Природный резервуар
В инфекционных заболеваний экологии и эпидемиологии природный резервуар , также известный как резервуар заболевания или резервуар инфекции , представляет собой популяцию организмов или конкретную среду, в которой инфекционный патоген естественным образом живет и размножается или от которой патоген в первую очередь зависит. его выживание. Резервуар обычно представляет собой живого хозяина определенного вида, например животного или растения, внутри которого выживает возбудитель, часто (хотя и не всегда) не вызывая заболевания самого резервуара. По некоторым определениям резервуаром также может быть внешняя по отношению к организму среда, например объем загрязненного воздуха или воды. [1] [2]
Из-за огромного разнообразия инфекционных микроорганизмов, способных вызывать заболевания, точные определения того, что представляет собой природный резервуар, многочисленны, разнообразны и часто противоречивы. Концепция резервуара применима только к патогенам, способным инфицировать более чем одну популяцию хозяина, и только в отношении определенной целевой популяции – популяции организмов, у которых патоген вызывает заболевание. Резервуаром является любая популяция организмов (или любая среда), которая содержит возбудитель и передает его целевой популяции. Резервуары могут включать один или несколько различных видов, могут быть того же или другого вида, что и мишень, и, в самом широком смысле, могут включать виды-переносчики , [2] которые в остальном отличаются от природных резервуаров. Примечательно, что виды, считающиеся резервуарами данного патогена, могут не испытывать симптомов заболевания при заражении этим патогеном.
Выявление естественных резервуаров инфекционных патогенов оказалось полезным для лечения и предотвращения крупных вспышек заболеваний среди людей и домашних животных, особенно тех болезней, против которых не существует вакцины . В принципе, зоонозные заболевания можно контролировать путем изоляции или уничтожения резервуаров инфекции возбудителя. Массовый забой животных, подтвержденных или подозреваемых в качестве резервуаров патогенов для человека, например птиц, являющихся переносчиками птичьего гриппа , оказался эффективным средством сдерживания возможных эпидемий во многих частях мира; для других патогенов, таких как эболавирусы , личность предполагаемого естественного резервуара остается неясной.
Определение и терминология
[ редактировать ]Большое разнообразие инфекционных патогенов, их возможных хозяев и способов, которыми их хозяева реагируют на инфекцию, привело к появлению множества определений «естественного резервуара», многие из которых являются противоречивыми или неполными. В концептуальном исследовании 2002 года, опубликованном в журнале » Центра по контролю и профилактике заболеваний (CDC ) «Новые инфекционные заболевания , естественный резервуар данного патогена определяется как «одна или несколько эпидемиологически связанных популяций или сред, в которых возбудитель может постоянно сохраняться и из которых инфекция передается другому человеку». определенная целевая группа». [2] – Целевая популяция это популяция или вид, у которых возбудитель вызывает заболевание; это популяция, представляющая интерес, поскольку она заболевает при заражении возбудителем (например, люди являются целевой популяцией в большинстве медицинских эпидемиологических исследований). [3]
Общий критерий в других определениях отличает резервуары от нерезервуаров по степени проявления симптомов заболевания у инфицированного хозяина. Согласно этим определениям, резервуар — это хозяин, который не испытывает симптомов заболевания при заражении патогеном, тогда как у нерезервуаров проявляются симптомы заболевания. [4] Возбудитель по-прежнему питается, растет и размножается внутри резервуарного хозяина, но в остальном существенного влияния на его здоровье не оказывает; Отношения между возбудителем и резервуаром более или менее комменсальны , тогда как у восприимчивых хозяев, у которых действительно развивается заболевание, вызванное возбудителем, возбудитель считается паразитическим . [ нужна ссылка ]
Что еще определяет резервуар для конкретного патогена, так это то, где он может сохраняться и откуда он может передаваться. «Многохозяинный» организм способен иметь более одного естественного резервуара. [ нужна ссылка ]
Типы водоёмов
[ редактировать ]Природные резервуары можно разделить на три основных типа: человеческие, животные (нечеловеческие) и экологические. [1]
Человеческие резервуары
[ редактировать ]Человеческие резервуары – это люди, инфицированные патогенами, существующими на теле человека или внутри него. [1] Такие инфекции, как полиомиелит и оспа , которые существуют исключительно в организме человека, иногда называют антропонозами . [5] [6] Человек может выступать резервуаром венерических заболеваний , кори , эпидемического паротита , стрептококковой инфекции, различных респираторных возбудителей и вируса оспы. [1]
Животные-резервуары
[ редактировать ]Резервуарами животных (нечеловеческих) являются домашние и дикие животные, зараженные возбудителями. [1] [2] Например, бактерия Vibrio cholerae , вызывающая холеру у людей, имеет естественные резервуары в копеподах , зоопланктоне и моллюсках . Паразитические сосальщики рода Schistosoma , вызывающие шистосомоз , проводят часть своей жизни внутри пресноводных улиток , прежде чем завершить свой жизненный цикл у позвоночных хозяев. [8] Считается, что вирусы таксона Эболавирус , вызывающие заболевание, вызванное вирусом Эбола , имеют естественный резервуар в летучих мышах или других животных, подвергшихся воздействию вируса. [9] Другие зоонозные заболевания, передающиеся от животных к человеку, включают: бешенство , бластомикоз , орнитоз , трихинеллез , болезнь кошачьих царапин , гистоплазмоз , кокцидиомикоз и сальмонеллез . [10]
К обычным животным резервуарам относятся: летучие мыши, грызуны, коровы, свиньи, овцы, свиньи, кролики, еноты, собаки, другие млекопитающие. [1] [6]
Обычные животные резервуары
[ редактировать ]Летучие мыши
[ редактировать ]Многие зоонозные заболевания были связаны с летучими мышами. [11] Есть несколько теорий, которые могут объяснить, почему летучие мыши переносят так много вирусов. Одна из предложенных теорий заключается в том, что существует так много болезней, передающихся летучими мышами, потому что существует большое количество видов и особей летучих мышей. Вторая возможность заключается в том, что физиология летучих мышей делает их особенно хорошими резервуарными хозяевами. [11] Возможно, «выбор пищи, структура популяции, способность летать, сезонная миграция и характер ежедневных перемещений, оцепенение и спячка, продолжительность жизни и поведение на ночлеге» делают их особенно подходящими резервуарными хозяевами. [12] Лиссавирусы (включая вирус бешенства ), генипавирусы , вирусы Менангля и Тиомана , вирусы, подобные SARS-CoV , и вирусы Эбола были обнаружены у разных видов летучих мышей. [12] В частности, фруктовые летучие мыши служат резервуарным хозяином вируса Нипах (NiV). [13]
Крысы
[ редактировать ]Известно, что крысы являются резервуарными хозяевами ряда зоонозных заболеваний . Обнаружено, что норвежские крысы заражены спирохетами, вызывающими болезнь Лайма . [14] В Мексике крысы являются известными переносчиками Trypanosoma cruzi , вызывающего болезнь Шагаса . [15]
Мыши
[ редактировать ]Белоногие мыши ( Peromyscus leucopus ) являются одним из наиболее важных животных-резервуаров спирохеты болезни Лайма ( Borrelia burgdorferi ). [16] Мыши-олени служат резервуарным хозяином для вируса Sin Nombre , вызывающего хантавирусный легочный синдром (HPS). [17]
Обезьяны
[ редактировать ]Вирус Зика произошел от обезьян в Африке. В Сан-Жозе-ду-Риу-Прету и Белу-Оризонти (Бразилия) вирус Зика был обнаружен у мертвых обезьян. Секвенирование генома показало, что вирус очень похож на тот тип, который заражает людей. [18]
Экологические резервуары
[ редактировать ]Резервуары окружающей среды включают живые и неживые резервуары, содержащие возбудители инфекционных заболеваний вне тела животных. Эти резервуары могут существовать на суше (растениях и почве), в воде или в воздухе. [1] Патогены, обнаруженные в этих водоемах, иногда являются свободноживущими. Бактерии Legionella pneumophila , факультативный внутриклеточный паразит , вызывающий болезнь легионеров , и Vibrio cholerae , вызывающий холеру , могут существовать как свободноживущие паразиты в определенных источниках воды, а также в беспозвоночных животных-хозяевах. [1] [19]
Передача болезней
[ редактировать ]Резервуар болезни действует как точка передачи между возбудителем и восприимчивым хозяином. [1] Передача может происходить прямо или косвенно.
Прямая передача
[ редактировать ]Прямая передача может происходить при прямом контакте или прямом капельном распространении. Прямая контактная передача между двумя людьми может произойти при контакте с кожей, поцелуях и половом контакте. Люди, служащие резервуарами заболеваний, могут иметь симптомы (проявляя болезнь) или бессимптомны (не проявляя болезни), выступать в качестве переносчиков болезней и часто распространяют болезнь по незнанию. Люди-носители обычно передают болезнь, потому что не осознают, что инфицированы, и, следовательно, не принимают специальных мер предосторожности для предотвращения передачи. Лица с симптомами, которые знают о своем заболевании, с меньшей вероятностью передадут инфекцию, поскольку они принимают меры предосторожности для снижения возможной передачи заболевания и/или обращаются за лечением для предотвращения распространения заболевания. [1] Прямое распространение капель происходит из-за твердых частиц или капель жидкости, взвешенных в течение некоторого времени в воздухе. Капельное распространение считается передачей возбудителя восприимчивому хозяину на расстоянии метра; Указанное капельное распространение может происходить при кашле, чихании и/или просто при разговоре. [ нужна ссылка ]
- Neisseria gonorrhoeae ( гонорея ) передается половым путем с вовлечением полового члена, влагалища, рта и ануса путем прямого контактного заражения.
- Bordetella pertussis ( Коклюш ) передается при кашле от человека к восприимчивому хозяину путем прямого капельного распространения.
Косвенная передача
[ редактировать ]Косвенная передача может происходить воздушно-капельным путем, транспортными средствами (включая фомиты) и переносчиками. [ нужна ссылка ]
Передача воздушно-капельным путем отличается от прямого капельного распространения, поскольку она определяется как передача заболевания, происходящая на расстояние более метра. Патогены, которые могут передаваться воздушно-капельным путем, переносятся такими частицами, как пыль или высушенные остатки (называемые ядрами капель). [ нужна ссылка ]
Переносчики, такие как пища, вода, кровь и фомиты, могут действовать как пассивные точки передачи между резервуарами и восприимчивыми хозяевами. Фомиты – это неодушевленные предметы (дверные ручки, медицинское оборудование и т. д.), которые загрязняются резервуарным источником или кем-то/чем-то, являющимся носителем. Транспортное средство, как резервуар, также может быть благоприятной средой для роста инфекционного агента, так как контакт с транспортным средством приводит к его передаче. [ нужна ссылка ]
Передача переносчиков чаще всего происходит от укусов насекомых: комаров, мух, блох и клещей. Существует две подкатегории векторов: механические (насекомое передает возбудитель хозяину, не затрагивая само насекомое) и биологические (воспроизведение возбудителя происходит внутри вектора до того, как возбудитель передается хозяину). Приведем несколько примеров: морбилливирус ( корь ) передается от инфицированного человека к восприимчивому хозяину, поскольку они передаются воздушно-капельным путем. Кампилобактериоз ( кампилобактериоз ) — это распространенная бактериальная инфекция, которая распространяется из человеческих или нечеловеческих источников через транспортные средства, такие как загрязненные продукты питания и вода. Plasmodium falciparum ( малярия ) может передаваться от инфицированного комара, животного (кроме человека) резервуара, человеку-хозяину путем биологической векторной передачи. [ нужна ссылка ]
Последствия для общественного здравоохранения
[ редактировать ]Л. Х. Тейлор обнаружил, что 61% всех патогенов человека относятся к зоонозным. [20] Таким образом, идентификация естественных резервуаров патогенов до возникновения зооноза была бы невероятно полезной с точки зрения общественного здравоохранения. Для уменьшения частоты вспышек можно принять профилактические меры, такие как вакцинация животных-источников заболевания или предотвращение контактов с животными-резервуарами-хозяевами. [21] Стремясь предсказать и предотвратить будущие вспышки зоонозных заболеваний, Агентство США по международному развитию в 2009 году запустило инициативу «Новые пандемические угрозы». В альянсе с Калифорнийским университетом в Дэвисе , EcoHealth Alliance , Metabiota Inc. , Смитсоновским институтом и организацией по охране дикой природы. Общество при поддержке университетов Колумбии и Гарварда , участники проекта PREDICT, сосредоточены на «обнаружении и открытии зоонозных заболеваний на стыке дикой природы и человека». [22] Во всем мире существует множество других организаций, экспериментирующих с различными методами прогнозирования и идентификации резервуарных хозяев. Исследователи из Университета Глазго создали алгоритм машинного обучения , который предназначен для использования «последовательностей вирусного генома для прогнозирования вероятного естественного хозяина для широкого спектра РНК-вирусов, вирусной группы, которая чаще всего переходит от животных к человеку». [21]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д и ж г час я дж «Принципы эпидемиологии | Урок 1 – Раздел 10» . CDC. 2012 . Проверено 10 ноября 2017 г.
- ^ Jump up to: а б с д Хейдон, DT; Кливленд, С.; Тейлор, Л.Х.; Лоуренсон, МК (декабрь 2002 г.). «Выявление резервуаров инфекции: концептуальная и практическая задача» . Новые инфекционные заболевания . 8 (12): 1468–1473. дои : 10.3201/eid0812.010317 . ПМЦ 2738515 . ПМИД 12498665 .
- ^ Хейдон, DT; Кливленд, С.; Тейлор, Л.Х.; Лоуренсон, МК (1 декабря 2002 г.). «Выявление резервуаров инфекции: концептуальная и практическая задача» . Новые инфекционные заболевания . 8 (12): 1468–1473. дои : 10.3201/eid0812.010317 . ISSN 1080-6040 . ПМЦ 2738515 . ПМИД 12498665 .
- ^ Уоллес, Райан М.; Гилберт, Эми; Слейт, Деннис; Чипман, Ричард; Сингх, Эмбер; Кэсси Уэдд; Блэнтон, Джесси Д. (08 октября 2014 г.). «Правильное место, неправильный вид: 20-летний обзор межвидовой передачи вируса бешенства среди наземных млекопитающих в Соединенных Штатах» . ПЛОС ОДИН . 9 (10): е107539. Бибкод : 2014PLoSO...9j7539W . дои : 10.1371/journal.pone.0107539 . ISSN 1932-6203 . ПМК 4189788 . ПМИД 25295750 .
- ^ Ноубл-младший, Джон (1970). «Исследование обезьян Нового и Старого Света для определения вероятности существования обезьяньего резервуара». Бюллетень Всемирной организации здравоохранения . 42 : 509–514.
- ^ Jump up to: а б фон Чефалвай, Крис (2023), «Хост-вектор и многохостовые системы» , Вычислительное моделирование инфекционных заболеваний , Elsevier, стр. 121–149, doi : 10.1016/b978-0-32-395389-4.00013-x , ISBN 978-0-323-95389-4 , получено 2 марта 2023 г.
- ^ «Мясо африканской обезьяны, которое может стать причиной нового ВИЧ » Независимый . 26 мая 2012 г.
- ^ Макферсон, CNL; Крейг, PS (1991). «Животные-резервуары шистосомоза». В Макферсоне, CNL; Крейг, PS (ред.). Паразитарные гельминты и зоонозы в Африке . Дордрехт: Спрингер. стр. 224–236. дои : 10.1007/978-94-011-3054-7_8 . ISBN 978-94-010-5358-7 .
- ^ «О геморрагической лихорадке Эбола | Геморрагическая лихорадка Эбола | CDC» . cdc.gov . Проверено 3 декабря 2017 г.
- ^ «Зоонозные заболевания: болезни, передающиеся от животных к человеку - Департамент здравоохранения Миннесоты» . health.state.mn.us . Проверено 10 ноября 2018 г.
- ^ Jump up to: а б «Почему летучие мыши являются такими хорошими переносчиками Эболы и других смертельных заболеваний» . ПРОВОДНОЙ . Проверено 23 октября 2018 г.
- ^ Jump up to: а б Калишер, Чарльз Х .; Чайлдс, Джеймс Э.; Филд, Хьюм Э.; Холмс, Кэтрин В.; Шонц, Тони (1 июля 2006 г.). «Летучие мыши: важные резервуарные хозяева новых вирусов» . Обзоры клинической микробиологии . 19 (3): 531–545. дои : 10.1128/CMR.00017-06 . ISSN 0893-8512 . ПМК 1539106 . ПМИД 16847084 .
- ^ Луби, Стивен П.; Герли, Эмили С.; Хоссейн, М. Джахангир (2012). ПЕРЕДАЧА ИНФЕКЦИИ ЧЕЛОВЕКА ВИРУСОМ НИФА . Издательство национальных академий (США).
- ^ Смит, Р.П.; Рэнд, П.В.; Лакомб, Э.Г.; Телфорд, СР; Рич, С.М.; Писман, Дж.; Спилман, А. (сентябрь 1993 г.). «Норвежские крысы как резервуарные хозяева спирохет болезни Лайма на острове Монхеган, штат Мэн». Журнал инфекционных болезней . 168 (3): 687–691. дои : 10.1093/infdis/168.3.687 . ISSN 0022-1899 . ПМИД 8354910 .
- ^ РОЗАЛ, Гумерсиндо Дж.; Ногеда-Торрес, Бенджамин; Вильягран, Мария Э.; Диего-Кабрера, Хосе А.; Монтаньес-Вальдес, Озиэль Д.; Мартинес-Ибарра, Хосе А. (01 марта 2018 г.). «Болезнь: значение крыс как резервуарных хозяев Trypanosoma cruzi (Chagas, 1909) в западной Мексике» . Журнал инфекций и общественного здравоохранения . 11 (2): 230–233. дои : 10.1016/j.jiph.2017.07.017 . ISSN 1876-0341 . ПМИД 28774654 .
- ^ МЭТЕР, ТОМАС Н.; УИЛСОН, МАРК Л.; МУР, ШОН И.; РИБЕЙРО, ЖОЗЕ MC; ШПИЛМАН, ЭНДРЮ (июль 1989 г.). «Сравнение относительного потенциала грызунов как резервуаров спирохеты болезни Лайма (Borreliaburgdorferi)». Американский журнал эпидемиологии . 130 (1): 143–150. doi : 10.1093/oxfordjournals.aje.a115306 . ISSN 1476-6256 . ПМИД 2787105 .
- ^ «Экология | Хантавирус | DHCPP» . cdc.gov . Проверено 17 ноября 2018 г.
- ^ «Обнаружение вируса Зика у обезьян предполагает, что болезнь может иметь и дикий цикл» . АГЕНЦИЯ ФАПЕСП . Проверено 17 ноября 2018 г.
- ^ Нельсон, Эрик Дж.; Харрис, Джейсон Б.; Моррис, Дж. Гленн; Колдервуд, Стивен Б.; Камилли, Эндрю (2009). «Передача холеры: динамика хозяина, возбудителя и бактериофага» . Обзоры природы Микробиология . 7 (10): 693–702. дои : 10.1038/nrmicro2204 . ПМЦ 3842031 . ПМИД 19756008 .
- ^ Тейлор, Л.Х.; Лэтэм, С.М.; Вулхаус, Мэн (29 июля 2001 г.). «Факторы риска возникновения болезней человека» . Философские труды Королевского общества B: Биологические науки . 356 (1411): 983–989. дои : 10.1098/rstb.2001.0888 . ISSN 0962-8436 . ПМЦ 1088493 . ПМИД 11516376 .
- ^ Jump up to: а б «Инструмент машинного обучения может предсказать резервуары вирусов в животном мире» . Проверено 10 ноября 2018 г.
- ^ «Новые угрозы пандемии | Информационный бюллетень | Агентство США по международному развитию» . USAID.gov . 24 мая 2016 г. Проверено 23 октября 2018 г.