Исследование клещей выявило изменение миграционных путей и рисков заболеваний

За 15 лет изучения клещей Кит Клей из Университета Индианы обнаружил, что южная Индиана — оазис, свободный от болезни Лайма, самого известного заболевания, переносимого этими членистоногими, которые являются вторым по распространенности переносчиком паразитарных болезней на Земле.

Он также видит признаки того, что эта среда с низким риском меняется, как в Индиане, так и в других регионах США.

Профессор Клей получил на свои исследования клещей более $2.7 млн грантов от программы NSF-NIH "Экология и эволюция инфекционных заболеваний" и других.

Его лаборатория обнаружила относительно мало патогенов, вызывающих распространенные клещевые болезни, в клещах южной Индианы по сравнению с северо-востоком и штатами вроде Висконсина и Миннесоты.

Но болезнь Лайма была обнаружена всего в нескольких часах к северу от региона, и Клей говорит, что есть признаки проникновения в район новых видов клещей и, возможно, переносимых ими патогенов.

"За последние 10 лет мы видим значительные изменения. Раньше вы никогда не видели клещей-одиночек в Индиане; теперь они очень распространены. Через 10 лет мы, вероятно, увидим здесь и побережного клеща. Есть несколько теорий, почему это происходит, но главная — изменение климата".

Переносчик болезней

Выводы основаны на многолетней работе по картированию границ распространения клещей и рисков заболеваний, но точная причина смещения границ не ясна. Помимо изменения температур, Клей ссылается на изменения в популяциях животных, включая оленей, которые служат крупными мобильными хозяевами для паразитов.

Определение этих границ критически важно, поскольку клещи — важнейший переносчик инфекционных болезней в США. Помимо болезни Лайма, они ответственны за пятнистую лихорадку Скалистых гор, сыпную болезнь, связанную с южным клещом, и ряд других серьезных заболеваний. Другие состояния, такие как аллергия на мясо млекопитающих, вызванная укусами клеща-одиночки, возникают из-за иммунного ответа на белки в слюне клеща.

"Клещи играют ту же роль в умеренном климате, что и комары в тропиках. К счастью для нас, клещи не летают... хотя они могут путешествовать на птицах".

Сходство между клещами и комарами (главным переносчиком паразитарных болезней в мире) не ограничивается передачей патогенов при питании кровью хозяина. Их также связывает то, как взаимоотношения паразитов с другими, менее вредными микроорганизмами в их системах могут быть использованы для защиты людей от будущих инфекций.

Понимание микробиома

В статье, опубликованной в майском номере журнала Molecular Ecology, Эвелин Ринкевич, бывшая аспирантка лаборатории Клея, каталогизировала микробиом двух основных видов клещей южной Индианы — собачьего клеща и черноногого оленьего клеща — и крови белоногих хомячков, хозяев, с которых были собраны клещи.

Микробиом — это уникальное микробное сообщество, живущее внутри организма. Используя высокопроизводительное секвенирование генов, исследователи могут идентифицировать все бактерии, составляющие микробиом вида. Исследование Ринкевич выявило все основные патогены и симбионты (микроорганизмы, не вызывающие болезней) в теле клеща.

"Понимание микробиома клеща действительно закладывает основу для будущих исследований. Есть группы, которые прямо сейчас работают над внедрением симбионтов в микробиом комаров, чтобы блокировать или уменьшать количество патогенов в их системах, влияющих на людей. Однажды мы сможем сделать то же самое с клещами".

Другой пример — попытка предотвратить болезнь Шагаса, угрожающую жизни тропическую болезнь, поражающую миллионы людей во всем мире, путем генетической модификации кишечного симбионта в их насекомом-переносчике, "поцелуйном клопе", который подавляет эффект паразита, вызывающего болезнь.

Естественная близость вредных патогенов и безвредных симбионтов в системе клеща также может породить новые опасности для людей, поэтому важно понимать весь спектр микроорганизмов в их системах.

"Симбионты, которые передаются от матери при откладывании яиц, обычно находятся в яичниках или кишечнике, в то время как патогены, передающиеся во время кормления, находятся в слюнных железах. Но в некоторых других наших исследованиях мы обнаружили симбионты в слюнных железах клещей, а это значит, что они потенциально могут передаваться через укусы.

Всякий раз, когда вы вводите новый микроорганизм в новую систему, такую как человек, у вас есть потенциал для создания новых патогенов, даже если они ранее считались безвредными, в зависимости от адаптивности".

Необходимость лучшей диагностики

Клей также говорит, что нужны лучшие инструменты для диагностики клещевых болезней у людей, поскольку те, что используют врачи сейчас, плохи по сравнению с анализами, проводимыми в биологических лабораториях.

"Медицинская сфера не очень хорошо справляется с клещевыми болезнями в некоторых отношениях, потому что диагностические тесты не очень точны. Клещ-одиночка, например, переносит патоген, тесно связанный с болезнью Лайма. Это не болезнь Лайма, но есть хороший шанс, что наши текущие тесты дадут на него положительный результат".

Он говорит, что такие диагностические ошибки, вероятно, ответственны за большинство случаев болезни Лайма, зарегистрированных в южной Индиане, поскольку исследования его лаборатории не обнаружили доказательств присутствия Borellia burgdorferi, бактерии, ответственной за болезнь, в клещах, пойманных в их исследованиях.

К счастью, добавляет Клей, стандартное лечение укусов клещей антибиотиками эффективно против большинства клещевых бактериальных заболеваний, если поймать их достаточно рано, независимо от точного диагноза. Но отсутствие более точных тестов затрудняет отслеживание клещевых болезней по регионам и оценку их реального риска для людей.

Охота на клещей

Для исследований ученые IU выходят в естественную среду, потому что клещей трудно содержать в лаборатории.

Чтобы поймать клещей, члены лаборатории Клея используют один из трех методов: "прочесывание", отлов и выпуск мелких млекопитающих и ловушки с углекислым газом.

Первый метод предполагает протаскивание большого белого тканевого полотна по земле, обманывая клеща, который хватается за ткань, думая, что мимо проходит животное. Белые полотна предпочтительнее, потому что темные клещи хорошо видны на материале.

Другой метод, использованный для исследования Ринкевич, включал гуманный отлов мелких животных, таких как мыши, на которых обычно питаются клещи. Клещи собираются с животных-хозяев, которые затем метятся и выпускаются. В течение нескольких недель ученые обычно собирают несколько клещей с одного и того же животного, причем с одной мыши может быть собрано до 40–50 клещей. Сбор клещей для исследования Ринкевич проходил в двух местах в пределах 10 миль от Блумингтона, Индиана.

Третий метод, ловушка с углекислым газом, предполагает размещение сухого льда там, где клещи обычны. Клещи используют свою чувствительность к CO₂ для обнаружения животных-хозяев, поэтому они стекаются к сухому льду, где ученые затем их собирают.

Исследователи IU также посещают пункты проверки добычи оленей во время охотничьего сезона, поскольку олени являются хозяевами для больших популяций паразитов.

Защита от клещей

Апрель и май — обычно худшие месяцы для клещей-одиночек и собачьих клещей, в то время как черноногие оленьи клещи более распространены осенью. Клей и его коллеги принимают все возможные меры предосторожности, чтобы защитить себя от укусов. Это включает ношение резиновых сапог до колен, заправку брюк в носки, ношение светлой одежды и использование инсектицидных спреев. Клещи не прыгают, поэтому они обычно сначала прикрепляются к ногам человека, а затем могут переползти на другие части тела.

Ученые IU также советуют не заходить незащищенными в районы, где распространены клещи, такие как травянистые, заросшие кустарником участки или открытые леса. Туристы могут избежать контакта, придерживаясь центра тропы, где нет травы и другой растительности. Садоводы обычно не подвергаются риску, если только они не работают в более сельских, заросших кустарником районах.

Люди, гуляющие в лесу с собаками, должны проявлять особую осторожность, добавил Клей, поскольку домашние животные склонны уводить хозяев с проторенной тропы, и клещей труднее увидеть в шерсти питомцев. И собаки, и кошки также должны обрабатываться от клещей.

Если человек находит клеща на своем теле, его следует немедленно удалить. Клей рекомендует использовать "щипцы для клещей" из местного магазина товаров для активного отдыха или обычный пинцет, крепко захватив клеща в том месте, где его ротовые части встроены в кожу. Чтобы удалить клеща, потяните прямо вверх перпендикулярно коже с медленным постоянным усилием, пока клещ не отцепится, затем очистите место спиртом и нанесите антибиотическую мазь. Не сжимайте слишком сильно, так как вы хотите избежать раздавливания клеща до его удаления.

Самое важное правило безопасности при работе с клещами, по его словам, — бдительность. Всегда проверяйте заднюю часть ног и другие области, которые вы не можете легко увидеть, и никогда не садитесь в машину, не проверив наличие клещей.

"К счастью, передача патогенов клещами занимает некоторое время. Они остаются прикрепленными несколько дней, но если вы снимаете их сразу, ваши шансы подхватить что-то очень низки", — добавила Ринкевич.