекции клещевого энцефалита и иксодового клещевого боррелиоза // Сибирский медицинский журнал (Иркутск). 2011. № 1. С. 54–57. [Andronova N.V., Minoranskaya N.S., Minoranskaya E.I. The specific immune response and some remote results in the acute course of tick-borne borreliosis and mixed-infections of tick-borne encephalitis and tick-borne borreliosis. Sibirskij Medicinskij Zurnal (Irkutsk) = Siberian Medical Journal (Irkutsk), 2011, no. 1, pp. 54–57. (In Russ.)]
  3. Инфекции, передающиеся иксодовыми клещами, в Северо-Западном федеральном округе России. Аналитический обзор. Санкт-Петербург: Феникс, 2008. 120 c. [Infections transmitted by ixodid ticks in the North-West Federal Region of Russia. Analytical review. St. Petersburg: Phoenix, 2008. 120 p. (In Russ.)]
  4. Конькова-Рейдман А.А., Злобин В.И. Клещевой полиморфизм иксововых клещевых боррелиозов (микст-инфекция с клещевым энцефалитом) на территории Южно-Уральского региона России // Сибирский медицинский журнал (Иркутск). 2011. № 1. С. 17–19. [Kon’kova-Reidman A.B., Zlobin V.I. Clinical polymorphism of Ixodes tick-borne borrelioses (mixed infection with tick-borne encephalitis) on the territory of South-Ural Region of Russia. Sibirskij medicinskij zurnal (Irkutsk) = Siberian Medical Journal (Irkutsk), 2011, no. 1, pp. 17–19. (In Russ.)]
  5. Конькова-Рейдман А.Б., Злобин В.И. Специфическая и неспецифическая профилактика клещевого энцефалита и иксодовых клещевых боррелиозов на южном Урале // Сибирский медицинский журнал (Иркутск). 2012. № 4. С. 71–74. [Kon’kova-Reidman A.B., Zlobin V.I. Specific and nonspecific prevention of tick-borne encephalitis and ixodes borrelioses in southern Ural. Sibirskij Medicinskij Zurnal (Irkutsk) = Siberian Medical Journal (Irkutsk), 2012, no. 4, pp. 71–74. (In Russ.)]
  6. Корабельников И.В. Особенности распространения природно-очаговых болезней при антропогенном воздействии на биосферу // Национальные приоритеты России. 2009. № 2. С. 77–80. [Korabelnikov I.V. Expansion of natural focal infections under anthropogenic impacts in biosphere. Natsionalnye prioritety Rossii = National Priorities of Russia, 2009, no. 2, pp. 77–80. (In Russ.)]
  7. Лавренюк В.И., Дмитровский А.М., Егембердиева Р.А., Абдиева К. Случай заболевания клещевым энцефалитом у вакцинированного // Медицина Кыргызстана. 2014. № 2. С. 94–97. [Lavrenyuk V.I., Dmitrovsky A.M., Egemberdieva R.A., Abdieva K. Case of tick-borne encephalitis in a vaccinated patient. Meditsina Kyrgyzstana = Medicine of Kyrgyzstan, 2014, no. 2, pp. 94–97. (In Russ.)]
  8. Лобзин Ю.В., Козлов С.С. Трудности клинической диагностики микст-инфекций клещевого энцефалита и болезни Лайма // Клиническая медицина. 1997. № 12. С. 45–48. [Lobzin Yu.V., Kozlov S.S. Difficulties in the clinical diagnosis of mixed tick-borne encephalitis and Lyme disease infection. Klinicheskaya meditsina = Clinical Medicine, 1997, no. 12, pp. 45–48. (In Russ.)]
  9. Львов Д.К., Злобин В.И. Стратегия и тактика профилактики клещевого знцефалита на современном этапе // Вопросы вирусологии. 2007. № 5. С. 26–30. [Lvov D.K., Zlobin V.I. Prevention of tick-borne encephalitis at the present stage: strategy and tactics. Voprosy virusologii = Problems of Virology, 2007, no. 5, pp. 26–30. (In Russ.)]
  10. Микрюкова Т.П., Чаусов Е.В., Коновалова С.Н., Кононова, Протопопова Е.В., Картышев М.Ю., Терновой В.А., Глушкова Л.И., Корабельников И.В., Егорова Ю.И., Локтев В.Б. Генетическое разнообразие вируса клещевого энцефалита в клещах Ixodes persulcatus в северо-восточном регионе европейской части России // Паразитология. 2014. Т. 48, № 2. С. 131–149. [Mikryukova T.P., Chausov E.V., Konovalova S.N., Kononova J.V., Protopopova E.V., Kartashov M.Y., Ternovoi V.A., Glushkova L.I., Korabel’nikov I.V., Egorova J.I., Loktev V.B. Genetic diversity of the tick-borne encephalitis virus in Ixodes persulcatus ticks in northeastern European Russia. Parazitologia = Parasitology, 2014, vol. 48, no. 2, pp. 131–149. (In Russ.)]
  11. Миноранская Н.С., Миноранская Е.И. Клинико-эпидемиологическая характеристика микст-инфекций клещевого боррелиоза и клещевого энцефалита в Красноярском крае // Казанский медицинский журнал. 2013. Т. 94, № 2. С. 211–214. [Minoranskaya N.S., Minoranskaya E.I. Clinical and epidemiological characteristics of mixed infections of tickborne borreliosis and tick-borne encephalitis in the Krasnoyarsk territory. Kazanskiy meditsinskij zhurnal (Irkutsk) = Kazan Medical Journal, 2013, vol. 94, no. 2, pp. 211–214. (In Russ.)]
  12. Никитин А.Я., Андаев Е.И., Носков А.К., Пакскина Н.Д., Яценко Е.В., Веригина Е.В., Балахонов С.В. Особенности эпидемиологической ситуации по клещевому вирусному энцефалиту в Российской Федерации в 2017 году и прогноз ее развития на 2018 год // Проблемы особо опасных инфекций. 2018. № 1. С. 44–49. [Nikitin A.Ya., Andaev E.I., Noskov A.K., Pakskina N.D., Yatsmenko E.V., Verigina E.V., Balakhonov S.V. Peculiarities of the epidemiological situation on tick-borne viral encephalitis in the Russian Federation in 2017 and the forecast for 2018. Problemy osobo opasnykh infektsii = Problems of Particularly Dangerous Infections, 2018, no. 1, pp. 44–49. (In Russ.)]
  13. Онищенко Г.Г., Федоров Ю.М., Пакскина Н.Д. Организация надзора за клещевым вирусным энцефалитом и меры по его профилактике в Российской Федерации // Вопросы вирусологии. 2007. Т. 52, № 5. С. 8–10. [Onishchenko G.G., Fedorov Yu.M., Pakskina N.D. Organization of supervision of tick-borne virus encephalitis and ways of its prevention in the Russian Federation. Voprosy virusologii = Problems of Virology, 2007, vol. 52, no. 5, pp. 8–10. (In Russ.)]
  14. Опейкина Н.Н., Скударнов С.Е., Куртасова Л.М., Шульман А.В., Васильева А.А. Анализ заболеваемости клещевым вирусным энцефалитом жителей Красноярского Края // Сибирское медицинское обозрение. 2015. № 2. С. 81–84. [Opejkina N.N., Skudarnov S.E., Kurtasova L.M., Shilman A.V., Vasileva A.A. The analysis of the morbidity of tick-borne viral encephalitis in the Krasnoyarsk Region. Sibirskoe meditsinskoe obozrenie = The Siberian Medical Review, 2015, no. 2, pp. 81–84. (In Russ.)]
  15. Павленко Е.В., Леонова Г.Н., Майстровская О.С. Сравнительное изучение иммуногенности вакцин против клещевого энцефалита // Дальневосточный журнал инфекционной патологии. 2007. № 11. С. 56–62. [Pavlenko E.V., Leonova G.N., Maistrovskaya O.S. A comparative study of the immunogenicity of tick-borne encephalitis vaccines. Dalnevostochnii zhurnal infectsionnoy patologii = Far Eastern Journal of Infectious Pathology, 2007, no. 11, pp. 56–62. (In Russ.)]
  16. Пеньевская Н.А., Рудаков Н.В. Эффективность применения препаратов иммуноглобулина для постэкспозиционной профилактики клещевого энцефалита в России (обзор полувекового опыта) // Медицинская паразитология и паразитарные болезни. 2010. № 1. С. 53–59. [Penyevskaya N.A., Rudakov N.V. The effectiveness of the use of immunoglobulin preparations for post-exposure prophylaxis of tick-borne encephalitis in Russia (review of half a century of experience). Meditsinskaia parazitologiia i parazitarnye bolezni = Medical Parasitology and Parasitic Diseases, 2010, no. 1, pp. 53–59. (In Russ.)]
  17. Пеньевская Н.А., Рудаков Н.В., Рудакова С.А. Проблемные аспекты оценки эпидемиологической эффективности вакцинопрофилактики клещевого энцефалита // Эпидемиология и вакцинопрофилактика. 2018. № 17 (5). С. 78–88. [Penyevskaya N.A., Rudakov N.V., Rudakova S.A. Problematic aspects of the evaluation of the epidemiological effectiveness of vaccination against tick-borne encephalitis. Epidemiologia i vaktsinoprofilaktika = Epidemiology and Vaccinal Prevention, 2018, no. 17, pp. 78–88. (In Russ.)] doi: 110.31631/2073-3046-2018-17-5-78-88
  18. Погодина В.В., Карань Л.С., Колесникова Н.М., Левина Л.С., Маленко Г.В., Гамова Е.Г., Лесникова М.В., Килячина Ф.С., Есюнина М.С., Бочкова Н.Г., Шопенская Т.А., Фролова Т.В., Андаев Е.И., Трухина А.Г. Эволюция клещевого энцефалита и проблема эволюции возбудителя // Вопросы вирусологии. 2007. № 5. С. 16–26. [Pogodina V.V., Karan L.S., Kolyasnikova N.M., Levina L.S., Malenko G.V., Gamova Ye.G., Lesnikova M.V., Kilyachina A.S., Yesyunina M.S., Bochkova N.G., Shopenskaya T.A., Frolova T.V., Andayev Ye.I., Trukhina A.G. Evolution of tick-borne encephalitis and a problem of evolution of its causative agent. Voprosy virusologii = Problems of Virology, 2007, no. 5, pp. 16–21. (In Russ.)]
  19. Погодина В.В., Левина Л.С., Скрынник С.М., Травина Н.С., Карань Л.С., Колясникова Н.М., Кармышева В.Я., Герасимов С.Г., Маленко Г.В., Перминов Л.В., Попов М.А., Бочкова Н.Г. Клещевой энцефалит с молниеносным течением и летальным исходом у многократно вакцинированного пациента // Вопросы вирусологии. 2013. № 2. С. 33–37. [Pogodina V.V., Levina L.S., Skrynnik S.M., Travina N.S., Karan L.S., Kolyasnikova N.M., Karmysheva V.Ya., Gerasimov S.G., Malenko G.V., Perminov L.V., Popov M.A., Bochkova N.G. Tick-borne encephalitis with fulminant course and lethal outcome in patients after plural vaccination. Voprosy virusologii = Problems of Virology, 2013, no. 2, pp. 33–37. (In Russ.)]
  20. Погодина В.В., Лучинина С.В., Степанова О.Н., Стенько Е.А., Горфинкель А.Н., Кармышова В.Я., Герасимов С.Г., Левина Л.С., Чиркова Г.Г., Карань Л.С., Колясникова Н.М., Маленко Г.В., Колесникова Л.И. Необычный случай летального исхода клещевого энцефалита у пациента, привитого вакцинами разных генотипов (Челябинская область) // Эпидемиология и инфекционные болезни. 2015. Т. 20, № 1. С. 56–64. [Pogodina V.V., Luchinina S.V., Stepanova O.N., Stenko E.A., Gorfinkel A.N., Karmyshova V.Ya., Gerasimov S.G., Levina L.S., Chirkova G.G., Karan L.S., Kolyasnikova N.M., Malenko G.V., Kolesnikova L.I. An unusual case of fatal outcome of tick-borne encephalitis in a patient inoculated with vaccines of different genotypes (Chelyabinsk region). Epidemiologia osobo opasnykh boleznei = Epidemiology and Infectious Diseases, 2015, no. 20, pp. 56–64. (In Russ.)]
  21. Романенко В.В., Анкудинова А.В., Килячина А.С. Эффективность программы массовой вакцинопрофилактики клещевого энцефалита в Свердловской области // Вестник УрГМА. Екатеринбург. 2010. № 21. С. 125–132. [Romanenko V.V., Ankudinova A.V., Kilyachina A.S. The effectiveness of the program of mass TBE vaccination in the Sverdlovsk Region. Vestnik UrGMA. Yekaterinburg = Bulletin of the Ural State Medical Academy. Yekaterinburg, 2010, no. 21, pp. 125–132. (In Russ.)]
  22. Сиротин М.Б., Коренберг Э.И. Влияние абиотических факторов на возбудителей инфекций, экологически связанных с иксодовыми клещами (на примере боррелий и вируса энцефалита) // Успехи современной биологии. 2019. Т. 130, № 2. С. 126–146. [Sirotin M.B., Korenberg E.I. The impact of abiotic factors on the infection pathogens ecologically related to ixodid ticks (by the example of borrelia and encephalitis virus). Uspekhi sovremennoy biologii = Advances in Modern Biology, 2019, vol. 130, no. 11, pp. 126–146. (In Russ.)] doi: 10.1134/S0042132419020091
  23. Соколова О.В., Чащин В.П., Попова О.Н., Бузинов Р.В., Пасынкова М.М., Гудков А.Б. Эпидемиологические особенности распространения клещевого вирусного энцефалита в Архангельской области // Экология человека. 2017. № 4. С. 12–19. [Sokolova O.V., Chashin V.P., Popova O.N., Buzinov R.V., Pasynkova M.M. Gudkov A.B. Epidemiological character of tick-borne viral encephalitis extension in the Arkhangelsk Region. Ekologiya cheloveka = Human Ecology, 2017, no. 4, pp. 12–19. (In Russ.)] doi: 10.33396/1728-0869-2017-4-12-19
  24. Субботина Н.С., Доршакова Н.В., Петрова А.В. Эпидемиологическая характеристика клещевого энцефалита в Северо-Западном регионе России // Экология человека. 2007. № 7. С. 15–19. [Subbotina N.S., Dorshakova N.S., Petrova A.V. Epidemiological characteristic of tick-borne encephalitis in North-West region of Russia. Ekologiya cheloveka = Human Ecology, 2007, no. 7, pp. 15–19. (In Russ.)]
  25. Токаревич К.Н., Вершинский Б.В., Перфильев П.П. Очерки ландшафтной географии зооантропонозов (Европейский Север России). Ленинград: Наука, 1975. 168 c. [Tokarevich K.N., Vershinsky B.V., Perfiliev P.P. Essays on landscape geography of zooanthroponoses (European North of Russia). Leningrad: Nauka, 1975. 168 p. (In Russ.)]
  26. Усков А.Н., Байгеленов К.Д., Бургасова О.А., Гринченко Н.Е. Современные представления о диагностике клещевых инфекций. Сибирский медицинский журнал (Иркутск). 2008. № 7. С. 148–152. [Uskov A.N., Baygelenov K.D., Burgasova O.A., Grintchenko N.E. Present view on diagnostics of tick-borne infections. Sibirskij Medicinskij Zurnal (Irkutsk) = Siberian Medical Journal (Irkutsk), 2008, no. 7, pp. 148–152. (In Russ.)]
  27. Филиппова Н.А. Фауна СССР. Паукообразные. Т. IV, вып. 4. Иксодовые клещи, подсемейство Ixodidae. Л.: Наука, 1977. С. 396. [Filippova N.A. Fauna of the USSR. Arachnida. Vol. IV, iss. 4. Ixodid ticks, subfamily Ixodinae. Leningrad: Nauka, 1977. 396 p. (In Russ.)]
  28. Eremeeva M., Oliveira A., Moriarty J., Robinson J., Tokarevich N., Antyukova L., Pyanyh V.A., Emeljanova O.N., Ignatjeva V.N., Buzinov R., Pyankova V., Dasch G.A. Detection and identification of bacterial agents in ixodes persulcatus schulze ticks from the north western region of Russia. Vector-borne Zoonotic Dis., 2007, vol. 7: 42636. doi: 10.1089/vbz.2007.0112
  29. Hasle G. Transport of ixodid ticks and tick-borne pathogens by migratory birds. Front. Cell. Infect. Microbiol., 2013, vol. 3: 48. doi: 10.3389/fcimb.2013.00048
  30. Hedlund C., Blomstedt Y., Schumann B. Association of climatic factors with infectious diseases in the Arctic and subarctic region — a systematic review. Glob. Health Action, 2014, vol. 7: 24161. doi: 10.3402/gha.v7.24161
  31. Heinz F.X., Stiasny K., Holzmann H., Grgic-Vitek M., Kriz B., Essl A., Kundi M. Vaccination and tick-borne encephalitis, central Europe. Emerg. Infect. Dis., 2013, vol. 19, no. 1, pp. 69–76. doi: 10.3201/eid1901.120458 PMID: 23259984
  32. Jaenson T.G., Hjertqvist M., Bergstrom T., Lundkvist A. Why is tick-borne encephalitis increasing? A review of the key factors causing the increasing incidence of human TBE in Sweden. Parasit Vectors, 2012, vol. 5: 184. doi: 10.1186/1756-3305-5-184
  33. Skarpaas T., Golovljova I., Vene S., Ljøstad U., Sjursen H., Plyusnin A., Lundkvist A. Tickborne encephalitis virus, Norway and Denmark. Emerg. Infect. Dis., 2006, vol. 12, pp. 1136–1138. doi: 10.3201/eid1207.051567
  34. Sparaganoa O., Georgeb D., Giangasperod A., Spitalska E. Arthropods and associated arthropod-borne diseases transmitted by migrated birds. The case of ticks and tick-borne pathogens. Vet. Parasitol., 2015, vol. 213, no. 1–2, pp. 61–66. doi: 10.1016/j.vetpar.2015.08.028
  35. Süss J. TBE — a short overview on epidemiological status in Europe. ISW-TBE: Vienna, 2012, pp. 2–3.
  36. Tokarevich N., Tronin A., Blinova O., Buzinov R., Boltenkov V., Yurasova E., Nurse J. The impact of climate change on the expansion of Ixodes persulcatus habitat and the incidence of tick-borne encephalitis in the north of European Russia. Glob. Health Action, 2011, vol. 4, no. 1: 8448. doi: 10.3402/gha.v4i0.8448
  37. Tokarevich N., Stoyanova N., Gnativ B., Kazakovtsev S., Blinova O., Revich B. Seroprevalence of tick-borne diseases in the population of the European North of Russia. Med. Safety Glob. Health, 2017, vol. 6, no. 1: 1000132. doi: 10.4172/2574-0407.1000132
  38. Tokarevich N., Tronin A., Gnativ B., Revich B., Blinova O., Evengard B. Impact of air temperature variation on the ixodid ticks habitat and tick-borne encephalitis incidence in the Russian Arctic: the case of the Komi Republic. Int. J. Circumpolar Health, 2017, vol. 76: 1298882. doi: 10.1080/22423982.2017.1298882
  39. Waldenstrom J., Lundkvist A., Falk K., Garpmo U., Bergstrom S., Lindegren G. Migrating birds and tick-borne encephalitis virus. Emerg. Infect. Dis., 2007, vol. 13, pp. 1215–1258. doi: 10.3201/eid1308.061416.

Supplementary files

There are no supplementary files to display.


Copyright (c) 2020 Gnativ B.R., Tokarevich N.K.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies