Эпидемиологический и молекулярно-генетический анализ групповой заболеваемости острыми кишечными инфекциями в Хабаровском крае в 2022 году

Введение. Острые кишечные инфекции (ОКИ) остаются актуальными для здравоохранения в мире [1–7]. В клинической картине заболевания преобладают тошнота, рвота и диарея, которые приводят к потере жидкости и электролитов, ухудшению общего состояния и нередко летальному исходу [8–11]. При этом кишечные инфекции представляют собой угрозу для здоровья и жизни детей и взрослых [12–14]. ОКИ вызываются множеством бактериальных, вирусных и паразитарных патогенов, большинство из которых распространяются через загрязненную фекалиями окружающую среду [15]. По данным ВОЗ и ЮНИСЕФ, ежегодно в мире регистрируется около 1,7 миллиарда случаев кишечных заболеваний у детей, из которых примерно 500 000 случаев диарей среди детей в возрасте до пяти лет заканчиваются летальным исходом^1,2,3. В последнее время отмечен рост числа больных ОКИ, вызванных кишечными вирусами (норовирусами и ротавирусами), с формированием большого количества очагов групповой заболеваемости в учреждениях закрытого и полузакрытого типа, среди путешественников, на круизных лайнерах, в условиях тесного контакта между людьми и ограниченного доступа к гигиене рук (походы или рафтинг) [16][17]. Распространению инфекций способствуют ненадлежащие условия пребывания, нарушения при приготовлении пищи и уборке помещений. Известно, что кишечные вирусы способны сохраняться в окружающей среде длительное время, являются высокозаразными и имеют низкую инфицирующую дозу [18][19].

В Российской Федерации сохраняется нестабильная ситуация по заболеваемости ОКИ. Так, до 2019 года в России показатель заболеваемости ОКИ ежегодно регистрировался на высоком уровне (531,7–565,2 на 100 тыс. населения). В 2020 году в результате введения строгих ограничительных мер на фоне распространения новой коронавирусной инфекции уровень заболеваемости ОКИ снизился в 1,8 раза, показатель заболеваемости составил 289,2 на 100 тыс. населения⁴. В 2021 и 2022 годах отмечена тенденция к росту уровня заболеваемости ОКИ (343,85 и 421,8 на 100 тыс. населения соответственно), который не превысил среднемноголетнего показателя заболеваемости (555,42 на 100 тыс. населения)⁵. В структуре ОКИ преобладали заболевания, вызванные неустановленными инфекционными возбудителями (ОКИ НЭ), удельный вес которых в 2022 году составил 68,9 %. Следует отметить, что в Российской Федерации с 2000 года среди ОКИ установленной этиологии (ОКИ УЭ) наблюдается увеличение доли вирусных инфекций, из которых основное место стали занимать рота- (РВИ) и норовирусные (НВИ) инфекции [20]. При этом в 2022 году отмечено превышение среднемноголетнего показателя заболеваемости норовирусной инфекцией в 2,3 раза (13,25 на 100 тыс. населения)⁶. В Дальневосточном федеральном округе (ДФО) Российской Федерации в период с 2019 по 2021 год отмечались высокие показатели заболеваемости ОКИ [21]. В структуре ОКИ установленной этиологии более чем в 50 % случаев регистрировались заболевания, обусловленные вирусными агентами, преимущественно рота- и норовирусами. Одним из неблагополучных субъектов по заболеваемости ОКИ в ДФО является Хабаровский край, где ежегодно регистрируются высокий уровень заболеваемости и очаги групповой заболеваемости ОКИ.

Цель исследования – провести анализ заболеваемости острыми вирусными кишечными инфекциями в Хабаровском крае в 2022 году, проанализировать результаты молекулярно-генетического мониторинга кишечных вирусов, обусловивших групповую заболеваемость в крае в 2022 году.

Материалы и методы. Анализ заболеваемости ОКИ в субъектах Дальневосточного федерального округа в 2021 и 2022 годах проведен с использованием данных государственных статистических форм наблюдения № 1, 2 «Сведения об инфекционных и паразитарных заболеваниях», № 23-09 «Сведения о вспышках инфекционных заболеваний», оперативных донесений Управлений Роспотребнадзора по субъектам ДФО о регистрации очагов вспышечной заболеваемости ОКИ в Федеральную службу по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека.

Сотрудники ФБУН «Хабаровский НИИ эпидемиологии и микробиологии» Роспотребнадзора (ФБУН «ХНИИЭМ» Роспотребнадзора) в 2022 г. исследовали 72 пробы биологического материала от 52 больных ОКИ и 20 контактных с больными ОКИ, собранные в очагах групповой заболеваемости в Хабаровском крае.

Для положительных на наличие РНК норовирусов образцов проводили амплификацию фрагмента в области соединения ORF1/ORF2 (частичные участки RdRp и VP1) [22]. Для проб, содержащих РНК ротавирусов, проводили амплификацию фрагмента гена VP4 и фрагмента гена VP7 [23].

Нуклеотидные последовательности получали методом секвенирования по Сенгеру на генетическом анализаторе Applied Biosystems 3500 с использованием BigDye^TMTerminator v.3.1. Cycle Sequencing Kit (Thermo Fisher Scientific Inc.).

Для анализа нуклеотидных последовательностей использовали онлайн-инструменты Norovirus Typing Tool Version 2.0 и Rotavirus A Genotyping Tool Version 0.1⁷. Поиск референсных последовательностей проводили в сервисе BLAST⁸.

Статистическую обработку полученных результатов осуществляли с помощью пакетов прикладных программ Excel 2013 (Microsoft Office 2013) с использованием параметрических методов вариационной статистики⁹.

Результаты. В 2022 году в целом по ДФО зарегистрирован 50731 случай ОКИ, что превысило среднероссийский показатель на 32,9 % (табл. 1).

При этом в структуре ОКИ преимущественно регистрировались ОКИ НЭ, (66,2 %; 95 % ДИ 65,8–66,6. Кроме того, отмечен незначительный рост данного показателя по сравнению с 2021 годом, а среди субъектов ДФО лидировал Забайкальский край (83,4 %) (рис. 1).

Доля ОКИ УЭ в субъектах ДФО в 2022 году варьировала от 15,8 % (Сахалинская область) до 49,7 % (Амурская область). При этом у большинства больных кишечные инфекции были вызваны вирусами, из которых ротавирусы в качестве этиологического агента выявлены у 68,9 % больных, норовирусы – у 27,9 % заболевших (табл. 1). Кроме того, у 3,2 % больных заболевание ОКИ вызвано другими вирусами, в том числе астровирусами (АВ) и энтеровирусами (ЭВ). Следует отметить, что среди субъектов округа наиболее высокий показатель заболеваемости ротавирусной инфекцией (РВИ) в 2022 году отмечен в Приморском крае, а норовирусной инфекцией (НВИ) – в Чукотском АО.

В возрастной структуре ОКИ установленной вирусной этиологии в 2022 году лидировали две группы: 1–2 года (38,5 %; 95 % ДИ: 37,5–39,4) и 3–6 лет (34,3 %; 95 % ДИ: 33,5–35,1). При этом основным этиологическим агентом у детей дошкольного возраста являлся ротавирус, а у детей более старшего возраста (15–17 лет) – норовирус (рис. 2).

Вспышки кишечной инфекции, вызванные вирусами, в 2022 году зарегистрированы в 8 субъектах ДФО (Приморский, Забайкальский и Хабаровский края, республики Саха (Якутия) и Бурятия, Сахалинская, Магаданская и Амурская области). Всего отмечены 13 очагов групповой заболеваемости РВИ и 20 очагов НВИ, в основном в дошкольных и общеобразовательных учреждениях.

Эпидемиологическая ситуация по ОКИ в Хабаровском крае в 2022 году также была неблагополучной, показатель заболеваемости оказался в 1,5 раза больше показателя 2021 года (511,6 на 100 тыс. населения), превысив окружной уровень на 20,6 % (табл. 1). Среди ОКИ установленной этиологии 95,5 % вызваны кишечными вирусами, преимущественно ротавирусами (62,5 %). Острый гастроэнтерит, обусловленный норовирусами, зарегистрирован у 34,9 % больных, что превысило в 2,8 раза число больных в 2021 году.

ОКИ установленной вирусной этиологии регистрировались преимущественно у детей дошкольного возраста (41,8 %). При этом РВИ в 79,0 % случаев отмечалась среди детей до года, а НВИ в 75,0 % – у детей более старшего возраста (15–17 лет).

Очаги групповой заболеваемости вирусной кишечной инфекцией ежегодно регистрируются в крае главным образом в детских дошкольных учреждениях, реже – в общеобразовательных учреждениях и местах общественного пользования. Основным этиологическим агентом выступают преимущественно норовирусы. В 2022 году зарегистрированы 8 очагов групповой заболеваемости ОКИ, обусловленными рота- и норовирусами.

В лабораторию нашего института в 2022 году для идентификации возбудителя поступили пробы из 6 очагов групповой заболеваемости ОКИ (табл. 2).

Из них 3 очага зафиксированы в зимне-весенний период (январь, апрель), 2 очага – в осенне-зимний период (ноябрь, декабрь) и один – в августе.

Первый в 2022 году очаг вспышечной заболеваемости выявлен в 4 группах детского сада в Хабаровском районе с количеством пострадавших 12 детей в возрасте 3–6 лет. В результате исследования клинического материала методом ПЦР у воспитанников и воспитателя выявлена РНК норовируса II генотипа. Методом секвенирования клинического материала от 8 больных и 9 контактных получены нуклеотидные последовательности норовируса GII.4 Sydney. При филогенетическом анализе установлено, что вспышку вызвали 2 геноварианта норовируса, отличающиеся по частичному участку VP1 на 6 % и имеющие разные типы полимеразы: GII.4 Sydney [P16] и GII.4 Sydney [P31], что может свидетельствовать о разных источниках инфекции.

В апреле 2022 года зарегистрированы 2 очага вспышечной заболеваемости ОКИ среди воспитанников детских садов в одном из поселков Верхнебуреинского района и в одном из сел Нанайского района Хабаровского края. Всего выявлено 24 случая заболевания, из них в детском саду поселка Верхнебуреинского района – 14 детей, а в детском саду села Нанайского района – 10 человек. Исследование клинического материала из обоих очагов методом ПЦР выявило наличие РНК ротавируса А. Дальнейшее молекулярно-генетическое исследование методом секвенирования установило принадлежность их к двум разным G-генотипам. Вспышка ОКИ в детском саду поселка Верхнебуреинского района вызвана ротавирусом А G9, а в детском саду села Нанайского района – ротавирусом А G4. При этом данные ротавирусы принадлежали к одному Р-типу – Р[8].

Летом этого же года вспышка острого гастроэнтерита выявлена среди сотрудников подрядной организации, расположенной в поселке Многовершинный Николаевского района Хабаровского края. Всего заболело 5 человек, исследование проб от больных показало наличие антигена норовируса. Молекулярно-генетическим методом типирован норовирус GII.17 [P17]. Следует отметить, что данный генотип норовируса уже выявлялся в 2015 году у населения поселка, вызвав подъем заболеваемости НВИ [24]. Причиной распространения инфекции была инфицированная вода из водозабора, расположенного на ручье Ульченок.

Позднее, в ноябре 2022 года, зарегистрирован полиэтиологический очаг групповой заболеваемости в 5 группах детского сада города Хабаровска с количеством пострадавших 15 человек. При исследовании проб от заболевших методом ПЦР у 6 человек обнаружена РНК норовируса, у других 6 детей – РНК ротавируса А. Обследование сотрудников учреждения выявило у 5 воспитателей и 1 инструктора по физической культуре наличие РНК норовируса в фекальных пробах. При проведении генотипирования в пробах от 4 больных детей и одного взрослого (контактного) установлен генотип норовируса GII.17[P17], у других 4 больных детей идентифицирован ротавирус А G3P[8].

В ноябре – декабре 2022 г. в детском саду одного из сел Тугуро-Чумиканского муниципального района Хабаровского края выявлено 32 случая ОКИ, из них 30 человек – дети в возрасте 3–7 лет и 2 взрослых из числа сотрудников учреждения (повар и воспитатель). Заболевание протекало в легкой форме у 11 больных и в форме транзиторного носительства в 21 случае. Молекулярно-генетическим методом у пострадавших идентифицирован норовирус GII.6 [P7].

Эпидемиологическое расследование всех очагов позволило установить фекально-оральный механизм передачи инфекции, реализованный пищевым и контактно-бытовым путями, а для подрядного предприятия – вероятно и водным путем распространения. Источником инфекции предположительно являлся персонал пищеблока, а фактором передачи служили готовые блюда, при этом в подрядной организации фактором передачи могла послужить и вода, использованная для приготовления пищи и питья сотрудников. Распространению инфекции способствовали выявленные множественные нарушения санитарного и дезинфекционного режима на пищеблоке в дошкольных образовательных организациях, а также в разводящей системе водоснабжения общежития и столовой подрядной организации. При вирусологическом исследовании биологического материала от больных и контактных в 5 из 6 очагов групповой заболеваемости выявлены либо норовирусы, либо ротавирусы, а в формировании одного очага (детский сад г. Хабаровска) принимали участие два этиологических агента (норовирус и ротавирус А).

Обсуждение. ОКИ являются актуальной инфекционной патологией для субъектов ДФО, эпидемический процесс которых характеризуется высоким уровнем заболеваемости с превышением среднероссийского показателя в 1,6 раза, регистрацией множественных вспышечных очагов. В 2022 году показатель заболеваемости ОКИ в ДФО оказался в 1,5 раза выше аналогичного показателя в Российской Федерации, не превысив при этом среднемноголетний уровень (2010–2019 годы) по округу (847,6 на 100 тыс. населения). В группе кишечных заболеваний установленной этиологии в последнее десятилетие в субъектах Российской Федерации, в том числе и в ДФО, отмечается ежегодный рост вирусных кишечных инфекций, преимущественно рота- и норовирусной этиологии, с формированием очагов групповой заболеваемости. В 2022 году в субъектах ДФО отмечен рост показателей заболеваемости РВИ на 31,5 % и НВИ на 16,4 % по сравнению с предыдущим годом, а также превышение среднероссийского уровня 2022 года на 43,1 и 31,9 % соответственно. В Хабаровском крае эпидемиологическая ситуация по ОКИ расценивается как неблагополучная, показатель заболеваемости ОКИ превысил показатель по ДФО в 2022 году на 15,1 %. В структуре ОКИ УЭ преобладали кишечные вирусы (рота- и норовирусы), а также зарегистрировано большое количество очагов групповой заболеваемости ОКИ, обусловленными кишечными вирусами (8 очагов). Следует отметить, что как в целом по ДФО, так и в Хабаровском крае ОКИ УЭ преимущественно регистрировались среди детей двух возрастных групп 1–2 года и 3–6 лет, вызванные в основном ротавирусами (73,4 и 59,3 % соответственно). Среди детей более старших возрастных групп (7–14 и 15–17 лет) основным вирусом, вызывающим острый гастроэнтерит, являлся норовирус (51,2 и 75,0 % соответственно).

Ежегодный рост регистрации случаев ОКИ, вызванных вирусами, связан с их повсеместным распространением, а также с улучшением лабораторной диагностики в субъектах. Между тем быстрому распространению инфекции способствуют несколько факторов, таких как малая инфицирующая доза и большая вирусная нагрузка [25]. К развитию вспышечной заболеваемости приводят, как правило, множественные нарушения требований санитарного законодательства на пищеблоках в дошкольных образовательных и общеобразовательных организациях, несоблюдение правил личной гигиены, недостаточные дезинфекционные мероприятия на разводящих системах водоснабжения, несвоевременное обращение за медицинской помощью взрослых и родителей заболевших детей [26].

Следует отметить, что ежегодно очаги вспышечной заболеваемости вызывают различные генотипы и варианты рота- и норовирусов [27–29]. Так, среди генотипов норовирусов, обусловивших развитие очагов групповой заболеваемости на территории Российской Федерации с 2017 по 2019 год, доминирующим являлся генотип GII.2[P16]. В 2020 году наибольшее распространение имели генотипы GII.3[P12] и GII.4[P16]. В 2021 году отмечено разнообразие генотипов, выявленных при типировании проб из вспышечной и спорадической заболеваемости, кроме того, различались преобладающие генотипы. Так, при исследовании проб из вспышечной заболеваемости НВИ чаще выявлялся генотип GII.2[P16], а при спорадической – GII.3[P12]. Смена лидирующих генотипов ротавирусов происходит несколько реже, в 2012–2016 годах в России среди всех генотипов преобладал в циркуляции G4, который в последующем сменился сначала генотипом G9 (2017–2021), а затем – G3 (2022 г.)¹⁰.

Проведенные молекулярно-генетические исследования кишечных вирусов, вызвавших групповую заболеваемость ОКИ в Хабаровском крае в 2022 году, показали широкую циркуляцию нескольких генотипов рота- и норовирусов среди населения края. При этом выявлены некоторые особенности в циркуляции генотипов. Так, вспышку в детском саду Хабаровского района вызвали 2 геноварианта норовируса GII.4 Sydney [P16] и GII.4 Sydney [P31]. Данный факт свидетельствовал о том, что в формировании вспышки участвовали штаммы генотипа GII.4 Sydney разного происхождения.

В то же время можно было предположить наличие эпидемиологической связи двух вспышек, вызванных норовирусами генотипа GII.17[P17], зарегистрированных в разных районах Хабаровского края с разницей в 5 месяцев (в подрядной организации Николаевского района и в детском саду г. Хабаровска). Установлена идентичность полученных последовательностей генотипа GII.17[P17] от детей и от взрослых из обоих очагов. Кроме того, в 2015 году в поселке Многовершинный Николаевского района генотип GII.17 вызвал вспышечную заболеваемость среди населения, причиной распространения инфекции была инфицированная вода из водозабора, расположенного на ручье Ульченок [24]. Между тем нуклеотидные последовательности GII.17[P17], полученные в 2015 и 2022 годах, отличались друг от друга незначительно, что подтверждает факт длительной циркуляции этого генотипа норовируса как в п. Многовершинный, так и в Хабаровском крае в целом.

Генотип норовируса GII.6[P7], выявлявшийся у больных, проживающих одном из сел ТугуроЧумиканского муниципального района Хабаровского края в течение нескольких недель 2022 г., вызвавший подъем спорадической заболеваемости и вспышечный очаг НВИ в детском саду села, ранее также был этиологическим агентом вспышек заболеваемости в Хабаровском крае. В частности, данный генотип был идентифицирован в г. Хабаровске в двух очагах групповой заболеваемости среди посетителей пешеходного фонтана в 2019 году и у учащихся одной из гимназий города в 2018 году [30]. Однако при филогенетическом анализе установлено, что штаммы норовируса GII.6[P7] 2022 и 2018 годов значительно отличались от штаммов 2019 года и принадлежали к разным геновариантам [22]. Так, вспышки в 2018 и 2022 годах были вызваны норовирусами геноварианта GII.6а, а в 2019 году – геновариантом GII.6b. Данный факт свидетельствует о циркуляции на территории Хабаровского края разных геновариантов генотипа норовируса GII.6[P7].

Следует отметить, что молекулярно-генетическое исследование ротавирусов из очагов групповой заболеваемости в разных муниципальных районах Хабаровского края выявило циркуляцию 3 широко распространенных по G-генотипу вирусов: G9, G4 и G3. По P-генотипу штаммы ротавирусов, полученные нами из разных очагов групповой заболеваемости в Хабаровском крае, принадлежали к наиболее часто встречающемуся типу P [8].

Заключение. Высокий уровень заболеваемости ОКИ установленной этиологии в Хабаровском крае обусловлен кишечными вирусами (рота- и норовирусами). Учитывая высокую изменчивость генома кишечных вирусов с появлением новых вариантов, которые в неиммунном коллективе способны быстро распространяться и приводить к вспышкам, необходимо отслеживать изменения типовой структуры вирусной популяции. В связи с этим целесообразно проводить молекулярное типирование рота- и норовирусов не только при расследовании очагов групповой заболеваемости, но и шире изучать структуру кишечных вирусов при спорадической заболеваемости ОКИ.