microbeПроблемы особо опасных инфекцийProblems of Particularly Dangerous Infections0370-10692658-719XRussian Research Anti-Plague Institute “Microbe”10.21055/0370-1069-2021-2-100-107microbe-1501Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИORIGINAL ARTICLESПрименение ГИС-технологий и данных дистанционного зондирования Земли для оценки пространственно-временного распространения бешенства в Восточном ЗабайкальеApplication of GIS and Earth Remote Sensing Data for the Evaluation of the Spatiotemporal Spread of Rabies in Eastern Trans-Baikal Regionhttps://orcid.org/0000-0002-4225-5998ЗарваИ. Д.ZarvaI. D.

1, Krasnogo Vosstaniya St., Irkutsk, 664003

https://orcid.org/0000-0003-2749-0153ПавловМ. В.PavlovM. V.

1, Ulan-Batorskaya St., Irkutsk, 664033

https://orcid.org/0000-0001-8987-7068СороковойА. А.SorokovoiA. A.

1, Ulan-Batorskaya St., Irkutsk, 664033

https://orcid.org/0000-0002-0920-1330БотвинкинА. Д.BotvinkinA. D.

1, Krasnogo Vosstaniya St., Irkutsk, 664003

botvinkin_ismu@mail.ruФГБОУ ВО «Иркутский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской ФедерацииРоссияIrkutsk State Medical University of the Ministry of Health of the Russian FederationRussian FederationФГБУН Институт географии им. В.Б. Сочавы Сибирского отделения РАНРоссияV.B. Sochava Institute of Geography of the Siberian Branch of RASRussian Federation20212107202102100107Copyright © Зарва И.Д., Павлов М.В., Сороковой А.А., Ботвинкин А.Д., 20212021Зарва И.Д., Павлов М.В., Сороковой А.А., Ботвинкин А.Д.Zarva I.D., Pavlov M.V., Sorokovoi A.A., Botvinkin A.D.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://journal.microbe.ru/jour/article/view/1501

Цель – совершенствование мониторинга природных очагов бешенства на основе использования современных технологий картографического анализа.

Материалы и методы

Материалы и методы. Проведено ретроспективное исследование по данным официальной регистрации бешенства в Забайкальском крае (Восточном Забайкалье) за 1950–2020 гг. Пространственное распространение бешенства среди животных сравнивали по двум отрезкам времени: 1972– 1978 гг. (n=157) и 2014–2020 гг. (n=61). Для картографирования использованы программы QGIS 3.16.0, ArcMap 10.8.1, ArcScene 10.8.1 и электронные ландшафтно-географические карты мира Natural Earth, OpenStreetMap. На картограммах выделены анализируемые территориальные единицы (АТЕ), привязанные к градусной сетке (0,5º × 0,5º). Связь локализации случаев бешенства с элементами ландшафта оценивали статистически, сравнивая благополучные и неблагополучные АТЕ.

Результаты и обсуждение

Результаты и обсуждение. Установлены различия в ландшафтной приуроченности эпизоотий бешенства в Восточном Забайкалье в разные периоды времени. До 1983 г. преобладало бешенство собак, и эпизоотии распространялись за пределы лесостепной зоны. С 1984 по 2013 год бешенство среди животных не регистрировалось. В 2014–2020 гг. лисицы (Vulpes vulpes) служили основным источником вируса бешенства. Площадь эпизоотии сократилась более чем в два раза в сравнении с 1972–1978 гг. Основные проявления бешенства наблюдались на стыке равнинных и горных, степных и лесных участков. Неблагополучные по бешенству АТЕ отличались более выраженной вариабельностью элементов ландшафта. Выявлены вероятные пути трансграничного распространения вируса бешенства. Обсуждена связь особенностей распространения бешенства в Восточном Забайкалье в 1950–2020 гг. с генетическими вариантами вируса, изменениями климата, миграциями животных и антропогенными факторами. Результаты исследования предлагается использовать для корректировки программ барьерной оральной вакцинации лисиц. 

The aim of the study was to improve monitoring of natural foci of rabies based on the use of modern technologies of cartographic analysis.

Materials and methods

Materials and methods. A retrospective study was carried out on the data of official registration of rabies in the Trans-Baikal Territory (Eastern Trans-Baikal Region) for 1950–2020. The spatial spread of rabies among animals was compared for two time periods: 1972–1978 (n=157 cases) and 2014–2020 (n=61 cases). Software packages QGIS 3.16.0, ArcMap 10.8.1, ArcScene 10.8.1 and electronic landscape-geographical maps of the world “Natural Earth”, “OpenStreetMap” were used for the mapping. Analyzed territorial units (ATUs) tied to a degree grid (0,5º × 0,5º) were marked on the cartograms. The interdependence between the localization of rabies cases and landscape elements was assessed statistically, comparing between the rabies free and the rabies affected ATUs.

Results and discussion

Results and discussion. Differences in the landscape confinedness of rabies epizootics in Eastern Trans-Baikal Region at different periods of time have been established. Until 1983, dog rabies prevailed, and epizootics spread beyond the forest-steppe zone. In 1984–2013 rabies among animals was not recorded. In 2014–2020 red foxes (Vulpes vulpes) were the main source of the rabies virus. The area of the epizootic has more than halved in comparison with 1972–1978. The main manifestations of rabies were observed at the junction of lowland and mountainous, steppe and forest areas. The rabies affected ATUs were characterized by more pronounced landscape variables. Possible routes of cross-border spread of the rabies virus have been identified. The connection between the features of the spatiotemporal spread of rabies and genetic variants of the virus, climate change, animal migrations and anthropogenic factors in Eastern Trans-Baikal Region in 1950–2020 is discussed. The results of the study are proposed to be used to adjust the programs for barrier oral vaccination of the foxes. 

бешенствоГИСдистанционное зондированиеЦентральная АзияrabiesGISEarth remote sensingCentral AsiaРабота выполнена при поддержке гранта РФФИ, проект 19-315-90004/19.ReferencesPerez A., AlKhamis M., Carlsson U., Brito B., CarrascoMedanic R., Whedbee Z., Willeberg P. Global animal disease surveillance. Spat. Spatiotemporal Epidemiol. 2011; 2(3):135–45. DOI: 10.1016/j.sste.2011.07.006.Perez A., AlKhamis M., Carlsson U., Brito B., CarrascoMedanic R., Whedbee Z., Willeberg P. Global animal disease surveillance. Spat. Spatiotemporal Epidemiol. 2011; 2(3):135–45. DOI: 10.1016/j.sste.2011.07.006.Beard R., Wentz E., Scotch M. A systematic review of spatial decision support systems in public health informatics supporting the identification of high risk areas for zoonotic disease outbreaks. Int. J. Health Geogr. 2018; 17(1):38. DOI: 10.1186/S12942-018-0157-5.Beard R., Wentz E., Scotch M. A systematic review of spatial decision support systems in public health informatics supporting the identification of high risk areas for zoonotic disease outbreaks. Int. J. Health Geogr. 2018; 17(1):38. DOI: 10.1186/S12942-018-0157-5.Asrar G.R. Advances in quantitative Earth remote sensing: past, present and future. Sensors (Basel). 2019; 19(24):5399. DOI: 10.3390/s19245399.Asrar G.R. Advances in quantitative Earth remote sensing: past, present and future. Sensors (Basel). 2019; 19(24):5399. DOI: 10.3390/s19245399.Попов Н.В., Куклев Е.В., Кутырев В.В. Актуальные вопросы геоинформационного обеспечения мониторинга и прогнозирования эпизоотической активности природных очагов чумы и других зоонозных инфекций на территории Российской Федерации. Проблемы особо опасных инфекций. 2006; 2:28–30.Popov N.V., Kouklev E.V., Kutyrev V.V. [Relevant issues of geo-informational support to provide for monitoring and prognostication of epizootic activity in natural foci of plague and other zoonotic infections in the territory of the Russian Federation]. Problemy Osobo Opasnykh Infektsii [Problems of Particularly Dangerous Infections]. 2006; 2:28–30.Wheeler D.C., Waller L.A. Mountains, valleys, and rivers: The transmission of raccoon rabies over a heterogeneous landscape. J. Agric. Biol. Environ. Stat. 2008; 13(4):388–406. DOI: 10.1198/108571108x383483.Wheeler D.C., Waller L.A. Mountains, valleys, and rivers: The transmission of raccoon rabies over a heterogeneous landscape. J. Agric. Biol. Environ. Stat. 2008; 13(4):388–406. DOI: 10.1198/108571108x383483.Brunker K., Lemey P., Marston D.A., Fooks A.R., Lugelo A., Ngeleja C., Hampson K., Biek R. Landscape attributes governing local transmission of an endemic zoonosis: Rabies virus in domestic dogs. Mol. Ecol. 2018; 27(3):773–88. DOI: 10.1111/mec.14470.Brunker K., Lemey P., Marston D.A., Fooks A.R., Lugelo A., Ngeleja C., Hampson K., Biek R. Landscape attributes governing local transmission of an endemic zoonosis: Rabies virus in domestic dogs. Mol. Ecol. 2018; 27(3):773–88. DOI: 10.1111/mec.14470.Савицкий В.П., Ботвинкин А.Д., Грибанова Л.Я., Мальков Г.Б., Сидоров Г.Н., Почекунин Д.И. Картографический метод в изучении эпидемиологии и эпизоотологии бешенства (по материалам Читинской области). В кн.: Современные методы в изучении природно-очаговых инфекций. Ленинград; 1979. С. 22–8.Savitsky V.P., Botvinkin A.D., Gribanova L.Ya., Mal’kov G.B., Sidorov G.N., Pochekunin D.I. [A cartographic method in studying the epidemiology and epizootiology of rabies (based on materials for the Chita region)]. In: [Modern Methods of Studying Natural-Focal Infections]. Leningrad; 1979. P. 22–8.Сидорова Д.Г., Сидоров Г.Н., Полещук Е.М., Колычев Н.М. Бешенство в Восточной Сибири в ХХ – начале ХХI веков. Бюллетень Восточно-Сибирского научного центра Сибирского отделения Российской академии медицинских наук. 2007; S3(55):168–72.Sidorova D.G., Sidorov G.N., Poleshchuk E.M., Kolychev N.M. [Rabies in Eastern Siberia in the XX – early XXI centuries]. Acta Biomedica Scientifica. Bulletin of the East-Siberian Scientific Center of the Siberian Branch of the Russian Academy of Medical Sciences. 2007; 3(55):168–72.Ботвинкин А.Д., Зарва И.Д., Яковчиц И.Д., Адельшин Р.В., Мельникова О.В., Андаев Е.И., Шульпин М.И., Чупин С.А., Метлин А.Е., Балахонов С.В., Ханхареев С.С., Лапа С.Э., Истомина Т.Ф., Короткова И.А., Шобоева Р.С., Калугин Д.В., Бахлина Н.В., Степина В.С., Аблов А.И., Коплик М.Е., Школьникова Е.Н., Щепин С.Г. Эпидемиологи¬ ческий анализ вспышек бешенства в Забайкалье после трансграничного заноса инфекции. Эпидемиология и инфекционные болезни. Актуальные вопросы. 2019; 9(3):15–24. DOI: 10.18565/epidem.2019.9.3.15-24.Botvinkin A.D., Zarva I.D., Yakovchits I.D., Adel’shin R.V., Me’lnikova O.V, Andaev E.I., Shul’pin M.I., Chupin S.A., Metlin A.E., Balakhonov S.V., Khankhareev S.S., Lapa S.E., Istomina T.F., Korotkova I.A., Shoboeva R.S., Kalugin D.V., Bakhlina N.V., Stepina V.S., Ablov A.I., Koplik M.E., Shkol’nikova E.N., Shchepin S.G. [Epidemiological analysis оf rabies outbreaks in the Trans-Baikal Region after trans-boundary import of infection]. Epidemiologiya i Infektsionnye Bolezni. Aktualnye Voprosy. [Epidemiology and Infectious Diseases. Current Items]. 2019; 9(3):15–24. DOI: 10.18565/epidem.2019.9.3.15-24.Yakovchits N.V., Adelshin R.V., Zarva I.D., Chupin S.A., Melnikova O.V., Andaev E.I., Shulpin M.I., Metlin A.E., Botvinkin A.D. Fox rabies outbreaks in the republic of Buryatia: Connections with neighbouring areas of Russia, Mongolia and China. Transbound. Emerg. Dis. 2021; 68(2):427–34. DOI: 10.1111/tbed.13692.Yakovchits N.V., Adelshin R.V., Zarva I.D., Chupin S.A., Melnikova O.V., Andaev E.I., Shulpin M.I., Metlin A.E., Botvinkin A.D. Fox rabies outbreaks in the republic of Buryatia: Connections with neighbouring areas of Russia, Mongolia and China. Transbound. Emerg. Dis. 2021; 68(2):427–34. DOI: 10.1111/tbed.13692.Конева И.В., Батуев А.Р., Лопаткин Д.А. Карта «Нозо¬ экосистемы Азиатской части России». Известия Иркутского государственного университета. 2011; 4(1):119–34.Koneva I.V., Batuev A.R., Lopatkin D.A. [The map Nozoecosystems of the Asian part of Russia]. Izvestiya Irkutskogo Gosudarstvennogo Universiteta [News of the Irkutsk State University]. 2011; 4(1):119–34.Визуализация векторных контуров земель сельскохозяйственного назначения. Аналитический центр Минсельхоза Российской Федерации. [Электронный ресурс]. URL: http://mcxac.ru/monitoring-zemel/kontura-poley/ (дата обращения 25.12.2020).[Visualization of vector outlines of agricultural lands. Analytical Center of the Ministry of Agriculture of the Russian Federation]. (Cited 25 Dec 2010). [Internet]. Available from: http://mcxac.ru/monitoring-zemel/kontura-poley/.Каримова Т.Ю., Неронов В.М. Природные очаги чумы Палеарктики. М.: Наука; 2007. 199 с.Karimova T.Yu., Neronov V.M. [Natural plague foci of the Palaearctic]. Moscow: “Nauka”; 2007. 199 p.Сидоров Г.Н., Савицкий В.П., Ботвинкин А.Д. Ландшафтное распределение хищных млекопитающих семейства собачьих (Canidae) как фактор формирования ареала вируса бешенства на юго-востоке СССР. Зоологический журнал. 1983; 62(5):761–70.Sidorov G.N., Savitsky V.P., Botvinkin A.D. [Landscape distribution of carnivorous canine mammals (Canidae) as a factor in the formation of rabies nosoareal in the southeast of the USSR]. Zoologicheskii Zhurnal [Zoological Journal]. 1983; 62(5):761–70.Адамович В.Л. Картографирование очагов бешенства в центральной части Русской равнины как метод охраны здоровых животных. В кн.: Проблемы медико-географических исследований: Материалы научного симпозиума по вопросам картографирования для целей охраны природной среды и здоровья человека. М., 1984. С. 50–103.Adamovich V.L. [Mapping of rabies foci in the central part of the Russian Plain as a method of animal health protection]. In: [Problems of medico-geographical research: Materials of the scientific symposium on mapping for the protection of the natural environment and human health]. Moscow; 1984. P. 50–103.Даурская степь. [Электронный ресурс]. URL: https://amurinfocenter.org/ecoregion/dauria-steppe (дата обращения 25.10.2020).[Daurian Steppes]. (Cited 5 Dec 2020). [Internet]. Available from: https://amurinfocenter.org/ecoregion/dauria-steppe.Kirilyuk V.E., Obyazov V.A., Tkachuk T.E., Kirilyuk O.K. Influence of climate change on vegetation and wildlife in the Daurian eco-region. In: Eurasian Steppes. Ecological problems and livelihoods in a changing world. New York; London: Springer Dordrecht Heidelberg; 2012. P. 397–424.Kirilyuk V.E., Obyazov V.A., Tkachuk T.E., Kirilyuk O.K. Influence of climate change on vegetation and wildlife in the Daurian eco-region. In: Eurasian Steppes. Ecological problems and livelihoods in a changing world. New York; London: Springer Dordrecht Heidelberg; 2012. P. 397–424.Tuvshintulga B., Batmagnai E., Bazarragchaa E., Dulam P., Sugar S., Battsetseg B. Detection and molecular characterization of rabies virus in Mongolia during 2008–2010. Int. J. One Health. 2015; 11(26):26–31. DOI: 10.14202/IJOH.2015.26-31.Tuvshintulga B., Batmagnai E., Bazarragchaa E., Dulam P., Sugar S., Battsetseg B. Detection and molecular characterization of rabies virus in Mongolia during 2008–2010. Int. J. One Health. 2015; 11(26):26–31. DOI: 10.14202/IJOH.2015.26-31.Wang L., Tang Q., Liang G. Rabies and rabies virus in wildlife in mainland China, 1990–2013. Int. J. Infect. Dis. 2014; 25:122–9. DOI: 10.1016/j.ijid.2014.04.016.Wang L., Tang Q., Liang G. Rabies and rabies virus in wildlife in mainland China, 1990–2013. Int. J. Infect. Dis. 2014; 25:122–9. DOI: 10.1016/j.ijid.2014.04.016.Tao X.Y., Li M.L., Guo Z.Y., Yan J.H., Wu Y.Z. Inner Mongolia: a potential portal for the spread of rabies to Western China. Vector Borne Zoonitic Dis. 2019; 19(1):51–8. DOI: 10.1089/vbz.2017.2248.Tao X.Y., Li M.L., Guo Z.Y., Yan J.H., Wu Y.Z. Inner Mongolia: a potential portal for the spread of rabies to Western China. Vector Borne Zoonitic Dis. 2019; 19(1):51–8. DOI: 10.1089/vbz.2017.2248.Кирилюк В.Е., Кирилюк А.В., Минаев А.Н. Участки обитания и перемещения волков в Даурских степях. Nature Conservation Research. Заповедная наука. 2019; 4(4):91–105. DOI: 10.24189/NCR.2019.068.Kirilyuk V. E., Kirilyuk A. V., Minaev A. N. [Areas of habitation and movement of wolves in the Daurian steppes]. Nature Conservation Research. Zapovednaya Nauka [Nature Conservation Research]. 2019; 4(4):91–105. DOI: 10.24189/ncr.2019.068Shulpin M.I., Nazarov N.A., Chupin S.A., Korennoy F.I., Metlin A.E., Mischenko A.V. Rabies surveillance in the Russian Federation. Rev. Sci. Tech. 2018; 37(2):483–95. DOI: 10.20506/rst.37.2.2817.Shulpin M.I., Nazarov N.A., Chupin S.A., Korennoy F.I., Metlin A.E., Mischenko A.V. Rabies surveillance in the Russian Federation. Rev. Sci. Tech. 2018; 37(2):483–95. DOI: 10.20506/rst.37.2.2817.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.