ISSN 2226-6976 (Print)
ISSN 2414-9640 (Online)

Determination of the level of an immune stratum in the population of the Republic of Guinea to leptospirosis pathogens

Naydenova E.V., Kartashov M.Yu., Boyko A.V., Safronov V.A., Lopatin A.A., Kutyrev I.V., Bacar I., Boumbaly S., Kolomoets E.V., Kalivogui S., Boiro M.Y., Scherbakova S.A.

1) Russian Research Anti-Plague Institute «Microbe», Russian Federal Service for Supervision of Consumer Rights Protection and Human Well-Being, Saratov, Russia; 2) State Research Center of Virology and Biotechnology «Vector», Russian Federal Service for Supervision of Consumer Rights Protection and Human Well-Being, Koltsovo, Novosibirsk Region, Russia; 3) Anti-Plague Center, Russian Federal Service for Supervision of Consumer Rights Protection and Human Well-Being, Moscow, Russia; 4) Research Institute of Applied Biology of Guinea, Kindia, Republic of Guinea; 5) United Company «RUSAL» (Russian Aluminum), Moscow, Russia
Objective. To determine the level of an immune stratum of the population in the Republic of Guinea to leptospirosis pathogens.
Subjects and methods. In the period May 2015 to March 2018, a total of 1839 serum samples were collected from people living in 4 landscape-geographical zones of Guinea: in the Lower (n = 693 samples), Medium (n = 461), Upper (n = 349), and Forest Guinea (n = 336).The investigation enrolled 904 (49.2%) women and 935 (50.8%) men, whose age was 0 to 90 years. The sera were studied at a working dilution of 1:100. Specific IgG antibodies in the sera were detected by enzyme immunoassay (EIA).
Results. Antibodies to Leptospira were detected in 90 (4.9%) samples, including 43 (47.7%) that were obtained from women and 47 (52.3%) from men in different age groups. Positive samples were recorded in all landscape-geographical areas of the country.
Conclusion. In the Republic of Guinea, the first IgG antibodies to Leptospira were identified in human sera and the level of an immune stratum of the population was determined. There is a need for further study of the spread of leptospirosis pathogens throughout the country; for epizootological monitoring to identify animal species carrying Leptospira, for investigation of the level of the stratum immune to the pathogen in cattle and small ruminants, and for monitoring open water bodies as possible sources of human infection. The findings will be able to determine the natural nidality of leptospirosis and to implement timely preventive (anti-epidemic) measures.

Keywords

 leptospirosis
Republic of Guinea
IgG antibodies
immune stratum

В настоящее время лептоспирозы занимают одно из ведущих мест среди зоонозов по тяжести клинического течения, вероятности летальных исходов и количеству осложнений после перенесенного заболевания. Ежегодно в мире, по данным ВОЗ, более 500 000 человек заражаются инфекциями, вызванными возбудителями этой группы [1]. Источниками заражения являются дикие и сельскохозяйственные животные, которые выделяют возбудителей в окружающую среду, контаминируя воду открытых водоемов, почву, пищевые продукты и т. д. Основным путем передачи инфекции человеку является водный, меньшее значение имеют контактный и пищевой [2, 3].

Одним из самых неблагополучных по лептоспирозу регионов является Африка. На территории многих африканских стран (Нигерия, Танзания, Уганда, Алжир и др.) отмечаются случаи заболевания этой инфекционной болезнью, и доказана циркуляция возбудителей в природе [1–8]. Также были зарегистрированы завозные случаи лептоспироза из Африки в другие страны мира [4, 6].

К сожалению, современные исследования распространения возбудителей лептоспирозов на Африканском континенте являются фрагментарными и неполными. Нестабильная политическая и экономическая ситуация во многих государствах, недостаточно развитая структура здравоохранения в регионе, отсутствие современной лабораторной базы приводят к образованию пробелов в изучении циркуляции бактерий рода Leptospira на территории Западной и Центральной Африки. Нет четких данных об уровне заболеваемости лептоспирозом, основных носителях, а также возможных путях распространения и передачи инфекции. Этому во многом способствует отсутствие осведомленности медицинского персонала в отношении этого зооноза. Вместе с тем острая форма лептоспироза клинически неотличима от таких лихорадочных заболеваний, как малярия или вирусные геморрагические лихорадки, и практически не рассматривается при проведении дифференциальной диагностики [4].

Гвинейская Республика, расположенная в Западной Африке, территориально разделена на 4 ландшафтно-географические зоны: Нижнюю, Среднюю, Верхнюю и Лесную Гвинеи. Население страны, по данным на конец 2018 г., составляет около 13,8 млн человек1.

Не вызывает сомнений, что проблема лептоспироза актуальна и для Гвинейской Республики. После окончания эпидемии болезни, вызванной вирусом Эбола, в ликвидации которой принимали участие многие международные организации и специалисты, уровень лабораторной диагностики в стране был значительно улучшен, но до сих пор сведения о распространении этой инфекционной болезни в Гвинее отсутствуют.

Одним из показателей циркуляции возбудителей на определенной территории является определение иммунной прослойки среди населения. Выявление антител к лептоспирам у жителей Гвинейской Республики позволит определить уровень распространения лептоспироза в конкретных регионах страны и разработать предложения по организации эпидемиологического надзора.

Целью проведенной работы было изучение уровня иммунной прослойки среди людей, проживающих в различных ландшафтно-географических зонах Гвинейской Республики, к возбудителям лептоспироза методом иммуноферментного анализа (ИФА).

Материалы и методы

Исследование проводили на базе лаборатории Российско-Гвинейского научно-исследовательского центра эпидемиологии и профилактики инфекционных болезней, расположенного в г. Киндия на территории Исследовательского института прикладной биологии (ИИПБ) (Гвинейская Республика). Диагностическую работу осуществляли российские специалисты [3] совместно с сотрудниками ИИПБ.

Образцы крови для исследования были собраны в период с мая 2015 г. по март 2018 г. от людей, проживающих на территории всех 4 ландшафтно-географических зон Гвинейской Республики. Кровь забирали в количестве 5 мл, использовали системы для забора крови по общепринятой методике из локтевой вены натощак. Для исключения вероятности выявления РНК вируса Эбола полученные образцы были исследованы методом полимеразной цепной реакции с обратной транскрипцией (ОТ-ПЦР) при помощи набора реагентов «АмплиСенс® EBOV Zaire-FL» (ООО «ИнтерЛабСервис», Россия). Во всех случаях результат был отрицательный. Сыворотки были исследованы также методом иммунохроматографического анализа (ИХА) для обнаружения антигенов малярийных плазмодиев с помощью наборов реагентов SD BIOLINE Malaria Ag P.f/Pan (Standard Diagnostics, Inc., Южная Корея). С целью снижения вероятности неспецифических реакций образцы, которые содержали антигены возбудителей малярии, в последующее исследование включены не были.

Для исследования было отобрано 1839 сывороток крови людей, проживающих во всех 4 ландшафтно-географических зонах Гвинеи. Объемы выборок из популяций населения каждой зоны составляли: для Нижней Гвинеи – 693 образца, для Средней Гвинеи – 461, для Верхней Гвинеи – 349 и для Лесной Гвинеи – 336. В исследовании приняли участие 904 (49,2%) женщины и 935 (50,8%) мужчин в возрасте от 0 до 90 лет. Сыворотки изучали в рабочем разведении 1:100.

Работу проводили методом ИФА c использованием иммуноферментной тест-системы для качественного и полуколичественного обнаружения IgG к возбудителям лептоспироза «Лептоспироз-ИФА-IgG» (ООО «Oмникс», Россия) в соответствии с инструкцией. Данный препарат позволяет выявить антитела ко всем патогенным сероварам лептоспир. Результаты реакции учитывали с помощью фотометра для планшетов производства фирмы Bio-Rad (США). Оптическую плотность измеряли с основным фильтром 450 нм.

При статистической обработке материала рассчитывали долю серопозитивных образцов в каждой выборке, 95% доверительные интервалы (ДИ) для долей иммунной прослойки по методу Уилсона. Наличие или отсутствие статистически значимых различий в уровнях серопревалентности населения, проживающего в разных ландшафтно-географических зонах, оценивали путем сопоставления 95% ДИ. Отсутствие трансгрессии (ДИ сравниваемых показателей не перекрываются) свидетельствовало о наличии статистически значимых различий в уровнях иммунной прослойки населения.

Результаты

При исследовании 1839 образцов сывороток крови антитела класса IgG к лептоспирам были выявлены в 90 (4,9% от общего количества) случаях, что свидетельствует о возможном контакте людей с возбудителем и не исключает риска заражения.

Результаты определения антител к возбудителям лептоспирозов в сыворотках крови жителей Гвинеи в различных ландшафтно-географических зонах представлены в таблице.

Для экстраполяции полученных выборочных оценок были рассчитаны ДИ. Их сравнение показало, что во всех случаях отмечается трансгрессия, свидетельствующая об отсутствии статистически значимых различий в уровнях серопревалентности населения, проживающего в различных ландшафтно-географических зонах Гвинейской Республики.

Положительные результаты были получены при исследовании материала от людей всех возрастных групп. Из 90 проб, содержащих специфические антитела, 43 (47,7%) были получены от женщин и 47 (52,3%) – от мужчин.

Заключение

Таким образом, впервые на территории Гвинейской Республики были выявлены антитела класса IgG к лептоспирам в сыворотках крови людей и определен уровень иммунной прослойки населения. Проведенное исследование позволило предположить циркуляцию возбудителей лептоспирозов во всех 4 ландшафтно-географических зонах страны.

Природно-климатические условия (разнообразие ландшафтов, большое количество водоемов, сезонность климата), широкое распространение скотоводства, отсутствие вакцинации против лептоспирозов могут быть предпосылками для активной циркуляции возбудителей инфекции и способствовать возникновению вспышек заболевания. В связи с этим актуальным остается определение роли лептоспирозов в общей структуре заболеваний, регистрируемых на территории Республики Гвинея, а также повышение уровня осведомленности медицинского персонала при проведении дифференциальной диагностики лихорадок.

Также необходимы проведение эпизоотологического мониторинга для определения видов животных-носителей лептоспир в разных ландшафтно-географических зонах Гвинейской Республики; изучение уровня иммунной прослойки к возбудителю у крупного и мелкого рогатого скота, а также мониторинг открытых водоемов как возможных источников заражения людей [1, 2, 4]. Полученные сведения дадут возможность определить природную очаговость лептоспироза и проводить своевременные профилактические (противоэпидемические) мероприятия.

* * *

Исследования проведены в соответствии с Распо­ряжением Правительства РФ от 22 декабря 2017 г. № 2904-р о российско-гвинейском научно-техническом сотрудничестве в области эпидемиологии, профилактики и мониторинга бактериальных и вирусных инфекций в Гвинейской Республике (2018–2020 гг.).

References

  1. World Health Organization. Report of the Second Meeting of the Leptospirosis Burden Epidermiology Reference Group. Geneva, World Health Organization, 2011.
  2. Anainina Yu.V. [Leptospirosis of humans and animals: trends and problems of prevention]. Epidemiologiya i vaktsinoprofilaktika 2010; 2(51): 13–6. (In Russ.).
  3. Onishenko G.G., Kutyrev V.V. [Laboratory diagnostics of dangerous infectious diseases. Practical guide]. Moscow: Shiko Publ., 2013. 555 p. (In Russ.).
  4. Allan K. J., Halliday J.E.B., Cleaveland S. Renewing the momentum for leptospirosis research in Africa. Trans. Royal Soc. Trop. Med. Hyg. 2015; 109: 605–6. DOI:10.1093/trstmh/trv072
  5. Dreyfus A., Dyal J.W., Pearson R., Kankya C., Kajura C., Alinaitwe L., Kakooza S., Pelican K.M., Travis D.A., Mahero M., Boulware D.R., Mugisha L. Leptospira Seroprevalence and Risk Factors in Health Centre Patients in Hoima District, Western Uganda. PLoS Negl. Trop. Dis. 2016; 10(8): e0004858. DOI: 10.1371/journal.pntd.0004858. eCollection 2016.
  6. Heron L.G., Reiss-Levy E.A., Jacques T.C., Dickeson D.J., Smythe L.D., Sorrell T.C. Leptospirosis presenting as a haemorrhagic fever in a traveller from Africa. Med. J. Aust. 1997; 167(9): 477–9.
  7. Hogerzeil H.V., De Geus A., Terpstra W.J., Korver H., Ligthart G.S. Leptospirosis in rural Ghana. Part 2. Current leptospirosis. Trop. Geogr. Med. 1986; 38(4): 408–14.
  8. Zhang H.L., Mnzava K.W., Mitchell S.T., Melubo M.L., Kibona T.J., Cleaveland S., Kazwala R.R., Crump J.A., Sharp J.P., Halliday J.E. Mixed Methods Survey of Zoonotic Disease Awareness and Practice among Animal and Human Healthcare Providers in Moshi, Tanzania. PLoS Negl. Trop .Dis. 2016; 10(3): e0004476. DOI: 10.1371/journal.pntd.0004476. eCollection 2016.

About the Authors

Ekaterina V. Naydenova, Cand. Biol. Sci., Senior Researcher, Laboratory of Virology, Department of Communicable Diseases Diagnosis, Russian Research Anti-Plague Institute «Microbe», Russian Federal Service for Supervision of Consumer Rights Protection and Human Well-Being, Saratov, Russia;  e-mail: katim2003@mail.ru
Mikhail Yu. Kartashov, Cand. Biol. Sci., Junior Researcher, State Research Center of Virology and Biotechnology «Vector», Russian Federal Service for Supervision of Consumer Rights Protection and Human Well-Being, Koltsovo, Novosibirsk Region; e-mail: vector@vector.nsc.ru; ORCID ID 0000-0002-7857-6822
Andrey V. Boyko, MD, Leading Researcher, Laboratory of Virology, Department of Communicable Diseases Diagnosis, Russian Research Anti-Plague Institute «Microbe», Russian Federal Service for Supervision of Consumer Rights Protection and Human Well-Being, Saratov, Russia; e-mail: rusrapi@microbe.ru
Valentin А. Safronov, Cand. Med. Sci., Senior Researcher, Russian Research Anti-Plague Institute «Microbe», Russian Federal Service for Supervision of Consumer Rights Protection and Human Well-Being, Saratov, Russia; e-mail: rusrapi@microbe.ru
Anton А. Lopatin, Cand. Med. Sci., Director, Anti-Plague Centre, Russian Federal Service for Supervision of Consumer Rights Protection and Human Well-Being, Moscow, Russia; e-mail: protivochym@nln.ru
Ivan V. Kutyrev, Cand. Med. Sci., Researcher, Russian Research Anti-Plague Institute «Microbe», Russian Federal Service for Supervision of Consumer Rights Protection and Human Well-Being, Saratov, Russia; e-mail: rusrapi@microbe.ru
Bacar Ismail, Postgraduate Student, Research Institute of Applied Biology of Guinea, Kindia, Republic of Guinea
Boumbaly Sanaba, Cand. Biol. Sci., Director, Medical School, Research Institute of Applied Biology of Guinea, Kindia, Republic of Guinea; e-mail: drboumbaly@yahoo.fr; ORCID: https://orcid.org/0000-0002-4506-6033
Elena V. Kolomoets, Head, Medical Service, United Company «RUSAL» (Russian Aluminum), Moscow, Russia, e-mail: elena.kolomoets@rusal.com
Kalivogui Siba, Cand. Biol. Sci., Deputy Director, Research Institute of Applied Biology of Guinea, Kindia, Republic of Guinea; e-mail: sibakalivogui@yahoo.fr
Boiro Mamadu Yero, Cand. Biol. Sci., Professor, Director-General, Research Institute of Applied Biology of Guinea, Kindia, Republic of Guinea; e-mail: myboiro@ yahoo.fr; ORCID: https://orcid.org/0000-0003-3339-9380
Svetlana A. Scherbakova, BD, Deputy Director, Russian Research Anti-Plague Institute «Microbe», Russian Federal Service for Supervision of Consumer Rights Protection and Human Well-Being, Saratov, Russia;  e-mail: shsveta@yandex.ru

Similar Articles

By continuing to use our site, you consent to the processing of cookies that ensure the proper functioning of the site.