Распространение Yersinia pestis средневекового биовара в Северном, Северо-Западном Прикаспии и Предкавказье во второй половине XX века

Цель работы - установление происхождения штаммов Y. pestis, получивших распространение в природных очагах чумы Северного, Северо-Западного Прикаспия и Предкавказья во второй половине XX века. Материалы и методы. Проведено исследование свойств и полногеномное секвенирование 22 штаммов Y pestis, выделенных в 1923-2003 гг. в пяти природных очагах сусликового типа, расположенных в Северном и Северо-Западном Прикаспии и Предкавказье. Филогенетический анализ выполнен по данным полногеномного SNP анализа на основе 1348 выявленных SNPs. Поиск SNPs в коровом геноме проведен с помощью программы Wombac 2.0. Для анализа филогенетических связей штаммов использована дендрограмма Maximum Likelihood, модель GTR. Результаты и обсуждение. Все исследованные штаммы из очагов Северного, Северо-Западного Прикаспия и Предкавказья относятся к филогенетической ветви 2.MED1 средневекового биовара возбудителя чумы. По данным полногеномного SNP анализа выявлено наличие двух групп близкородственных штаммов, включающих штаммы 1923-1945 и 1962-2003 гг. Предшественниками штаммов 1962-2003 гг. из Северного, Северо-Западного Прикаспия и Предкавказья на филогенетическом дереве являются штаммы из Северного Приаралья 1945 г. Это свидетельствует о том, что синхронная активизация группы природных очагов Прикаспийской низменности и Предкавказья в 1975-1979 гг., после длительных 20-37-летних перерывов, могла быть вызвана распространением штаммов из Северного Приаралья. Данные эпизоотических наблюдений указывают на то, что активизация Волго-Уральского песчаного очага чумы в 60-х годах прошлого столетия предшествовала началу регистрации эпизоотий чумы на территории природных очагов сусликового типа в Северном, Северо-Западном Прикаспии и в Предкавказье.

1. Кутырев В.В., Попова А.Ю., редакторы. Кадастр эпидемических и эпизоотических проявлений чумы на территории Российской Федерации и ближнего зарубежья (с 1876 по 2016 год). Саратов: ООО «Амирит»; 2016. 248 с.

2. Онищенко Г.Г., Кутырев В.В., редакторы. Природные очаги чумы Кавказа, Прикаспия, Средней Азии и Сибири. М.: Медицина; 2004. 191 с.

3. Бочарников О.Н., Карпузиди К.С., Климченко И.В., Тер-Вартанов В.Н., Тинкер И.С., Шишкин А.К., Ширяев Д.Т. Опыт работы по ликвидации чумы в очаге Северо-Западного Прикаспия. В кн.: Савостин Д.Г., ответственный редактор. Природная очаговость и эпидемиология особо опасных инфекционных заболеваний. Саратов; 1959. С. 235-46.

4. Jones S D., Atshabar B., Schmid B.V., Zuka M., Amramina A., Stenseth N.C. Living with plague: Lessons from the Soviet Union’s antiplague system. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2019; 116(19):9155-63.

5. Золотокрылин А. Н. Климатическое опустынивание. М.: Наука; 2003. 245 с.

6. Сиземская М.Л. Современная природно-антропогенная трансформация почв полупустыни Северного Прикаспия. М.: Товарищество научных изданий КМК; 2013. 276 с.

7. Колчин Е.А., Бармин А.Н., Крыжиновская Г.В., Валов М.В. Особенности климатических изменений аридной территории Российской Федерации. Геология, география и глобальная энергия. 2017; 4:113-22.

8. Титкова Т.Б. Изменения климата полупустынь Прикаспия и Тургая в XX веке. Известия РАН. Серия географическая. 2003;

9. Золотокрылин А.Н., Титкова Т.Б., Черенкова Е.А., Виноградова В.В. Тренды увлажнения и биофизических параметров засушливых земель европейской части России за период 2000-2014 гг. Современные проблемы дистанционного зондирования земли из космоса. 2015; 12(2):155-61.

10. Нестеров Е.С., редактор. Водный баланс и колебания уровня Каспийского моря. Моделирование и прогноз. М.: Триада; 2016. 370 с.

11. Попов Н.В., Удовиков А.И., Ерошенко Г.А., Караваева Т.Б., Яковлев С.А., Поршаков А.М., Зенкевич Е.С., Кутырев B.В. Влияние колебании Каспийского моря на эпизоотическую активность Прикаспийского песчаного природного очага чумы. Медицинская паразитология и паразитарные болезни. 2016; 1:12-7.

12. Танитовский В.А., Майканов Н.С. Предположительные причины снижения эпизоотической активности очагов чумы Северного Прикаспия. Карантинные и зоонозные инфекции в Казахстане. Алматы. 2019; 1(38):127-31.

13. Khasnis AA, Nettleman MD. Global warming and infectious diseases. Arch. Med. Res. 2005; 36:689-96.

14. Stenseth N.C., Samia N.I., Viljugrein H., Kausrud K.L., Begon M., Davis S., Leirs H., Dubyanskiy V.M., Esper J., Ageyev VS., Klassovskiy N.L., Pole S.B., Chan K.-S. Plague dynamics are driven by climate variation. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2006; 103(35):13110-15. DOI: 10.1073/pnas.0602447103.

15. Kausrud K.L., Viljugrein H., Frigessi A., Begon M., Davis S., Leirs H., Dubyandkiy V, Stenseth N.C. Climatically driven synchrony of gerbil populations allows large-scale plague outbreaks. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2007; 274(1621):1963-9. DOI: 10.1098/rspb.2007.0568.

16. Nakazawa Y, Williams R., Peterson A.T., Mead P., Staples E., Gage K.L. Climate change effects on plague and tularemia in the United States. Vector Borne Zoonotic Dis. 20)07; 7(4):529-40. DOI: 10.1089/vbz.2007.0125.

17. Snall T., O’Hara R.B., Ray C., Collinge S.K. Climate-driven spatial dynamics of plague among prairie dog colonies. Am. Nat. 2008; 171(2):238-48. DOI: 10.10867525051.

18. Ben Ari T., Neerinckx S., Gage K.L., Kreppel K., Laudisoit A., Leirs H.,. Stenseth N.C. Plague andClimate: Scales Matter. PLoS Pathog. 2011; 7(9):e1002160. DOI: 10.1371/journal.ppat.1002160.

19. Kutyrev V.V., Eroshenko G.A., Motin V.L., Nosov N.Y, Krasnov J.M., Kukleva L.M., Nikiforov K.A., Al’hova J.V., Oglodin E.G., Guseva N.P. Phylogeny and classification of Yersinia pestis through the lens of strains from the plague foci of Commonwealth of Independent States. Front. Microbiol. 2018; 9:1106. DOI: 10.3389/fmicb.2018.01106.

20. Ерошенко EA., Попов H.B., Альхова Ж.В., Балыкова А.Н., Куклева Л.М., Червякова Н.С., Майканов Н.С., Сармулдина А.Х., Кутырев В.В. Про странственно-временной анализ циркуляции Yersinia pestis в Волго-Уральском песчаном очаге. Проблемы особо опасных инфекций. 2019; 3:51-7. DOI: 10.21055/0370-1069-2019-3-51-57.

21. Ерошенко ГА., Попов Н.В., Альхова Ж.В., Балыкова А.Н., Куклева Л.М., Кутырев В.В. Филогенетический анализ штаммов Yersinia pestis средневекового биовара, выделенных в Прикаспийском Северо-Западном степном очаге чумы в XX столетии. Проблемы особо опасных инфекций. 2019; 2:55-61. DOI: 10.21055/0370-1069-2019-2-55-61.

22. Онищенко Г.Г., Кутырев В.В., редакторы. Лабораторная диагностика особо опасных инфекционных болезней Практическое руководство. М.: ЗАО «Шико»; 2013: 560 с.

23. Cui Y, Yu C., Yan Y, Li D., Li Y., Jombart T., Lucy A Weinert, Wang Z., Guo Z., Xu L., Zhang Y, Zheng H., Qin N., Xiao X., Wu M., Wang X., Zhou D., Qi Z., Du Z., Wu H., Yang X., Cao H., Wang H., Wang J., Yao S., Rakin A., Li Y., Falush D., Balloux F., Achtman M., Song Y, Wang J., Yang R.. Historical variations in mutation rate in an epidemic pathogen, Yersinia pestis. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2013; 110(2):577-82. DOI: 10.1073/pnas.1205750110.