Миграция формирует закономерности передачи заболеваний

Дальние миграции животных могут вызывать рецидивы дремлющих инфекций, влияя на время и место пиков риска заражения. Это показало новое исследование в Proceedings of the Royal Society B. Рецидив может как увеличивать, так и уменьшать уровень инфекции у мигрирующих видов — в зависимости от летальности болезни и того, где в пределах миграционного ареала возможна её передача. Поскольку мигрирующие животные часто переносят болезни, способные передаваться людям, понимание роли миграционного рецидива важно для общественного здравоохранения.

Миграция потенциально влияет на передачу инфекций несколькими путями. Она может увеличивать экспозицию хозяев к большему числу патогенов. Однако, поскольку дальнее перемещение энергетически затратно, миграция может оказывать «отбраковывающий» эффект на заражённых особей, снижая риск инфекции.

«Инфекция несёт затраты. Если вы попробуете пробежать марафон, болея гриппом, это будет очень тяжело. То же самое с заражёнными животными. Поскольку инфицированные животные с меньшей вероятностью переживут миграцию, мы прогнозируем, что миграция должна снижать долю заражённой популяции», — говорит старший автор статьи Ричард Холл из Университета Джорджии.

Но это верно не для всех инфекций.

«При некоторых инфекциях, включая птичью малярию и бактерии, вызывающие болезнь Лайма у людей, животное не очищается полностью от патогена. Инфекция переходит в дремлющее состояние, пока стрессовое событие, такое как миграция, не вызывает её реактивацию. В этом случае рецидив может компенсировать гибель заражённых животных во время миграции и привести к увеличению числа инфицированных особей в течение года», — поясняет Холл.

Изучение закономерностей

Чтобы лучше понять феномен миграционного рецидива, Холл и его коллеги Дэниел Бекер и Эллен Кеттерсон из Университета Индианы разработали математическую модель для изучения закономерностей рецидивирующих инфекций у мигрирующих животных и их влияния на пространственно-временное распределение риска.

Их модель описывает годовой цикл мигрирующего животного, включая сезон размножения, миграции и зимовки. Она показывает, что для более доброкачественных патогенов, которые обычно не убивают хозяина, рецидив может усиливать инфекцию в течение года и играть ключевую роль в поддержании этих патогенов в популяциях мигрантов. Однако для более летальных и легко передающихся патогенов миграционный рецидив может иметь противоположный эффект, снижая уровень инфекции в годовом цикле за счёт отбраковки заражённых хозяев во время путешествия.

Модель была разработана на основе данных о темноглазом юнко — североамериканской перелётной певчей птице, — но её структура применима к другим мигрирующим видам птиц и летучих мышей, являющихся носителями рецидивирующих патогенов. Ожидается, что сходные закономерности пика риска заражения в начале или конце миграции проявятся у любых животных, у которых подготовка к миграции или её завершение вызывают рецидив у многих латентно инфицированных особей.

«Большинство других математических моделей динамики инфекций у мигрантов не включают феномен рецидива. Без него инфекция обычно достигает пика в местах, где животные проводят больше всего времени вместе — на местах размножения или зимовки. Однако рецидив может привести к тому, что больше животных будут активно заразны во время миграции, потенциально подвергая риску другие виды, включая людей», — говорит ведущий автор Дэниел Бекер.

Исследователи также учли фактор изменения окружающей среды, которое уже изменило паттерны миграции.

«Многие миграции животных сокращаются, а некоторые виды вообще отказываются от миграции. Поэтому нам важно изучить, как миграция влияет на паразитизм, и что происходит с картиной инфекций по мере исчезновения миграций», — отмечает Холл.

Результаты моделирования показывают, что в некоторых случаях переход от миграционного поведения к оседлому может привести к снижению уровня инфекций, поскольку отсутствие миграции предотвращает реактивацию латентных инфекций. Однако для более смертоносных патогенов верно обратное: без энергетических затрат на миграцию заражённые животные с меньшей вероятностью погибнут от инфекции и могут вызвать больше случаев передачи.

Защита общественного здоровья

Холл подчёркивает необходимость эпиднадзора как для сохранения популяций перелётных птиц, так и для защиты общественного здоровья.

«Одна из мотиваций этого исследования — то, что мигранты всё чаще делят среду обитания с домашними животными и людьми, где они могут столкнуться с новыми патогенами, способными усугубить их сокращение. Или же они могут переносить на большие расстояния болезни, представляющие опасность для общественного здравоохранения. Это исследование подчёркивает, что эпиднадзор за потенциально зоонозными заболеваниями вдоль миграционных маршрутов, а не только в районах размножения или зимовки, крайне важен», — заключает он.