CURRENT CONCEPTIONS CONCERNING THE OBJECTIVE LAWS OF A CHOLERA EPIDEMIC PROCESS: ECOLOGICAL AND MOLECULAR BIOLOGICAL ASPECTS


Cite item

Full Text

Abstract

Modern conceptions about the objective laws of cholera epidemic process are reviewed taking into account the peculiarities of molecular biological properties and adaptable potential of the causative agent in the endemic, epidemic and cholera safe areas. It is shown that aquatic ecosystems at the endemic territories play the significant role both in the phase of the agent reservation (when it can pass to persistent forms or remain in viable but not culturable condition) and during the pre-epidemic period. During this period the molecular genetically heterogeneity of Vibrio cholerae population in the environments gives occasion to the subsequent selection of a pandemic clone in a susceptible host. This pandemic line is low enough in water ecosystem that is proved by the data of molecular typing of clinical and aquatic V. cholerae isolates. The phase of epidemic distribution of the given type can be realized most effectively at occurring of a “fast” way of the agent dissemination from person to person at preservation of the pathogen high infectivity. The leading role in the development of epidemiological complications in the epidemic and cholera free areas belongs to importation of high infective V. cholerae clone generated in endemic foci with its subsequent accumulation in environment objects under favorable climatic, hydrological and ecological conditions. Thus, intensity of epidemic process is defined by the action both natural climatic and social factors that are limiting in the safe areas but can promote scale epidemiological complications and also the infection persistence in the epidemic regions.

About the authors

Liliya Valer’evna Mironova

Irkutsk Antiplague Research Institute of Siberia and the Far East of Rospotrebnadzor

Email: mironova-lv@yandex.ru
chief of the laboratory of cholera, Irkutsk Antiplague Research Institute of Siberia and the Far East, Irkutsk, Trilisser St., 78 Irkutsk

References

  1. Черкасский Б.Л. Руководство по общей эпидемиологии. М.: Медицина, 2001.
  2. Брико Н.И., Покровский В.И. Глобализация и эпидемический процесс. Эпидемиол. и инф. бол. 2010; 4: 4-11.
  3. Актуальные проблемы холеры / Под ред. Академика РАМН, проф. В.И. Покровского и чл.-корр. РАМН, проф. Г.Г. Онищенко. М.: ГОУ ВУНМЦ МЗ РФ, 2000.
  4. Москвитина Э.А., Мазрухо А.Б., Арешина О.А., Адаменко О.Л. Назаретян А.А., Анисимова Г.Б. Эпидемиологические особенности холеры на современном этапе седьмой пандемии. Эпидемиол. и инф. бол. 2014; 19(4): 44-9.
  5. Бароян О.В. Холера Эль Тор. / Под ред. А.В. Павлова. 2-е изд, перараб. и доп. Москва, 1971.
  6. Кутырев В.В., Смирнова Н.И., Черкасский Б.Л. Влияние биологических свойств возбудителя холеры на характер эпидемического процесса. Эпидемиол. и инфекц. бол. 2006; 4: 43-7.
  7. Worth R.M. The current cholera pandemic. J. Natl. Med. Assoc. 1964; 56: 55-7.
  8. Холера в СССР в период VII пандемии / Под ред. В.И. Покровского. М.: Медицина, 2000.
  9. Morris, J.G.Jr. Cholera - Modern Pandemic Disease of Ancient Lineage. Emerg. Infect. Dis. 2011; 17(11): 2099-2104.
  10. Bompangue Nkoko D., Giraudoux P., Plisnier P.D., Tinda A.M., Piarroux M., Sudre B. et al. Dynamics of cholera outbreaks in Great Lakes region of Africa, 1978-2008. Emerg. Infect. Dis. 2011; 17(11): 2026-34.
  11. Constantin de Magny G., Murtugudde R., Sapiano M.R., Nizam A., Brown C.W., Busalacchi A.J. et al. Environmental signatures associated with cholera epidemics. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2008; 105(46): 17676-81.
  12. Huq A., Sack R.B., Nizam A., Longini I.M., Nair G.B., Ali A. et al. Critical factors influencing the occurrence of Vibrio cholerae in the environment of Bangladesh. Appl. Environ. Microbiol. 2005; 71(8): 4645-54.
  13. Lipp E.K., Huq A., Colwell R.R. Effects of global climate on infectious disease: the cholera model. Clin. Microbiol. Rev. 2002; 15: 757-70.
  14. Confalonieri U., Menne B., Akhtar R., Ebi K.L., Hauengue M., Kovats R.S. et al. Human health. Climate Change 2007: Impacts, Adaptation and Vulnerability. Contribution of Working Group II to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge, UK: Cambridge University Press, 2007.
  15. Escobar L.E., Ryan S.J., Stewart-Ibarra A.M., Finkelstein J.L., King C.A., Qiao H.,Polhemus M.E. A global map of suitability for coastal Vibrio cholerae under current and future climate conditions. Acta. Trop. 2015; 149: 202-11.
  16. Almagro-Moreno S., Taylor R.K. Cholera: Environmental Reservoirs and Impact on Disease Transmission. Microbiol. Spectr. 2013; 1(2): 1-19.
  17. Lutz C., Erken M., Noorian P., Sun S., McDougald D. Environmental reservoirs and mechanisms of persistence of Vibrio cholerae. Front. Microbiol. 2013; 4: 375.
  18. Takemura A.F., Chien D.M., Polz M.F. Associations and dynamics of Vibrionaceae in the environment, from the genus to the population level. Front. Microbiol. [Электронный ресурс]. 2014; 5(38): URL: 10.3389/fmicb.2014.00038
  19. Robins W.P., Mekalanos J.J. Genomic science in understanding cholera outbreaks and evolution of Vibrio cholerae as a human pathogen. Curr. Top. Microbiol. Immunol. 2014; 379: 211-29.
  20. Dalia A.B., Lazinski D.W., Camilli A. Identification of a membrane-bound transcriptional regulator that links chitin and natural competence in Vibrio cholerae. M. Bio. [Электронный ресурс]. 2014; 5(1): e01028-13. URL: 10.1128/mBio.01028-13
  21. Lo Scrudato M., Borgeaud S., Blokesch M. Regulatory elements involved in the expression of competence genes in naturally transformable Vibrio cholerae. BMC Microbiol. 2014; 14(27): 1-13.
  22. Metzger L.C., Blokesch M. Composition of the DNA-uptake complex of Vibrio cholerae. Mob. Genet. Elements. 2014; 4(1): e28142.
  23. Sun Y., Bernardy E.E., Hammer B.K., Miyashiro T. Competence and natural transformation in vibrios. Mol. Microbiol. 2013; 89(4): 583-95.
  24. Safa A., Nair G.B., Kong R.Y. Evolution of new variants of Vibrio cholerae O1. Trends Microbiol. 2010; 18(1): 46-54
  25. Alam, M., Sultana M., Nair G.B., Siddique A.K., Hasan N.A., Sack R.B. et al. Viable but nonculturable Vibrio cholerae O1 in biofilms in the aquatic environment and their role in cholera transmission. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2007; 104(45): 17801-6.
  26. Seper A., Pressler K., Kariisa A., Haid A.G., Roier S., Leitner D.R. et al. Identification of genes induced in Vibrio cholerae in a dynamic biofilm system. Int. J. Med. Microbiol. 2014; 304(5-6): 749-63.
  27. Teschler J.K., Zamorano-Sánchez D., Utada A.S., Warner C.J., Wong G.C., Linington R.G., Yildiz F.H. Living in the matrix: assembly and control of Vibrio choleraе biofilms. Nat. Rev. Microbiol. 2015; 13(5): 255-68.
  28. Sultana M., Nusrin S., Hasan N.A., Sadique A., Ahmed K.U., Islam A. et al. Biofilms Comprise a Component of the Annual Cycle of Vibrio cholerae in the Bay of Bengal Estuary. MBio. 2018; 9(2): e00483-18.
  29. Fu, X., Liang W., Du P., Yan M., Kan B. Transcript changes in Vibrio cholerae in response to salt stress. Gut. Pathog. [Электронный ресурс]. 2014; 6(1): 47. URL: http://www.gutpathogens.com/content /6/1/47.
  30. Wu, B., Liang W., Kan B. Growth Phase, Oxygen, Temperature, and Starvation Affect the Development of Viable but Non-culturable State of Vibrio cholerae. Front Microbiol. [Электронный ресурс]. 2016; 7: 404. URL: http://doi.org/10.3389/fmicb.2016.00404
  31. Colwell R.R., Grimes D.J. Nonculturable microorganisms in the environment. Washington: ASM Press, 2000.
  32. Oliver J.D. Recent findings on the viable but nonculturable state in pathogenic bacteria. FEMS Microbiol. Rev. 2010; 34(4): 415-25.
  33. Islam M.T., Alam M., Boucher Y. Emergence, ecology and dispersal of the pandemic generating Vibrio cholerae lineage. Int Microbiol. 2017; 20(3): 106-15.
  34. Jubair M., Morris J.G.Jr., Ali A. Survival of Vibrio cholerae in nutrient-poor environments is associated with a novel “persister” phenotype. PLoS One. [Электронный ресурс]. 2012; 7(9): e45187. URL: 10.1371/journal.pone.0045187.
  35. Литвин В.Ю., Гинцбург А.Л., Марамович А.С. Стратегия адаптивной изменчивости холерных вибрионов в природных водоемах. Вестник РАМН. 2001; 11: 22-5.
  36. Марамович А.С., Пинигин А.Ф. Эндемичные очаги холеры в Африке. Журн. микробиол., эпидемиол. иммунобиол. 1995; Прил: 101-8.
  37. Faruqiue S.M., Islam M.J., Ahmad Q.S., Faruque A.S., Sack D.A., Nair G.B., Mekalanos J.J. Self-limiting nature of seasonal cholera epidemics: Role of host-mediated amplification of phage. Proc. Natl. Sci. USA. 2005; 102(17): 6119-24.
  38. Nelson E.J., Chowdhury A., Flynn J., Schild S., Bourassa L., Shao Y. et al. Transmission of Vibrio cholerae is antagonized by lytic phage and entry into the aquatic environment. PLoS Pathog. [Электронный ресурс]. 2008; 4: e1000187. URL: 10.1371/journal.ppat.1000187.
  39. Stine O.C., Morris J.G.Jr. Circulation and Transmission of Clones of Vibrio cholerae During Cholera Outbreaks. Curr. Top. Microbiol. Immunol. 2014; 379: 181-93.
  40. Faruque S.M., Chowdhury N., Kamruzzaman M., Dziejman M., Rahman M.H., Sack D.A. et al. Genetic diversity and virulence potential of environmental Vibrio cholerae population in a cholera-endemic area. Proc.Natl. Acad. Sci. USA. 2004; 101(7): 2123-8.
  41. Merrell D.S., Butler S.M., Qadri F., Dolganov N.A., Alam A., Cohen M.B. et al. Host-induced epidemic spread of the cholera bacterium. Nature. 2002; 417(6889): 642-5.
  42. Mandal S., Mandal M.D., Pal N.K.Cholera: a great global concern. Asian. Pac. J. Trop. Med. 2011; 4(7): 573-80.
  43. Piarroux R., Faucher B. Cholera epidemics in 2010: respective roles of environment, strain changes, and human-driven dissemination. Clin. Microbiol. Infect. 2012; 18(3): 231-8.
  44. Moore S., Thomson N., Mutreja A., Piarroux R. Widespread epidemic cholera caused by a restricted subset of Vibrio cholerae clones. Clin. Microbiol. Infect. 2014; 20(5): 373-79.
  45. Stine, O.C., Alam M., Tang L., Nair G.B., Siddique A.K., Faruque S.M. et al. Seasonal cholera from multiple small outbreaks, rural Bangladesh. Emerg. Infect. Dis. 2008; 14(5): 831-3.
  46. Jutla A., Jutla A., Whitcombe E., Hasan N., Haley B., Akanda A., Huq A. et al. Environmental Factors Influencing Epidemic Cholera. Am. J. Trop. Med. Hyg. 2013; 9(3): 597-607.
  47. Hasan N.A., Choi S.Y., Eppinger M., Clark P.W., Chen A., Alam M. et al. Genomic diversity of 2010 Haitian cholera outbreak strains. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2012; 109(29): 2010-7.
  48. Марамович А.С., Урбанович Л.Я., Миронова Л.В., Куликалова Е.С. Эволюция эпидемиологии холеры. Журн. микробиол., эпидемиол., иммунобиол. 2006; 6: 63-71.
  49. Онищенко Г.Г., Москвитина Э.А., Кругликов В.Д., Титова С.В., Адаменко О.Л., Водопьянов А.С., Водопьянов С.О. Эпидемиологический надзор за холерой в России в период седьмой пандемии. Вестник РАМН. 2015; 70(2): 249-56.
  50. Марамович А.С., Урбанович Л.Я., Куликалова Е.С., Шкаруба Т.Т. Роль и значение поверхностных водоемов в становлении и развитии VII пандемии холеры. Эпидемиол. и инфекц. бол. 2009; 2: 21-6.
  51. Онищенко Г.Г., Попова А.Ю., Кутырев В.В., Смирнова Н.И., Щербакова С.А., Москвитина Э.А., Титова С.В. Актуальные проблемы эпидемиологического надзора, лабораторной диагностики и профилактики холеры в Российской Федерации. Журн. микробиол., эпидемиол. иммунол. 2016; 1: 89-101.
  52. Смирнова Н.И., Заднова С.П., Шашкова А.В., Кутырев В.В. Вариабельность генома измененных вариантов Vibrio cholerae биовара Эль Тор, изолированных на территории России в современный период. Молекул. генетика. 2011; 3:11-8.
  53. Миронова Л.В., Балахонов С.В., Урбанович Л.Я., Половинкина В.С., Кожевникова А.С., Куликалова Е.С., Афанасьев М.В. Обнаружение «гибридных» штаммов Vibrio choleraе eltor при эпидемических осложнениях в Сибири и на Дальнем Востоке. Журн. микробиол., эпидемиол. и иммунобиол. 2011; 5: 12-8.
  54. Онищенко Г.Г., Марамович А.С., Голубинский Е.П., Маслов Д.В., Вершкова Т.И., Урбанович Л.Я. и др. Холера на Дальнем Востоке России. Сообщение 1. Эпидемиологическая характеристика вспышки холеры Эль Тор в г. Владивосток. Журн. микробиол., эпидемиол., иммунобиол. 2000; 5: 26-31.
  55. Онищенко Г.Г., Марамович А.С., Голубинский Е.П., Папиренко Е.В., Ганин В.С., Бурый В.Л. и др. Холера на Дальнем Востоке России. Сообщение 2. Эпидемиологическая характеристика вспышки холеры Эль Тор в г. Южно-Сахалинск. Журн. микробиол., эпидемиол., иммунобиол. 2000; 5: 31-5.
  56. Cholera, 1999. Wkly Epidemiol. Rec. 2000; 75(31): 249-56.
  57. Онищенко Г.Г., Москвитина Э.А., Кологоров А.И., Зыятдинов К.Ш., Морозов В.В., Пигалова Н.В. и др. Холера в Казани. Организация и проведение противохолерных мероприятий. Журн. микробиол., эпидемиол., иммунобиол. 2002; 2: 17-22.
  58. Онищенко Г.Г., Ломов Ю.М., Мишанькин Б.Н., Мазрухо Б.Л., Подосинникова Л.С., Кудрякова Т.А. и др. Характеристика холерных вибрионов Эль Тор, выделенных в г. Казань в 2001 г. Журн. микробиол., эпидемиол., иммунобиол. 2002; 2: 3-6.
  59. Онищенко Г.Г., Ломов Ю.М., Москвитина Э.А. Холера в Республике Дагестан Журн. микробиол., эпидемиол., иммунобиол. 1995; 2, прил.: 3-8.
  60. Онищенко Г.Г., Москвитина Э.А., Водопьянов А.С., Монахова Е.В., Писанов Р.В., Водопьянов С.О. и др. Ретроспективный молекулярно-эпидемиологический анализ эпидемии холеры в Республике Дагестан в 1994 г. Проблемы особо опасных инфекций. 2016;(4): 33-41.
  61. Ларионов Г.М. Методология изучения сапронозов. Матер. VII съезда Всерос. общ. эпидемиол., микробиол. и паразитол. 1997; 1: 78-9.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2018 Eco-vector


 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».