Исследование, проведенное исследователями из Калифорнийского университета в Санта-Крузе, показало, что засуха резко увеличивает тяжесть эпидемий вируса Западного Нила в Соединенных Штатах, хотя население, пострадавшее от крупных вспышек, приобретает иммунитет, который ограничивает масштабы последующих эпидемий.
В исследовании, опубликованном 8 февраля в Proceedings of the Royal Society B, приняли участие исследователи из Калифорнийского университета в Санта-Круз, Стэнфордского университета и Департамента здравоохранения штата Нью-Йорк. Они проанализировали данные о заражении людей вирусом Западного Нила за 15 лет со всех концов Соединенных Штатов и обнаружили, что эпидемии были намного больше в засушливые годы и в регионах, где в прошлом не было крупных эпидемий.
«Мы обнаружили, что засуха была доминирующей переменной погоды, коррелирующей с размером эпидемий вируса Западного Нила», - сказала первый автор Сара Полл, которая возглавляла исследование в качестве постдокторского исследователя в Калифорнийском университете в Санта-Круз и сейчас находится в Национальный центр атмосферных исследований.
Вирус Западного Нила был завезен в Северную Америку в 1999 году и с тех пор вызывает ежегодные эпидемии каждое лето. Однако интенсивность этих эпидемий сильно различалась. В некоторые годы в стране было всего несколько сотен тяжелых случаев заболевания людей, тогда как в каждый из трех лет (2002, 2003 и 2012) примерно 3000 человек страдали мозговым менингитом или энцефалитом и почти 300 человек умерли. Различия на уровне штатов были еще выше: ежегодное число случаев варьировалось в среднем в 50 раз от года к году. Причины этих огромных вариаций были неизвестны, и это побудило ученых из Центров по контролю и профилактике заболеваний предположить, что предсказывать масштабы будущих эпидемий либо сложно, либо невозможно..
В новом исследовании Пол и Марм Килпатрик, адъюнкт-профессор экологии и эволюционной биологии Калифорнийского университета в Санта-Круз, проанализировали закономерности числа тяжелых инфекций, вызванных вирусом Западного Нила, каждый год в каждом штате и на национальном уровне. Они изучили ряд погодных переменных, включая летнюю температуру, осадки, суровость зимы и засуху. Они также проверили давнюю гипотезу о том, что болезнь имеет волнообразный характер, вызывая крупные вспышки в первый год и несколько случаев впоследствии из-за накопления иммунитета в популяциях птиц, которые являются основными хозяевами вируса.
«Мы обнаружили убедительные доказательства того, что в некоторых регионах распространение вируса Западного Нила действительно было волнообразным, с большими вспышками, за которыми следовало меньше случаев», - сказал Полл.«Однако наши анализы показали, что человеческий иммунитет, а не только иммунитет птиц, сыграл большую роль в снижении заболеваемости людей за счет сокращения числа людей, восприимчивых к этой болезни».
Килпатрик сказал, что связь с засухой была неожиданной. В сотрудничестве с доктором Лаурой Крамер из Департамента здравоохранения штата Нью-Йорк его лаборатория разработала очень тщательный метод картирования влияния температуры на биологию как вируса, так и трех разных комаров, которые наиболее важны для передачи вируса..
«Мы думали, что эпидемии будут совпадать с самыми идеальными температурами для передачи», - сказал Килпатрик. «Вместо этого мы обнаружили, что серьезность засухи была гораздо более важной в национальном масштабе, и засуха, по-видимому, также была ключевым фактором в большинстве отдельных штатов».
Пока не ясно, как засуха увеличивает передачу вируса, сказал он. Данные из Колорадо показывают, что засуха увеличивает долю комаров, инфицированных вирусом Западного Нила, но не численность комаров. Засуха может повлиять на передачу инфекции от комаров к птицам, вызывая стресс у птиц или меняя места их скопления.
С помощью климатологов Дэна Хортона и Ноя Диффенбо из Стэнфордского университета Полл использовал связи между засухой, иммунитетом и вирусом Западного Нила, чтобы спрогнозировать влияние изменения климата на будущие эпидемии. Прогнозируется, что в течение следующих трех десятилетий засуха усилится во многих регионах США из-за повышения температуры, несмотря на увеличение количества осадков в некоторых из тех же районов.
Модельные прогнозы показали, что усиление засухи может удвоить масштабы будущих эпидемий вируса Западного Нила, но вспышки будут ограничены регионами, в которых еще не зарегистрировано большое количество случаев заболевания. Эти результаты дают инструмент, который помогает направлять усилия общественного здравоохранения в регионы, где в будущем могут возникнуть эпидемии.