Актуальность

Клещевые возвратные лихорадки (КВЛ) – группа генерализованных инфекций, вызванных RF-боррелиями (Relapsing Fever Borrelia), сопровождающихся инфекционно-интоксикационным синдром, проявляющимся в виде множественных приступов лихорадки, перемежающихся периодами апирексии. Основная проблема нелеченых боррелиозов – достаточно частый переход острой фазы болезни в хроническую форму. Из-за наличия у боррелий определенных факторов вирулентности, иммунитет к ним нестерилен, и возбудитель может длительно персистировать в организме. Правильная постановка диагноза и своевременное начало адекватного лечения антибиотиками очень важны, так как после того, как болезнь перейдет в хроническое состояние, ее последствия могут принять генерализированный характер и привести к инвалидизации пациентов.

В нашей стране широко распространены виды клещей-переносчиков агентов КВЛ, и прежде было показано присутствие ДНК одного из представителей RF-боррелий в Восточном Казахстане. В южном регионе Казахстана распространены как иксодовые, так и аргасовые клещи. Если Ixodes persulcatus, основной потенциальный переносчик B. miyamotoi, распространен преимущественно в лесистых горных массивах Заилийского Алатау и Джунгарского Алатау (Алтматинская область), то аргасовые клещи Ornithodoros spp. иArgas spp., являющиеся основными потенциальными переносчиками КВЛ,обитают преимущественно в пустынных и полупустынных зонах Туркестанской и Жамбылской областей Казахстана. Следует отметить, что последние масштабные исследования, касающиеся установления ареалов распространения клещей на территории РК, относились к советскому периоду (70-е годы XX века). В то же время, за последние три десятилетия на территории страны произошли существенные изменения климата, в особенности это касается южного региона Казахстана. И произошедшие за эти годы изменения климата могли повлиять на ареалы распространения клещей-переносчиков опасных заболеваний. В особенности это касается аргасовых клещей, ареал которых может серьезно расшириться на север вследствие повышения среднегодовых температур. В этой связи данные по встречаемости тех или иных видов аргасовых и иксодовых клещей в южном регионе Казахстана, полученные в ходе настоящего проекта, будут востребованы для понимания актуальных ареалов их распространения.

В Казахстане достаточно хорошо проводится мониторинг таких переносимых клещами инфекций, как клещевой энцефалит, риккетсиозы и туляремия. Другие переносимые клещами инфекции исследованы не так хорошо. При этом, эпиднадзор за КВЛ в Казахстане отсутствует. В настоящее время в литературе имеются лишь упоминания о том, что ДНК B. miyamotoi детектируется в клещах, выловленных на территории Казахстана. О других же представителях RF-боррелий в Казахстане информация вовсе отсутствует. Исследования аргасовых клещей на присутствие в них ДНК боррелий не проводились. Сколько-нибудь масштабных исследований в отношении уровня инфицированности клещей этими боррелиями, а также уровня превалентности антител к RF-боррелиям до сих пор проведено не было.

В рамках проекта впервые планируется провести генетическую характеризацию казахстанских изолятов RF-боррелий методом частичного секвенирования их ДНК по нескольким геномным локусам. Это позволит провести филогенетический анализ в отношении возбудителей КВЛ на территории страны. Также целью проекта является изучение распространения RF-боррелий южном регионе Казахстана, генотипирование возбудителя и определение серопревалентности антител к данной группе патогенов у населения южного региона страны. Результаты работы позволят обосновать стратегию эпиднадзора, оптимизировать методы выявления ДНК RF-боррелий, уменьшить опасность распространения КВЛ и повысить эффективность диагностирования генерализованных лихорадок неясного генеза в Казахстане.

Цель

Целью проекта является изучение распространения RF-боррелий в южном регионе Казахстана, проведение их генотипирования, определение серопревалентности антител к RF-боррелиям у населения южного региона страны и разработка стратегии эпидемиологического надзора за этой группой инфекций в Республике Казахстан.

Ожидаемые результаты

Полученные результаты будут способствовать введению эпидемиологического за КВЛ в Казахстане и должны повысить качество проводимой диагностики лихорадок на юге страны. Полученные в ходе реализации проекта результаты могут стать основой для совершенствования эпидемиологического надзора за природно-очаговыми инфекциями на территории Казахстана, в конечном итоге, послужат благополучию граждан и снижению затрат государства в сфере здравоохранения.

В ходе реализации проекта будут получены следующие прямые научные результаты:

• будут созданы ГИС-карты точек сбора основных переносчиков КВЛ;
• будут построены филогенетические деревья для изолятов КВЛ из южного региона Казахстана;
• будет разработано стандартное определение случая КВЛ (предположительный, вероятный и подтвержденный случай);
• будут разработаны новые праймеры для выявления RF-боррелий методом гнездовой ПЦР к участку гена 16S рРНК;
• будут разработаны рекомендации для врачей для повышения качества диагностики КВЛ в Казахстане.

По результатам научных исследований, проведенных в рамках проекта, будут опубликованы:

• не менее 3 (трех) статей и (или) обзоров в рецензируемых научных изданиях, индексируемых в Science Citation Index Expanded базы Web of Science и (или) имеющих процентиль по CiteScore в базе Scopus не менее 35 (тридцати пяти) предположительно: в журнале “Virus Genes” (IF 2.10; процентиль 45 (Scopus); Q4); а также не менее 1 (одной) статьи или обзора в рецензируемом зарубежном или отечественном издании, рекомендованном КОКСОН (Предположительно – в «Вестнике КазНУ. Серия биологическая и медицинская»);
• ЛИБО не менее 2 (двух) статей и (или) обзоров в рецензируемых научных изданиях, входящих в 1 (первый) и (или) 2 (второй) квартиль по импакт-фактору в базе Web of Science и (или) имеющих процентиль по CiteScore в базе Scopus не менее 65 (шестидесяти пяти) (предположительно: в журнале “Indian Journal of Medical Research, Supplement ”(IF 2.90; процентиль 65 (Scopus); Q2 (WoS)).
• ЛИБО не менее 1 (одной) статьи или обзора в рецензируемом научном издании, входящем в 1 (первый) квартиль по импакт-фактору в базе Web of Science и (или) имеющих процентиль по CiteScore в базе Scopus не менее 80 (восьмидесяти) (предположительно: в журнале “PLOS Biology”(IF 8.029; процентиль 97 (Scopus); Q1 (WoS)).

Руководитель проекта

Скиба Ю.А. (1984) – руководитель проекта, кандидат биологических наук (молекулярная биология), заместитель директора АФ НЦБ, заведующий лабораторией молекулярной биологии, офицер биологической безопасности. Область научных интересов: молекулярно-генетическое типирование и изучения генетических детерминант лекарственной устойчивости возбудителей особо опасных заболеваний человека и животных, эволюция и эпидемиология патогенных микроорганизмов, разработка диагностических систем, рекомбинантные технологии, структурно-функциональная организация генома эукариот, регуляция экспрессии генов и генетическая инженерия. ORCID: 0000-0003-4895-1473. Scopus ID: 56677594900. Researcher ID: H-6528-2017.

Члены исследовательской группы

Остапчук Е.О. Ответственный исполнитель проекта, Ph.D (биология), ассоциированный профессор, заведующая лабораторией. Область научных интересов: молекулярная и клеточная иммунология, эпидемиология, зоонозные инфекции. Имеется опыт в области изучения природно-очаговых зоонозных инфекций. Занимается исследованием в Казахстане инфекционных агентов клещевых боррелиозов. ORCID: 0000-0002-3771-423X. Researcher ID: D-1254-2015. Scopus ID: 56823472400

Перфильева Ю.В. Ph.D (иммунология), ассоциированный профессор. Специалист в области молекулярной и клеточной иммунологии. Имеется опыт в области изучения природно-очаговых зоонозных инфекций. Занимается исследованием в Казахстане инфекционных агентов ку-лихорадки и риккетсиозов. ORCID: 0000-0001-6803-0773. Researcher ID: AAF-9666-2020. Scopus ID: 56823500600

Жигайлов А.В. Кандидат биологических наук (молекулярная биология). Специализируется в области генетической инженерии, исследования молекулярных механизмов регуляции экспрессии генов и биосинтеза белка, генетической характеризации вирусов и бактериальных клещевых инфекций. Обучен проводить идентификацию клещей. ORCID: 0000-0002-9646-033X. Researcher ID: N-6073-2015. Scopus ID: 6508121286

Дмитровский А.М. Доктор медицинских наук (эпидемиология, зоонозные инфекции), профессор, заведующий лабораторией, врач-инфекционист. Специалист в области эпидемиологии, диагностики и лечения особо опасных зоонозных болезней человека. Занимался исследованием распространения в Казахстане чумы, сибирской язвы, геморрагической лихорадки Крым-Конго, риккетсиозов, ку-лихорадки. ORCID: 0000-0003-4714-3079. Researcher ID: AAZ-2816-2020. Scopus ID: 57204864464

Мамадалиев С.М. (1948) – доктор ветеринарных наук, профессор, специалист по особо опасным болезням животных. В 1992-2010 гг. С.М. Мамадалиев руководил РГП «Научно-исследовательский институт проблем биологической безопасности» КН МОН РК, а с 2017 г. по настоящее время он является директором АФ НЦБ. ORCID: 0000-0002-7767-0251. Researcher ID: N-8389-2017. Scopus ID: 37000092700

Мальцева Э.Р. (1983) – PhD-докторант (биотехнология), специалист в области молекулярной биологии. В АФ НЦБ является начальником отдела биобезопасности и биозащиты и офицером биологической безопасности в ЦРЛ. Занималась генотипированием возбудителей болезней человека и животных, таких как бруцеллез, туберкулез, боррелиоз. По совместительству Э.Р. Мальцева является заместителем председателя Национального комитета по программе ЮНЕСКО «Человек и биосфера». ORCID: 0000-0001-9198-695X. Researcher ID: N-4309-2017. Scopus ID: 57202717826

Низкородова А.С. (1981) – кандидат биологических наук (молекулярная биология). Специализируется в области генетической инженерии, разработке диагностических тест-систем, детекции нуклеиновых кислот микроорганизмов. ORCID: 0000-0002-1597-7207. Researcher ID: AAY-1646-2020. Scopus ID: 57215971184

Абдолла Н. (1985) — Ph.D (иммунология). Специализируется в исследовании молекулярных механизмов защитных реакций организмов людей и животных. ORCID: 0000-0002-4769-7824. Researcher ID: R-2193-2016. Scopus ID: 57194001982

Бердыгулова Ж.А. (1985) – Ph.D-докторант (биотехнология), специалист в области вирусологии и молекулярной биологии. Занималась исследованием фагов патогенных бактерий, а также детектированием и молекулярной характеризацией риккетсий и боррелий. ORCID: 0000-0003-0379-2472. Researcher ID: I-2943-2018. Scopus ID: 23977664200

Машжан А.С. (1995) – Ph.D-докторант (биотехнология), специалист в области микробиологии. Имеет опыт работы геномных и метагеномных исследований (секвенирование нового поколения). ORCID: 0000-0001-6803-0773. Researcher ID: AAF-9666-2020. Scopus ID: 56823500600

Найзабаева Д.А. (1994) – Ph.D-докторант (биотехнология). В АФ НЦБ является ответственной по регистрации, передвижению и хранению биологических образцов. Ответственная за соответствие работ требованиям интегрированной системы менеджмента и ISO. Имеет большой опыт в генотипировании опасных и особо опасных патогенов. ORCID: 0000-0002-0606-4289. Researcher ID: AAY-5696-2020. Scopus ID: 57218288692

Куатбекова С.А. (1992) – магистр, специалист в области ветеринарии. Имеет опыт работы в проведении мониторинговых исследований по выявлению патогенов человека и животных. ORCID: 0000-0002-1091-0150. Researcher ID: ABA-3202-2020

Публикации и охранные документы по теме проекта

1. Skiba, Y. (1-й автор, автор для корреспонденции), Mokrousov I., Nabirova D., Vyazovaya A., Maltseva E., Malakhova, N., Ismagulova G., Pole I., Ranka R., Sapiyeva Z., Ismailov S., Moffett D. Mycobacterium tuberculosis RD-Rio Strain in Kazakhstan. Emerging infectious diseases. 2019;25(3):604–606. https://doi.org/10.3201/eid2503.181179. Q1 (WoS); Scopus – 92%.
2. Zhigailov A.V., Neupokoyeva A.S., Maltseva E.R., Perfilyeva Y.V., Bissenbay A.O., Turebekov N.A., Frey S., Essbauer S., Abdiyeva K.S., Ostapchuk Y.O., Berdygulova Z.A., Aimbetov R.S., Naizabayeva D.A., Dmitrovskiy A.M., Skiba Y.A. (автор для корреспонденции), Mamadaliyev S.M. The prevalence of Borrelia in Ixodes persulcatus in southeastern Kazakhstan. Ticks Tick Borne Dis. 2021;12(4):101716. https://doi.org/10.1016/j.ttbdis.2021.101716. Q2 (WoS); Scopus – 92%.
3. Perfilyeva Y.V., Shapiyeva Z.Z., Ostapchuk Y.O., Berdygulova Z.A., Bissenbay A.O., Kulemin M.V., Ismagulova G.A., Skiba Y.A., Sayakova Z.Z., Mamadaliyev S.M., Maltseva E.R., Dmitrovskiy A.M. Tick-borne pathogens and their vectors in Kazakhstan — A review. Ticks Tick Borne Dis. 2020;11(5):101498. https://doi.org/10.1016/j.ttbdis.2020.101498. Q2 (WoS); Scopus – 92%.
4. Ostapchuk Y.O., Perfilyeva Y.V., Zhigailov A.V., Maltseva E.R., Neupokoyeva A.S., Bissenbay A.O., Berdygulova Z.A., Naizabayeva D.A., Nizkorodova A.S., Shapiyeva Z.Z., Yegemberdiyeva R.A., Kuznetsova T.V., Kuatbekova S., Akanova A., Ismagulova G.A., Mamadaliyev S.M., Dmitrovskiy A.M., Skiba Y.A. Monitoring of pathogenic Borrelia burgdorferi sensu lato in the Almaty oblast, Kazakhstan. Ticks Tick Borne Dis. 2021;12(4):101725. https://doi.org/10.1016/j.ttbdis.2021.101725. Q2 (WoS); Scopus – 92%.
5. Mokrousov I., Vyazovaya A., Sinkov V. Skiba Y. et al. Practical approach to detection and surveillance of emerging highly resistant Mycobacterium tuberculosis Beijing 1071-32-cluster. Sci. Rep. 2021;11:21392. https://doi.org/10.1038/s41598-021-00890-7. Q1 (WoS); Scopus – 93%.
6. Yeh K.B., Tabynov K., Parekh F.K., Maltseva E., Skiba Y., Shapiyeva Z., Sansyzbai A., Frey S., Essbauer S., Hewson R., Richards A. L., Hay J. Building Scientific Capability and Reducing Biological Threats: The Effect of Three Cooperative Bio-Research Programs in Kazakhstan. Frontiers in public health. 2021;9:683192. https://doi.org/10.3389/fpubh.2021.683192. Q1-Q2 (WoS); Scopus – 56%.
7. Mokrousov I., Shitikov E., Skiba Y., Kolchenko S., Chernyaeva E., Vyazovaya A. Emerging peak on the phylogeographic landscape of Mycobacterium tuberculosis in West Asia: Definitely smoke, likely fire. Molecular phylogenetics and evolution. 2017;116:202–212. https://doi.org/10.1016/j.ympev.2017.09.002. Q2 (WoS); Scopus – 93%.
8. Ostapchuk Y.O., Zhigailov A.V., Perfilyeva Y.V., Shumilina A.G., Yeraliyeva L.T., Nizkorodova A.S., Kuznetsova T.V., Iskakova F.A., Berdygulova Z.A., Neupokoyeva A.S., Mamadaliyev S.M., Dmitrovskiy A.M. Two case reports of neuroinvasive West Nile Virus infection in the Almaty region, Kazakhstan. IDCases. 2020;21:e00872. https://doi.org/10.1016/j.idcr.2020.e00872. Scopus – 25%.
9. Bissenbay, A.O., Zhigailov, A.V., Perfilyeva, Y.V., Naizabaeva D.A., Neupokoyeva A.S., Berdygulova Zh.A., Ostapchuk Ye.O., Maltseva E.R., Kuatbekova S.A., Nizkorodova A., Dmitrovsky A.M., Skiba Y.A., Mamadaliyev, S.M. Epidemiology and molecular genetic characteristics of Lyme borreliosis pathogens circulating in tick’s population in the Almaty oblast of the Republic of Kazakhstan. Zhurnal Mikrobiologii Epidemiologii i Immunobiologii. 2020;97(6):535–545. Scopus – 4%.
10. Mukhatayev Z., Ostapchuk Y.O., Fang D., Le Poole I. C. Engineered antigen-specific regulatory T cells for autoimmune skin conditions. Autoimmunity reviews. 2021;20(3):102761. https://doi.org/10.1016/j.autrev.2021.102761. Q1. Scopus – 92%.

Достигнутые результаты

В рамках выполнения проекта за 2022 год проведен анализ рисков и проведено зонирование территории южного региона Казахстана в соответствии с риском распространения RF-боррелий, вызывающих клещевые возвратные лихорадки (КВЛ). Поскольку эпиднадзор за КВЛ в РК отсутствует, зонирование территории проводили с учетом анализа таких показателей, как распространенность иксодовых и аргасовых клещей, потенциальных переносчиков RF-боррелий, плотности населения в местах их обитания и данных о нападении на людей за последние годы, наличия границ с другими странами, где фиксируются КВЛ, а также климатических и географических данных. Наиболее напряженными районами по КВЛ, вызываемых твердыми клещами, являются г. Алматы и все районы Алматинской области, за иключением Балхашского, (низовья Заилийского Алатау), восточные районы Жетисуской области (низовья Жетысу Алатау) и Сарканский район Жетысуской области. Напряженными районами по КВЛ, вызываемым мягкими клещами, являются являются Илийский (западные отроги Шу-Илийских гор) и Балхашский районы Алматинской области (в низовьях реки Иле) и вся районы Жамбылской, Туркестанской и Кзылординской областей, за исключением предгорных территорий южных районов. На основании результатов анализа рисков нами была разработана карта зонирования территории южного региона РК, отражающая потенциальные риски в отношении распространения RF-боррелий. Для серологического мониторинга нами был проведен сбор образцов сыворотки от 100 условно здоровых людей Жамбылской области и 10 пациентов с клиническими проявлениями, сходными с симптомами, вызываемыми боррелиями группы КВЛ из г. Алматы.

2023 год

Был проведен сбор клещей методом флага в Жамбылской (собрано 193 клеща), Алматинской (266 клещей), Туркестанской (1507 клещей) и Жетисуской (64 клеща) областей. Собранные клещи были приняты на хранение и была подготовлена база данных. Было проведено систематическое определение собранных клещей до вида. Потенциальные переносчики возбудителей клещевых возвратных лихорадок из собранных клещей были гомогенизированы. Из гомогенатов клещей были выделены образцы тотальной ДНК.