Природный резервуар - Natural reservoir

Эта статья посвящена концепции экологии болезней. Для использования в других целях см. Водохранилище (значения).
Коровы - естественные резервуары Африканский трипаносомоз

В заразный болезнь экология и эпидемиология, а естественный резервуар, также известный как резервуар болезней или резервуар инфекции, это численность населения организмов или конкретной среды, в которой инфекционный возбудитель естественным образом живет и размножается, или от которых в первую очередь зависит выживание патогена. Резервуар - это обычно живая хозяин определенного вида, такого как животное или растение, внутри которых выживает патоген, часто (хотя и не всегда), не вызывая болезни самого резервуара. По некоторым определениям резервуар также может быть внешней средой для организма, такой как объем загрязненного воздуха или воды.[1][2]

Из-за огромного разнообразия инфекционных микроорганизмы способных вызывать болезнь, точные определения того, что представляет собой естественный резервуар, многочисленны, разнообразны и часто противоречат друг другу. Концепция резервуара применяется только к патогенам, способным инфицировать более чем одну популяцию-хозяин, и только в отношении определенной целевой популяции - популяции организмов, в которой патоген вызывает заболевание. Резервуар - это любая популяция организмов (или любая среда), в которой обитает патоген и передает это целевой группе населения. Коллекторы могут включать один или несколько разных видов, могут быть того же или другого вида, что и цель, и, в самом широком смысле, могут включать векторные виды,[2] которые в остальном отличаются от естественных водоемов. Примечательно, что виды, считающиеся резервуарами для данного патогена. может не проявлять симптомов заболевания при заражении возбудителем.

Выявление естественных резервуаров инфекционных патогенов оказалось полезным для лечения и предотвращения крупных вспышек заболеваний среди людей и домашних животных, особенно тех болезней, для которых не существует вакцина существуют. В принципе, зоонозы можно контролировать путем изоляции или уничтожения резервуаров инфекции патогена. Масса выбраковка животных, подтвержденных или подозреваемых в качестве резервуаров для патогенов человека, например, птиц, которые птичий грипп, оказался эффективным в сдерживании возможных эпидемии во многих частях мира; для других патогенов, таких как эболавирусы, идентичность предполагаемого природного резервуара остается неясной.

Определение и терминология

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 противоречивы или неполны. В концептуальном исследовании 2002 г., опубликованном в CDC с Возникающие инфекционные заболевания, естественный резервуар данного патогена определяется как «одна или несколько эпидемиологически связанных популяций или сред, в которых патоген может постоянно сохраняться и от которых инфекция передается определенной целевой популяции».[2] В целевая аудитория популяция или вид, у которых патоген вызывает заболевание; эта популяция представляет интерес, поскольку она страдает болезнью при заражении патогеном (например, люди являются целевой популяцией в большинстве медицинских эпидемиологических исследований).[3]

Общий критерий в других определениях отличает резервуары от не резервуаров по степени, в которой инфицированный хозяин проявляет симптомы болезни. Согласно этим определениям резервуар - это хозяин, который не испытывает симптомов болезни при заражении патогеном, тогда как не резервуары проявляют симптомы болезни.[4] Патоген по-прежнему питается, растет и размножается внутри резервуарного хозяина, но в остальном существенно не влияет на его здоровье; связь между патогеном и резервуаром более или менее комменсальный, в то время как у восприимчивых хозяев, которые действительно страдают болезнью, вызванной патогеном, патоген считается паразитический.

Резервуар для конкретного патогена определяет то, где он может содержаться и откуда он может передаваться. Организм с "множеством хозяев" может иметь более одного естественного резервуара.

Типы водоемов

Природные водоемы можно разделить на три основных типа: человеческие, животные (нечеловеческие) и природные.[1]

Человеческие резервуары

Человеческие резервуары инфицированы ли люди патогенами, существующими в человеческом теле или внутри него.[1] Полиомиелит и оспа существуют исключительно в человеческом резервуаре.[5] Люди могут служить резервуаром для заболеваний, передающихся половым путем, кори, эпидемического паротита, стрептококковой инфекции, различных респираторных патогенов и вируса оспы.[1]

Мясо диких животных готовится к приготовлению в Гана, 2013. Потребление человеком мяса диких животных в экваториальной Африке стало причиной передачи болезней, в том числе Эбола, людям.[6]

Резервуары для животных

Резервуары для животных (кроме человека) состоят из домашних и диких животных, инфицированных патогенами.[1][2] Например, бактерия Холерный вибрион, что приводит к холера в организме человека имеет естественные резервуары в копеподы, зоопланктон, и моллюски. Паразитические кровяные сосальщики рода Шистосома, ответственный за шистосомоз, проводят часть своей жизни в пресной воде улитки до завершения своего жизненного цикла у позвоночных-хозяев.[7] Вирусы таксона Эболавирус, что приводит к Болезнь, вызванная вирусом Эбола, считаются естественным резервуаром у летучих мышей или других животных, подвергшихся воздействию вируса.[8] Другие зоонозы, передаваемые от животных человеку, включают: бешенство, бластомикоз, орнитоз, трихинеллез, болезнь кошачьих царапин, гистоплазмоз, кокцидиомикоз и сальмонелла.[9]

Обычные резервуары животных включают: летучие мыши, грызуны, коровы, свиньи, овцы, свиньи, кролики, еноты, собаки и другие млекопитающие.[1]

Общие резервуары для животных

Летучие мыши
Дальнейшая информация: Вирус, переносимый летучими мышами

Множество зоонозных болезней восходит к летучим мышам.[10] Есть несколько теорий, которые служат в качестве возможных объяснений того, почему летучие мыши переносят так много вирусов. Одна из предложенных теорий состоит в том, что существует так много болезней, переносимых летучими мышами, потому что существует большое количество видов и особей летучих мышей. Вторая возможность состоит в том, что что-то в физиологии летучих мышей делает их особенно хорошими резервуарными хозяевами.[10] Возможно, «выбор пищи, структура популяции, способность летучих мышей, сезонная миграция и суточные передвижения, апатия и спячка, продолжительность жизни и уклад жизни на ночевку» ответственны за то, что они стали особенно подходящими резервуарными хозяевами.[11] Лиссавирусы (в том числе Вирус бешенства ), Генипавирусы, Menangle и Тиоман вирусы, SARS-CoV -Как вирусы, и Эбола все вирусы восходят к разным видам летучих мышей.[11] Фруктовые летучие мыши в частности служить резервуаром для Вирус нипах (NiV).[12]

Крысы

Известно, что крысы являются резервуарными хозяевами для ряда зоонозы. Было обнаружено, что норвежские крысы заражены Болезнь Лайма спирохеты.[13] В Мексике крысы известны как переносчики Trypanosoma cruzi, что приводит к Болезнь Шагаса.[14]

мышей

Белоногие мыши (Peromyscus leucopus ) являются одним из важнейших резервуаров животных для спирохет болезни Лайма (Borrelia burgdorferi ).[15] Мыши-олени служат резервуарными хозяевами для Вирус Sin Nombre, что приводит к Хантавирусный легочный синдром (HPS).[16]

Обезьяны

В 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 поражает людей.[17]

Экологические резервуары

Резервуары окружающей среды включают живые и неживые резервуары, в которых находятся инфекционные патогены вне тел животных. Эти резервуары могут существовать на суше (растения и почва), в воде или в воздухе.[1] Патогены, обнаруженные в этих резервуарах, иногда живут свободно. Бактерии Легионелла пневмофила, а факультативный внутриклеточный паразит что приводит к Болезнь легионеров, и Холерный вибрион, что приводит к холера, могут существовать как свободноживущие паразиты в определенных источниках воды, так и в беспозвоночных животных-хозяевах.[1][18]

Передача болезни

Резервуар болезни действует как точка передачи между патогеном и восприимчивым хозяином.[1] Передача может происходить прямо или косвенно.

Прямая передача

Прямая передача может происходить от прямого контакта или прямого капля распространять. Прямая контактная передача между двумя людьми может происходить при контакте с кожей, поцелуях и половом контакте. Люди, служащие резервуарами болезней, могут быть симптоматичными (проявлять болезнь) или бессимптомными (не проявлять болезни), выступать в качестве носителей болезни и часто неосознанно распространять болезнь. Люди-носители обычно передают болезнь, потому что не осознают, что инфицированы, и, следовательно, не принимают никаких специальных мер для предотвращения передачи. Лица с симптомами, которые знают о своем заболевании, с меньшей вероятностью передадут инфекцию, потому что они принимают меры предосторожности, чтобы уменьшить возможную передачу болезни, и / или обращаются за лечением для предотвращения распространения болезни.[1] Прямое распространение капель происходит из-за твердых частиц или капель жидкости, взвешенных в воздухе в течение некоторого времени. Распространение капель считается передачей возбудителя восприимчивому хозяину на расстоянии одного метра, они могут распространяться при кашле, чихании и разговоре.

  • Neisseria gonorrhoeae (Гонорея ) передается половым путем с вовлечением полового члена, влагалища, рта и ануса через прямой контакт.
  • Bordetella pertussis (Коклюш ) передается при кашле из человеческого резервуара восприимчивому хозяину через прямое капельное распространение.

Косвенная передача

Непрямая передача может происходить воздушно-капельным путем, транспортными средствами (включая фомиты) и переносчиками.

Передача воздушно-капельным путем отличается от прямого капельного распространения, поскольку определяется как передача заболевания на расстоянии более метра. Патогены, которые могут передаваться воздушно-капельным путем, переносятся такими частицами, как пыль или высушенные остатки (называемые ядрами капель).

Транспортные средства, такие как еда, вода, кровь и фомиты, могут действовать как пассивные точки передачи между резервуарами и уязвимыми хозяевами. Фомиты - это неодушевленные предметы (дверные ручки, медицинское оборудование и т. Д.), Которые заражаются резервуаром или кем-то / чем-то, что является носителем. Транспортное средство, как и резервуар, также может быть благоприятной средой для роста инфекционного агента, поскольку контакт с транспортным средством приводит к его передаче.

Передача переносчиков инфекции чаще всего происходит от укусов насекомых от комаров, мух, блох и клещей. Есть две подкатегории векторов: механический (насекомое передает патоген хозяину без поражения самого насекомого) и биологический (размножение патогена происходит внутри вектора до того, как патоген передается хозяину). Чтобы привести несколько примеров, Морбилливирус (корь ) передается от инфицированного человека-хозяина к восприимчивому хозяину, поскольку они передаются через дыхание воздушно-капельным путем. Campylobacter (кампилобактериоз ) - это обычная бактериальная инфекция, которая передается из резервуаров человека или нечеловеческого происхождения с помощью транспортных средств, таких как зараженные продукты питания и вода. Плазмодий falciparum (малярия ) может передаваться от инфицированного комара, резервуара животного (кроме человека), человеку-хозяину путем передачи биологическим переносчиком.

Последствия для общественного здравоохранения

LH Taylor обнаружил, что 61% всех патогенов человека классифицируются как зоонозные.[19] Таким образом, идентификация естественных резервуаров патогенов до зоонозов была бы невероятно полезной с точки зрения общественного здравоохранения. Для уменьшения частоты вспышек могут быть предприняты превентивные меры, такие как вакцинация животных-источников заболевания или предотвращение контакта с животными-резервуарами-хозяевами.[20] В целях прогнозирования и предотвращения будущих вспышек зоонозных заболеваний Агентство США по международному развитию выступила с инициативой Emerging Pandemic Threats в 2009 году. В сотрудничестве с Калифорнийский университет в Дэвисе, EcoHealth Alliance, Metabiota Inc., Смитсоновский институт, и Общество охраны дикой природы при поддержке Колумбия и Гарвардские университеты, члены ПРОГНОЗ ПРОЕКТ сосредоточены на «обнаружении и обнаружении зоонозных болезней на стыке дикой природы и человека».[21] В мире существует множество других организаций, экспериментирующих с различными методами прогнозирования и идентификации хозяев-резервуаров. Исследователи из Университета Глазго создали машинное обучение алгоритм, разработанный для использования «последовательностей вирусного генома для прогнозирования вероятного естественного хозяина для широкого спектра РНК-вирусов, вирусной группы, которая чаще всего переходит от животных к людям».[20]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c d е ж грамм час я j «Принципы эпидемиологии | Урок 1 - Раздел 10». CDC. 2012 г.. Получено 2017-11-10.
  2. ^ а б c d Хейдон, Д. Т .; Cleaveland, S .; Taylor, L.H .; Лоренсон, М. К. (декабрь 2002 г.). «Выявление резервуаров инфекции: концептуальная и практическая задача». Возникающие инфекционные заболевания. 8 (12): 1468–1473. Дои:10.3201 / eid0812.010317. ЧВК  2738515. PMID  12498665.
  3. ^ Хейдон, Д. Т .; Cleaveland, S .; Taylor, L.H .; Лоренсон, М. К. (2002-12-01). «Выявление резервуаров инфекции: концептуальная и практическая задача». Возникающие инфекционные заболевания. 8 (12): 1468–1473. Дои:10.3201 / eid0812.010317. ISSN  1080-6040. ЧВК  2738515. PMID  12498665.
  4. ^ Уоллес, Райан М .; Гилберт, Эми; Слейт, Деннис; Чипман, Ричард; Сингх, Эмбер; Кэсси Уэдд; Блэнтон, Джесси Д. (2014-10-08). «В нужном месте, не в том виде: 20-летний обзор передачи вируса бешенства между видами среди наземных млекопитающих в США». PLoS ONE. 9 (10): e107539. Дои:10.1371 / journal.pone.0107539. ISSN  1932-6203. ЧВК  4189788. PMID  25295750.
  5. ^ Благородный, младший, Джон (1970). "Исследование обезьян Нового и Старого Света для определения вероятности обезьяньего водоема". Бюллетень Всемирной организации здравоохранения. 42: 509–514.
  6. ^ 25 человек в Бакаклионе, Камерун, убиты из-за поедания обезьяны
  7. ^ Macpherson, C.N.L .; Крейг, П.С. (1991). «Глава 8: Животные-резервуары шистосомоза». В Macpherson, C.N.L .; Крейг, П.С. (ред.). Паразитарные гельминты и зоонозы в Африке. Дордрехт: Спрингер. Дои:10.1007/978-94-011-3054-7_8. ISBN  978-94-010-5358-7.
  8. ^ "О геморрагической лихорадке Эбола | Геморрагической лихорадке Эбола | CDC". cdc.gov. Получено 2017-12-03.
  9. ^ «Зоонозы: болезнь, передающаяся от животных к человеку - Министерство здравоохранения Миннесоты». health.state.mn.us. Получено 2018-11-10.
  10. ^ а б «Почему летучие мыши являются такими хорошими хозяевами для лихорадки Эбола и других смертельных заболеваний». ПРОВОДНОЙ. Получено 2018-10-23.
  11. ^ а б Калишер, Чарльз Х .; Чайлдс, Джеймс Э .; Филд, Хьюм Э .; Холмс, Кэтрин В .; Шунц, Тони (01.07.2006). «Летучие мыши: важные резервуары для новых вирусов». Обзоры клинической микробиологии. 19 (3): 531–545. Дои:10.1128 / CMR.00017-06. ISSN  0893-8512. ЧВК  1539106. PMID  16847084.
  12. ^ Луби, Стивен П .; Герли, Эмили С .; Хоссейн, М. Джахангир (2012). ПЕРЕДАЧА ИНФЕКЦИИ ЧЕЛОВЕКА ВИРУСОМ НИПАХ. Национальная академия прессы (США).
  13. ^ Smith, R.P .; Rand, P.W .; Lacombe, E.H .; Телфорд, S. R .; Rich, S.M .; Piesman, J .; Спилман, А. (сентябрь 1993 г.). «Норвежские крысы как резервуарные хозяева для 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. PMID  8354910.
  14. ^ Rosal, Gumercindo G .; Ногеда-Торрес, Бенхамин; Вильягран, Мария Э .; Де Диего-Кабрера, Хосе А .; Montañez-Valdez, Oziel D .; Мартинес-Ибарра, Хосе А. (01.03.2018). «Болезнь Шагаса: важность 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. PMID  28774654.
  15. ^ MATHER, THOMAS N .; УИЛСОН, МАРК Л .; МУР, ШОН I .; РИБЕЙРО, ХОЗЕ М.К .; ШПИЛЬМАН, ЭНДРЮ (июль 1989 г.). «СРАВНЕНИЕ ОТНОСИТЕЛЬНОГО ПОТЕНЦИАЛА СТЕРЖНЕЙ КАК РЕЗЕРВУРОВ ЛАЙМА БОЛЕЗНИ SPIROCHETE (BORRELIABURGDORFERI)». Американский журнал эпидемиологии. 130 (1): 143–150. Дои:10.1093 / oxfordjournals.aje.a115306. ISSN  1476-6256.
  16. ^ "Экология | Хантавирус | DHCPP". cdc.gov. Получено 2018-11-17.
  17. ^ «Обнаружение вируса Зика у обезьян предполагает, что болезнь также может иметь дикий цикл». AGÊNCIA FAPESP. Получено 2018-11-17.
  18. ^ Нельсон, Эрик Дж .; Харрис, Джейсон Б.; Моррис, Дж. Гленн; Колдервуд, Стивен Б.; Камилли, Эндрю (2009). «Передача холеры: динамика хозяина, патогена и бактериофага». Обзоры природы Микробиология. 7 (10): 693–702. Дои:10.1038 / nrmicro2204. ЧВК  3842031. PMID  19756008.
  19. ^ Тейлор, Л. Н; Латам, С. М.; Woolhouse, M E (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. ЧВК  1088493. PMID  11516376.
  20. ^ а б «Инструмент машинного обучения может предсказывать резервуары вирусов в животном мире». Получено 2018-11-10.
  21. ^ "Новые угрозы пандемии | Информационный бюллетень | Агентство США по международному развитию". usaid.gov. 2016-05-24. Получено 2018-10-23.