Эпидемиология, Беляков В.Д., Яфаев P.X., 1989
МОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ РАЗВИТИЯ ЭПИДЕМИЙ

МОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ РАЗВИТИЯ ЭПИДЕМИЙ

И ФОРМИРОВАНИЯ ИХ ПРЕДВЕСТНИКОВ

Согласно классическому представлению в основе эпидемического процесса лежит распространение болезнетворных возбудителей от источника через путь передачи восприимчивым. В настоящее время установлено, что этот механизм играет решающую роль лишь на этапе развития эпидемий.

Процесс становления и периодического возобновления эпидемий антропонозов связан с сохранением и активизацией возбудителей в определенных социально-возрастных группах и коллективах риска. В этом процессе большая роль принадлежит направленной изменчивости микроорганизмов.

В настоящее время можно выделить следующие эпидемиологически важные параметры изменчивости возбудителей инфекционных болезней. Это контагиозность (способность к пассажу, переходу от человека к человеку), вирулентность (ответственность за развитие специфического синдрома заболевания) и иммунорезистентность (свойство избегания, преодоления и предотвращения иммунного ответа хозяина, сохранения в иммунном и иммунокомпромиссном организмах3). Раньше считалось, что возбудители относительно стабильны. Теперь известно, что микроорганизмы могут находиться в самых различных состояниях от неконтагиозного до

Таблица 27. Идеализированная модель сохранения возбудителя в v коллективах

Основные этапы сохранения и активизации возбудителей

Характеристика циркулирующих вариантов возбудителя

контагиозность

вирулентность

Персистенция

0

0

Предэпидемнческая циркуляция

+ '

0

Эпидемическое распространение

+

+

Постэпидемическое сохранение

0

Знаком «О» отмечена малая выраженность признака; знаком «+» — значительная выраженность признака.

высоковирулентного. В коллективах риска происходит смена одного состояния другим, что обусловливает «волны» циркуляции возбудителя.

Механизмы основных этапов развития эпидемического процесса представлены в табл. 27.

1. Персистенция и малоактивная циркуляция. Эти механизмы обусловливают сохранение возбудителя в межэпидемический период. Их особенность состоит в том, что они не создают существенную иммунную прослойку (низкая активность циркуляции и малая иммуногенность штаммов), что делает возможным последующее распространение возбудителя.

Под персистентным можно понимать такое состояние возбудителя, когда он не способен вызывать заболевание и передаваться от человека к человеку. Контагиозный потенциал и вирулентность возбудителя минимальны.

Истинное состояние персистенции продемонстрировано у вирусов и некоторых других облигатных внутриклеточных паразитов. Молекулярно-генетической основой персистенции является генетическая дефектность, т. е. отсутствие или выключение блока генов, ответственных за распространение и вирулентность. Так, образование персистентных вирусов гриппа А человека связано с утратой или изменениями некоторых РНК-фрагментов их генома, что нарушает сборку полноценных вирусных частиц.

Значение персистенции состоит не только в межсезонном сохранении возбудителей, но и длительной консервации генетических детерминант. Это необходимо для циклических подъемов заболеваемости.

В последнее время появилось предположение, что персистенция не является прерогативой облигатных внутриклеточных паразитов. Установлена возможность длительного сохранения L-форм с поддержанием способности к реверсии.

Возможно сохранение возбудителей в человеческих коллективах на основе малоактивной их циркуляции. При этом не наблюдается доминирования одного варианта нДд другим, и в популяции одновременно присутствуют варианты, отличающиеся по набору свойств и признаков. Такая циркуляция носит название поликлональной. Значение поликлональной циркуляции состоит в восстановлении «утраченного» набора генов, мобилизации резерва генов и обеспечении Обмена информацией и определении доминирующих «линий» возбудателей.

Начинающаяся активизация возбудителей может способствовать «пробуждению» все новых вариантов. Например, известно свойство циркулирующих вирусов вызывать реактивацию персистентных. Расширение спектра выделяемых возбудителей свидетельствует о нарастании контагиозности инфекции и увеличении эпидемиологической опасности. Выявление принадлежности возбудителей к наиболее опасным адаптарующимся «линиям» позволяет предсказывать неблагоприятную эпидемиологическую ситуацию задолго до ее возникновения.

2.    Предэпидемическая циркуляция. Это процесс активной циркуляции маловирулентных возбудителей, завершающийся образованием эпидемического варианта. Развитие этого процесса определяет характер доминирующих вариантов и величину сезонной надбавки заболеваемости.

Активность циркуляции ведущих вариантов возбудителей обусловливает тенденцию к моноклоновому распространению. Предэпидемическая циркуляция формирует непосредственные предвестники эпидемий. К ним относятся: 1) появление отдельных и стертых случаев болезни; 2) приобретение возбудителями элементов клональной общности; 3) направленная перестройка популяции с закреплением эпидемических маркеров (сегменты вирулентности, плазмиды полирезистентности к антибиотикам); 4) образование иммунологического следа циркуляции.

У некоторых возбудителей важнейшие гены вирулентности сосредоточены в плазмидах. Предполагается, что в предэпидемический период происходят перестройки этих плазмид, состоящие в приобретении новых генов и регуляторных сегментов, а также изменении стабильности наследования. Это обусловливает увеличение вирулентности.

3.    Эпидемическое распространение в очагах и вынос из очагов. Эпидемическое распространение представляет собой классический механизм перехода возбудителя от источника к восприимчивому. При эпидемическом распространении свойства возбудителя стабильны, что выражается в клональной идентичности выделяемых вариантов микроорганизмов.

Каждой инфекционной болезни соответствуют так называемые основные очаги. Во многих случаях они представляют собой организованные коллективы в свойственной для возбудителя социально-возрастной группе населения. Передача возбудителя от коллектива на коллектив осуществляется через промежуточные звенья — обычно семьи, члены которой входят в разные организованные коллективы. По частоте вторичного инфицирования в семьях определяют контактное число инфекции, равное количеству человек, которые могут заразиться от одного больного.

В фазу эпидемического распространения возбудитель выносится из основных очагов и поражает самые различные социально-возрастные группы населения. В результате процесс, протекающий в организованных коллективах, может распространяться на неорганизованное население. Большую роль играет попадание и сохранение возбудителя в благоприятных и социально значимых факторах передачи (вода, молоко). Так, возможна значительная Контаминация шигеллами Зонне молока, что дает большие «молочные» вспышки.

4.    Постэп идемическое сохранение. Снижение массовой заболеваемости может быть связано как с накоплением порога иммунных, так и снижением контагиозности инфекции, которое в ряде случаев не сопровождается полной утратой вирулентности. В результате «развивается» феномен постэпидемического сохранения. В его основе лежит способность возбудителя к иммунному преодолению, т. е. к нахождению некоторое время в организме иммунных и иммунокопромиссных лиц без утраты потенциала вирулентности. Подобный вариант носительства известен при брюшном тифе и ряде других заболеваний. Он обсуловливает возникновение постсезонных и межсезонных случаев болезни и сохранение в неизменном виде генов вирулентности. Однако для развития сезонных эпидемий необходимы пассаж и предэпидемическая изменчивость.

Генерация длительно сохраняющихся вариантов происходит, очевидно, и в пред-, и в постэпидемический период, что обусловливает сложность регио-

Таблица 28. Эпидемиолого-экологическая классификация инфекций в соответствии с различной выраженностью предэпидемической циркуляции

Характеристика развития эпидемического процесса

Характеристика инфекции

с интенсивной предэпидемической циркуляцией

с малоинтенсивной предэпидемической циркуляцией

Контактное число инфекции в предэпидемический период

Большое

Малое

Сцепленность свойств контагиозности и вирулентности

Низкая

Высокая

Преобладающий вариант носительства

Транзиторное

Резидентная

Критическая членность коллективов, в которых возобнов

Низкая

Высокая

ляется эпидемический процесс

нальной ликвидации инфекции. Образование высоковирулентных и контагиозных вариантов микроорганизмов непосредственно связано с процессами, происходящими в предэпидемическую циркуляцию. Это обусловливает возможности в ограничении сезонного подъема заболеваемости.

Особенности механизмов развития эпидемического процесса. Особенности процесса предэпидемической циркуляции и молекулярно-генетическая специфика возбудителей могут быть положены в основу эпидемиолого-экологической группировки инфекционных болезней.

Микроорганизмы значительно отличаются по способности к предэпидемической циркуляции (табл. 28). У одной группы микроорганизмов предэпи-демические перегруппировки происходят на фоне высокой контагиозности, активного бессимптомного пассажа при исходно низкой вирулентности. Другой группе возбудителей для приобретения высокой контагиозности требуется развитие специфического синдрома заболевания и активация механизма передачи. Соответственно можно выделить инфекционные болезни с интенсивной предэпидемической циркуляцией и болезни с малоинтенсивной предэпидемической циркуляцией.

Чем выше контагиозность инфекции в предэпидемический период, тем большее количество пассажей проходит в это время возбудитель и сложнее преобразования в организации генома. Так, независимость генетических детерминант контагиозности и вирулентности у первой группы возбудителей способствует процессам направленной изменчивости. За предэпидемический период складывается своеобразный генетический набор, обусловливающий необходимую степень вирулентности эпидемического варианта микроорганизмов. Для активации второй группы возбудителей, происходящей по типу одновременного включения различных генов, очевидно, требуется меньшее количество пассажей. С этой точки зрения эпидемии, вызванные вторрй группой возбудителей, подготавливаются быстрее и быстрее затухают, чем эпидемии, вызванные микроорганизмами с длительной предэпидемической «подгонкой».

Так, дизентерия Зонне и дизентерия Флекснера характеризуются этиологической и эпидемиологической самостоятельностью. Дизентерия Зонне приурочена к детским организованным коллективам, а дизентерия Флекснера — к взрослому населению. Шигеллы Зонне способны к эффективной бессимптомной циркуляции с наращиванием вирулентности. Шигеллы Флекснера, по-видимому, сохраняются в малоконтагиозном состоянии, а их контагиозность и вирулентность реализуются одновременно при наличии неиммунных лиц и соответствующего фактора передачи. Указанные различия могут быть связаны с составом и «поведением» плазмид вирулентности шигелл.

При шигеллезе Зонне активная предэпидемическая циркуляция идет еще до основного ежегодного обновления коллективов. Для начала циркуляции при шигеллезе Флекснера необходимо прибытие пополнения. Соответственно при шигеллезе Зонне требуется раннее начало противоэпидемических работ С целью ограничения бессимптомной циркуляции возбудителя.

Эпидемиолого-экологическая специфика определяет дифференцированную направленность противоэпидемических мероприятий. В условиях интенсивной предэпидемической циркуляции необходимо воздействие на организованные группы населения. При низкой активности циркуляции важно более полное выявление носителей.

Эпидемии, для которых характерно резидентное носительство (например, дизентерия Флекснера), регулярно возобновляются в достаточно больших организованных коллективах. Это отражает общую эпидемиологическую закономерность. Эпидемиолого-экологической специфике возбудителей соответствует совокупность социальных и других условий поддержания и развития эпидемического процесса. Так, сохранение возбудителя и активация эпидемического процесса в коллективах возможны лишь при их определенной численности, групповой подразделенности, кратности обновления, возрастном составе, наличии необходимых путей передачи инфекции. Это соответствие носит достаточно строгий характер и может учитываться при постановке клинических и эпидемиологических диагнозов (массовые случаи фарингита в больших обновляемых коллективах — стрептококковая, менингококковая инфекции).

Непосредственное наблюдение за развитием эпидемического процесса в организованных коллективах, выявление места и времени развертывания предэпидемических процессов может быть осуществлено при помощи микробиологического слежения.