“Critical” period in the development of epidemic process

Full Text

Заболеваемость инфекционными болезнями населения нашей планеты занимает 2- 3-е место среди прочих нозологических форм. При этом 7 из 10 заболеваний, являющихся основными причинами смерти, имеют инфекционную природу [2]. Отсюда становится понятным, что одним из приоритетных направлений в инфектологии выступает разработка системы мер по управлению инфекционной заболеваемостью.

Одна из традиционных классификаций инфекционных болезней, основанная на противоэпидемических мероприятиях, разделяет их на управляемые и неуправляемые инфекции. Среди управляемых инфекций также выделены две основные группы: управляемые с помощью средств иммунопрофилактики и путем проведения санитарно- гигиенических мероприятий. Нетрудно видеть, что в настоящее время управление инфекционной заболеваемостью связано прежде всего с различными видами воздействия на эпидемический процесс и зависит от решения социально-экономических вопросов, которые, в свою очередь, требуют крупных капиталовложений и времени.

Не менее эффективными и существенно более экономичными могут быть мероприятия, основанные на закономерностях развития эпидемической системы. Например, в регулировании инфекционной заболеваемости важным фактором является выбор времени активного воздействия профилактических мероприятий на динамику эпидемического процесса. Ранее эти мероприятия проводились преимущественно в периоде повышенных показателей заболеваемости (сезонный период). В дальнейшем, вначале на интуитивном уровне, а затем на основе теории саморегуляции паразитарных систем В.Д. Белякова сроки проведения профилактических мероприятий сдвинулись на предсезонный период. В настоящем сообщении выдвигается положение, что оптимальным временем воздействия на эпидемический процесс является период минимальной заболеваемости как в многолетней, так и во внутригодовой динамике.

Разнообразие является важнейшим свойством любой биологической системы и варьирует на разных уровнях интеграции живого — от организменного до биосферного.

Для специалистов, работающих в области инфектологии, интерес представляет прежде всего популяционно-видовой уровень разнообразия, который в этом случае можно охарактеризовать как внутривидовую гетерогенность или фенотипическое разнообразие популяции паразита и (или) хозяина в паразитарной системе эпидемического процесса.

В контексте рассматриваемого сообщения следует отметить, что имеет место прямая зависимость между развитием и разнообразием биотических сообществ. При этом пик разнообразия приходится, как правило, на время максимального развития сообщества [1, 3, 9]. Экологи разных направлений уже давно связывают устойчивость биосистем с разнообразием. Чем выше разнообразие, тем устойчивее живая система и наоборот. Здесь уместно процитировать Э. Пианка [6]: ’’Старая экологическая “мудрость” гласит, что сообщества с вы соки разнообразием в определенном смысле 6dM лее устойчивы, нежели простые сообщества’' с низким разнообразием”.

Исходя из анализа биологической литературы, мы можем полагать, что минимальное разнообразие будет соответствовать наименьшей стабильности биологической системы. Однако в настоящее время практически отсутствуют исследования, посвященные указанному вопросу для такой разновидности биосистемы, как паразитарная система эпидемического процесса.

Количественная оценка гетерогенности (фенотипического разнообразия) как паразита, так и хозяина проводилась нами с использованием индекса Шеннона. Однако для этой цели могут быть применены и другие показатели, оценивающие разнообразие биологических систем, — это индекс Симпсона, среднее число вариаций признаков и др. Все они достаточно объективно отражают реальное изменение разнообразия в популяциях паразита и хозяина [5].

При оценке гетерогенности возбудителей дизентерии нами показано, что в месяцы подъема заболеваемости шигеллы характеризовались возрастанием уровня разнообразия по различным изученным в эксперименте биологическим свойствам и, наоборот, в месяцы с минимальной заболеваемостью уровень разнообразия был самым низким. Об этом свидетельствуют полученные нами данные по таким биологическим свойствам, как скорость размножения возбудителя, колицинотипы, антибиотикорезистентность и другие материалы.

На примере дизентерии Зонне показано, I что между уровнем внутригодового и (или) многолетнего движения заболеваемости и связанного с ним разнообразия возбудителя существует прямолинейная связь, то есть при увеличении разнообразия паразита заболеваемость растет.

Оценка человеческой популяции (хозяина в паразитарной системе эпидемического процесса) через призму разнообразия I представляет еще большую сложность, ибо человек есть существо биосоциальное и в настоящее время в профилактической медицине только разрабатываются подходы к решению этой проблемы. Тем не менее в наших исследованиях предпринята попытка оценить человека как хозяина в паразитарной системе для выявления устойчивости эпидемического процесса. Указанные исследования проведены для шигеллезов и гепатита А с оценкой гетерогенности (фенотипического разнообразия) по возрастному признаку и адаптационным состояниям.

Возрастная гетерогенность популяции хозяина в паразитарной системе эпидемического процесса не нуждается в объяснениях представляет собой вовлечение возрастных Vpynn населения, переболевших той или иной инфекцией, в различные периоды внутригодовой или многолетней заболеваемости.

Метод оценки адаптационных состояний разработан В.А. Копаневым и соавт. [4] и позволяет определить по соотношению форменных элементов в лейкоцитарной формуле периферической крови весь спектр известных в настоящее время типов адаптационных состояний. Авторами выделяются 26 вариантов, которые включают в себя как базовые реакции (реакция тренировки, реакция спокойной и повышенной активации, острый и хронический стресс), так и различные переходные состояния. Кроме того, выделены определенные круги функционирования макроорганизма: норма, круг переходных состояний, круг острого и хронического стресса, а также состояние “сбалансированной патологии”.

Использованный в настоящей работе метод определения адаптационных состояний по общему анализу периферической крови позволяет провести динамическую оценку гетерогенности популяции человека, вовлеченной в эпидемический процесс, за продолжительный период времени при различных инфекциях. Доступность оценки адаптационных состояний, а также достаточно большое количество вариантов реакций организма, выявленных с помощью указанного метода, дают возможность определить не только специфический спектр адаптационных состояний, но и временные периоды с различными уровнями гетерогенности популяции человека в динамике эпидемического процесса по этому критерию.

Рассмотрим некоторые примеры по оценке гетерогенности (фенотипического разнообразия) популяции хозяина по возрастному признаку и адаптационным состояниям во внутригодовой и многолетней динамике. Например, при дизентерии Зонне периоду с минимальными значениями заболеваемости в ее внутригодовом движении соответствовали наименьшие показатели гетерогенности как по возрастному признаку, так и по адаптационным состояниям. Корреляционный анализ, проведенный между заболеваемостью шигеллезом Зонне и взятыми в разработку критериями гетерогенности хозяина, выявил высокодостоверную связь во внутригодовой динамике заболеваемости. Установлена статистически достоверная связь также между заболеваемостью дизентерией Зонне, гепатитом А и их возрастным разнообразием по многолетним данным. В случае дизентерии Зонне парный коэффициент корреляции равен 0,56 (n = 15; Р<0,05), при гепатите А - 0,48 (n =18; Р< 0,05).

Как уже отмечалось выше, минимальное разнообразие соответствует наименьшей стабильности биологических систем. Об этом же свидетельствуют, в частности, и наши материалы, согласно которым минимальная “биологическая активность” возбудителей дизентерии приходится на месяцы с наименьшим внутригодовым уровнем заболеваемости. Изучение биологических свойств возбудителей шигеллезов показало, что в минимальном периоде заболеваемости по сравнению с ее сезонным уровнем циркулировали преимущественно штаммы, не способные длительное время выживать в водопроводной воде, мало устойчивые к действию антибиотиков и бактериофага, а также к повышенным температурам [7, 8].

Исследования возбудителей дизентерии с целью оценки как их биоразнообразия, так и биологических свойств показали, что межсезонный период заболеваемости, соответствующий фазе резервации возбудителя, является наименее благоприятным временем для их жизнедеятельности.

Понятно, что ниже минимального уровня разнообразия своих компонентов (или, иными словами, гетерогенности популяции возбудителя, если речь идет об этом сочлене паразитарной системы) должен находиться некий критический уровень, достижение которого приведет систему к разрушению. Поэтому при воздействии экзогенных и (или) эндогенных факторов, направленных на уменьшение разнообразия, вступают в действие защитные саморегулирующие механизмы биосистемы, которые препятствуют достижению критического уровня и вновь выводят ее в колебательный режим.

С изложенных выше позиций несомненный теоретический и практический интерес представляет эпидемический процесс как динамическое проявление паразитарной системы, который обладает ярко выраженными свойствами ритмических колебаний в виде цикличности (многолетний ритм) и сезонности (внутригодовой ритм).

Представленные выше обобщения позволили нам обосновать гипотезу о том, что межсезонный и межэпидемический периоды будут являться наиболее уязвимым отрезком в развитии эпидемического процесса. Прикладным следствием выдвинутой гипотезы служит положение о том, что оптимальным временем активного воздействия на эпидемический процесс будет период минимальной заболеваемости как в многолетнем, так и во внутригодовом ее проявлениях. Проверка выдвинутой гипотезы была осуществлена на модели дизентерии Зонне и Флекснера. С этой целью был проведен эпидемиологический эксперимент в пяти городах Восточной Сибири, в котором интенсификация специфических профилактических мероприятий пришлась на два месяца с минимальной интенсивностью заболеваемости дизентерией, а не на сезонный период или ему непосредственно предшествующий, как это принято в настоящее время. Основным средством профилактического воздействия в этот период явилось фагирование поливалентным дизентерийным бактериофагом организованного детского населения (ясли и детские сады) и обслуживающего их персонала.

В результате эксперимента было доказано, что предложенная система мер по предупреждению заболеваемости является эффективной. При циклическом росте заболеваемости происходят благоприятные изменения в группах риска и имеет место ее достоверное снижение по сравнению как с таковой в сравниваемых (контрольных) группах детского населения, так и относительно расчетных показателей для совокупного населения. На фазе циклического снижения заболеваемости принятые профилактические меры способствуют ее достоверному снижению в целом для всего населения.

Таким образом, воздействие на эпидемический процесс в период его минимальной внутригодовой интенсивности позволяет значительно активизировать профилактические мероприятия при дизентерии, не используя при этом крупных капиталовложений.

Нашими предыдущими исследованиями показано, что формирование предпосылок сезонной заболеваемости также приходится на ее минимальный уровень. Следовательно, при незначительном повышении заболеваемости в месяцы минимальной интенсивности эпидемического процесса имеете место ее выраженный подъем как в сезонный период, так и в целом за год, и наоборот [8].

На основании изложенного можно сделать следующее обобщение. Активное воздействие на эпидемический процесс должно приходиться на период минимальной интенсивности заболеваемости при многолетнем и (или) внутригодовом ее движении. По-видимому, наиболее слабым периодом будет кратковременный отрезок эпидемического процесса при совпадении двух минимальных фаз — многолетней и внутригодовой. В этом случае влияние воздействия будет более выраженным как по интенсивности, так и по продолжительности. Можно полагать, что наиболее эффективное воздействие на инфекционную заболеваемость будет осуществляться при массовых инфекциях с выраженным синусоидальным ритмом

Управление эпидемическим процессом можно представить следующим образом. Устойчивый уровень инфекционной заболеваемости за многолетний период свидетельствует о стабильном состоянии, в котором находится данная биологическая система под , действием конкретных социальных и природных факторов. В этих условиях эпидемический процесс может находиться в стабильном состоянии сколь угодно долго. Задача эпидемиолога состоит в переводе этого стабильного уровня в другое равновесное состояние путем активного вмешательства в развитие эпидемического процесса экзогенными (стрессовыми) факторами в период циклического и (или) внутригодового минимального уровня заболеваемости. Такими стрессовыми факторами для эпидемического процесса могут быть любые комплексные противоэпидемические мероприятия, к которым данная система не адаптирована: этиотропная терапия, разрыв механизма передачи, вакцинация, фагопрофилактика и др. В новом состоянии равновесия эпидемический процесс будет оставаться стабильным до тех пор, пока будут действовать данные экзогенные факторы.

Обоснованный нами критический период в развитии эпидемического процесса, во время которого должны осуществляться профилактические мероприятия, не отвергает проведение традиционных мер предупреждения заболеваемости, а дополняет (расширяет) наши представления и возможности по управлению инфекционной заболеваемостью.

About the authors

E. D. Savilov

Institute of Epidemiology and Microbiology of the Scientific Center, Medical Ecology East Siberian Scientific Center of the Siberian Branch, Russian Academy of Medical Sciences

Author for correspondence.
Email: info@eco-vector.com
Russian Federation, Irkutsk

References

Supplementary files