КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ


Номер 19-75-20088

НазваниеСоздание опирающейся на данные дистанционного зондирования Земли методологии анализа и прогнозирования влияния климатических и экологических факторов на заболеваемость природно-очаговыми инфекциями

РуководительМалеев Виктор Васильевич, Доктор медицинских наук

Организация финансирования, регион Федеральное бюджетное учреждение науки "Центральный научно-исследовательский институт эпидемиологии" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, г Москва

Период выполнения при поддержке РНФ 2019 г. - 2022 г. 

Конкурс№31 - Конкурс 2019 года по мероприятию «Проведение исследований на базе существующей научной инфраструктуры мирового уровня» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными.

Объект инфраструктуры Центр коллективного пользования системами архивации, обработки и анализа данных спутниковых наблюдений Института космических исследований Российской академии наук для решения задач изучения и мониторинга окружающей среды.

Область знания, основной код классификатора 05 - Фундаментальные исследования для медицины, 05-311 - Эпидемиология

Ключевые словаприродно-очаговые инфекции; дистанционное зондирование Земли из космоса; климатические изменения; погодные условия; экологические факторы; анализ и прогнозирование заболеваемости; математическое моделирование

Код ГРНТИ76.33.43


СтатусЗакрыт досрочно


 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ


Аннотация
Проблема и современное состояние ее исследований: природно-очаговые инфекции (ПОИ), возбудители которых циркулируют в природных биоценозах среди позвоночных и членистоногих хозяев и переносчиков, но могут вызывать тяжелые заболевания людей, представляют серьезную угрозу здоровью населения РФ и всего мира. Ежегодно в РФ регистрируется не менее 20000 случаев ПОИ и 100 смертей от них; экономический ущерб от ПОИ превышает 2 млрд. руб. в год. Согласно исследованиям последних лет, глобальные изменения климата способствуют увеличению нозоареала и повышению заболеваемости ПОИ, в том числе и новыми для России инфекциями. Характер эпидемического процесса при ПОИ предполагает его зависимость, в краткосрочном масштабе, от погодных условий и текущего состояния экосистем и, в долгосрочном масштабе, от климатических изменений и эволюции экосистем. Однако тип и степень влияния климато-экологических факторов на заболеваемость ПОИ в России не изучена. С технологической стороны наиболее информативным и надежным источником данных о значениях климато-экологических показателей на территории РФ являются данные дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) из космоса. Именно ДЗЗ является специализацией выбранного для сотрудничества по проекту Объекта инфраструктуры – ЦКП «ИКИ-мониторинг». Однако, несмотря на многолетний опыт и успешные результаты применения ДЗЗ в экологических исследованиях и технологических разработках, проводимых Институтом космических исследований (ИКИ) РАН, в медицинских целях метод ДЗЗ в России использовался фрагментарно. В мировой науке это направление также находится на начальном этапе, но в последние годы активно развивается. Поэтому тематика предлагаемого проекта представляется чрезвычайно своевременной и актуальной. Цель исследования: С опорой на данные ДЗЗ провести анализ влияния климатических изменений, погодных условий и экологических факторов на заболеваемость природно-очаговыми инфекциями в Российской Федерации; построить и испытать математические модели, позволяющие прогнозировать изменения заболеваемости. Объект исследования: Заболеваемость клещевым вирусным энцефалитом (КВЭ), иксодовыми клещевыми боррелиозами (ИКБ), крымской геморрагической лихорадкой (КГЛ), астраханской риккетсиозной лихорадкой (АРЛ), лихорадкой Западного Нила (ЛЗН) и геморрагической лихорадкой с почечным синдромом (ГЛПС) в Российской Федерации в 2005-2022 гг. Данные инфекции (за исключением ГЛПС) являются трансмиссивными (Vector-borne), то есть человек заражается в результате контакта с членистоногим переносчиком (клещом или комаром). Это обуславливает зависимость заболеваемости подобными ПОИ от климатических и экологических факторов, но закономерности этой зависимости недостаточно ясны. Для ГЛПС (источник инфекции – грызуны) также показана зависимость от климатических и экологических факторов. Информационный ресурс: Созданный в ИКИ РАН уникальный спутниковый сервис «Вега», позволяющий как проводить оперативный мониторинг состояния различных экосистем в северной Евразии, так и работать с почти 20-летними архивами спутниковых данных по северной Евразии, включая всю территории РФ. К принципиальным преимуществам сервиса относятся автоматизация всего комплекса операций по доступу, хранению и представлению спутниковых данных и результатов их тематической обработки, и возможность работы с широким перечнем спутниковых систем AVHRR NOAA, MODIS Terra/Aqua, Landsat 8, Sentinel 2, Landsat-5,7 ETM+ и др. (см. сайт ОИ ЦКП «ИКИ-мониторинг», в частности, http://monitoring.geosmis.ru/default.aspx?page=6). Методы исследования: эпидемиологические (сбор и анализ информации о заболеваемости ПОИ); информационные (сбор, обработка и анализ данных ДЗЗ), статистические (корреляционный и регрессионный анализ, построение «деревьев решений», метод главных компонент и другие методы классификации в программе PASW Statistics SPSS, кластерный анализ, непрерывная последовательная статистическая процедура распознавания, метод максимальной энтропии MaxEnt); «машинное обучение»; математическое моделирование. Планируется применение современных интернет-технологий для интеграции данных и результатов моделирования и прогнозирования в среду разрабатываемого сервиса «Вега-Эпидемиолог» и представления их в табличном, графическом и картографическом виде. Методологические особенности исследования: особое внимание к гетерогенности эпидемической обстановки и климато-экологических условий на территории РФ и существенным различиям эпидемических процессов, присущих распространению шести ПОИ. Индивидуализированный принцип анализа и моделирования – для каждого региона и каждой инфекции по отдельности. Новизна: планируемое исследование не имеет аналогов в РФ и в современных зарубежных публикациях.

Ожидаемые результаты
Ожидаемые результаты: 1. Создание структурированных баз данных по показателям заболеваемости КВЭ, ИКБ, КГЛ, ЛЗН, АРЛ и ГЛПС в субъектах РФ в 2005-2022 гг., адаптированных для построения прогнозных моделей. 2. Создание структурированных баз данных по показателям заболеваемости КВЭ и ИКБ в административно-территориальных единицах Свердловской области, КГЛ в Ставропольском крае, АРЛ и КГЛ в Астраханской области, адаптированных для построения прогнозных моделей. 3. Внедрение этих данных о заболеваемости в среду сервиса «Вега», позволяющего картографическое представление и анализ данных; создание с этой целью нового функционального раздела сервиса - «Вега-Эпидемиолог». 4. Формирование, путем экспорта из базы данных, лежащей в основе сервиса «Вега», специализированной базы данных, содержащей значения широкого комплекса погодных показателей и экологических характеристик в субъектах РФ и в административно-территориальных единицах Ставропольского края, Свердловской и Астраханской областей. 5. Выяснение, с помощью современных методов статистического анализа, характера связи заболеваемости КВЭ, ИКБ, КГЛ, ЛЗН, АРЛ и ГЛПС с погодными показателями и экологическими характеристиками; выявление «ключевых», статистически значимых факторов и связей. 6. Построение «объясняющих» и «прогностических» моделей, позволяющих предсказывать изменения заболеваемости ПОИ на основе значений климато-экологических показателей, наблюдаемых в регионе в определенный промежуток времени. «Объясняющие» модели учитывают значения погодных и климатических параметров как в «эпидемический период» (то есть в сезон, когда регистрируется 90-95% случаев заболевания конкретной ПОИ), так и в год или годы, предшествующие «эпидемическому периоду». «Прогностические» модели предполагают использование значений погодных и климатических параметров исключительно до начала «эпидемического периода», то есть, предназначены для реального прогноза эпидемической обстановки, который должен использоваться и в практических целях. 7. Внедрение наиболее эффективных моделей в среду сервиса «Вега-Эпидемиолог» с целью картографического представления результатов моделирования и прогноза заболеваемости ПОИ на основе климато-экологических данных, получаемых методом ДЗЗ в текущем году. 8. Разработка «дружественного» интерфейса сервиса «Вега-Эпидемиолог», позволяющего использовать его функциональные возможности без специального обучения. Запланированные результаты характеризуются масштабностью (охват всей территории РФ, анализ заболеваемости шестью наиболее актуальными для РФ ПОИ) и комплексностью (учет и анализ широкого набора климатических, погодных и экологических показателей), базируются на применении информационных технологий последнего поколения. В этом смысле они отличаются новизной и превосходят мировой уровень исследований (по состоянию на конец 2018 г.), и, как ожидается, будут превосходить его и к концу 2022 г. Практическое использование в социальной сфере и в реальном секторе экономики: результаты данного поискового научного проекта послужат основой для проведения опытно-конструкторских работ, направленных на создание системы он-лайн мониторинга, экспресс-анализа и прогнозирования заболеваемости ПОИ в целях оперативного реагирования на изменения эпидемической обстановки, климатических и экологических факторов в регионах и целевого своевременного проведения профилактических и противоэпидемических мероприятий.


 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ


Аннотация результатов, полученных в 2019 году
Цель исследования - с опорой на данные дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) из космоса провести анализ влияния климатических изменений, погодных условий и экологических факторов на заболеваемость природно-очаговыми инфекциями (ПОИ) в Российской Федерации; построить и испытать математические модели, позволяющие прогнозировать изменения заболеваемости. Объект исследования: заболеваемость клещевым вирусным энцефалитом (КВЭ), иксодовыми клещевыми боррелиозами (ИКБ), крымской геморрагической лихорадкой (КГЛ), астраханской риккетсиозной лихорадкой (АРЛ), лихорадкой Западного Нила (ЛЗН) и геморрагической лихорадкой с почечным синдромом (ГЛПС) в РФ в 2005-2022 гг. Работы в отчетном году (2019) велись в полном соответствии с Соглашением о предоставлении гранта. Первый год работы по проекту был посвящен в основном закладыванию фундамента исследований в 2020-2022 гг. 1. Базы, содержащие данные по показателям заболеваемости КВЭ, ИКБ, КГЛ, АРЛ, ЛЗН в 2005-2012 гг., дополнены аналогичными данными за 2013-2018 гг. Создана база с данными по показателям заболеваемости ГЛПС в 2005-2018 гг. в субъектах РФ. Каждая из шести баз включает следующие показатели за каждый из 14 лет регистрации: общая заболеваемость (абсолютное число случаев болезни и относительная заболеваемость на 100 тыс. населения), заболеваемость детей до 17 лет включительно и заболеваемость взрослых, заболеваемость сельского населения и заболеваемость городского населения, а также смертность в тех же группах учета. На основании этих баз создано шесть других баз, отражающих не величины заболеваемости, а знак и степень ее изменения из года в год. В них «изменение эпидемической ситуации (заболеваемости)» в субъекте РФ в 2005-2018 гг. описывается массивом из 14 чисел: 13 чисел отражают направление изменения заболеваемости при сравнении двух последовательных годов: 1 – отсутствие заболеваемости два года подряд; 3 – стабильная заболеваемость (рост или падение менее чем на 15% от среднегодовой заболеваемости за весь период); 2 и 4 – падение или подъем заболеваемости , соответственно; 5 – резкий подъем заболеваемости на величину более чем 100% от среднегодовой). 2. Работы по п.2 запланированы на 2020-2022 гг. 3. Данные, упомянутые в п.1.5.1, перенесены в среду сервиса «Вега-Эпидемиолог», действующего на базе ОИ ЦКП «ИКИ-мониторинг» и позволяющего картографическое представление и анализ данных. 4. Создана de novo база данных по заболеваемости КВЭ и ИКБ в Свердловской области в 2001-2018 гг., содержащая комплекс индивидуальных (анонимизированных) эпидемиологических данных (18 показателей) о каждом из десяти тысяч пациентов, переболевших этими инфекциями. 5. На основе базы данных, упомянутой в п.4, создана база данных, содержащая агрегированные (по административно-территориальным единицам и по месяцам года) показатели заболеваемости КВЭ и ИКБ в Свердловской области в 2001-2018 гг. 6. Из базы данных по заболеваемости КГЛ, ведущейся в Ставропольском НИПЧИ, извлечены эпидемиологические данные в формате проекта (30 показателей) о каждом из 564 пациентов, переболевших КГЛ в Ставропольском крае в 2005-2018 гг. 7. На основе базы данных, упомянутой в п.6, создана база данных, содержащая агрегированные (по административно-территориальным единицам и по месяцам года) показатели заболеваемости КГЛ в Ставропольском крае в 2005-2018 гг. 8. Данные, упомянутые в п.5 и п.7, внедрены в среду сервиса «Вега-Эпидемиолог», действующего на базе ОИ ЦКП «ИКИ-мониторинг». 9. Из баз данных, ведущихся ОИ ЦКП «ИКИ-мониторинг», экспортированы 23 типа данных о погодных показателях и экологических характеристиках, в том числе о предусмотренных в п.1.1 средней дневной температуре воздуха, влажности, количестве осадков, нормализованном разностном вегетационном индексе NDVI. Значения показателей выведены усредненными по субъекту РФ или административно-территориальной единице области (для сопоставления с эпидемиологической информацией, упомянутой в п. 8). Экспортированы значения показателей, средние за месяц и за неделю, с 2001 по 2018 г. С этой целью создан дополнительный функционал сервиса «Вега» и ОИ ЦКП «ИКИ-мониторинг», позволяющий производить экспорт в требуемой для дальнейшего анализа форме. Для анализа взаимосвязей в них перенесены данные по заболеваемости шестью ПОИ в тех же субъектах РФ в 2005-2018 гг. и по направлению и степени изменения заболеваемости. Все вышеупомянутые базы импортируются в программный пакет SPSS 19, а также внедряются в среду свободного программного продукта PhyloViz. Базы данных со среднемесячными и средне-недельными значениями метеорологических и экологических параметров в административных районах Ставропольского края и Свердловской области в 2001-2018 гг. организованы аналогично «метеорологическим базам» по субъектам РФ. В настоящий момент для анализа используются только 5 баз со среднемесячными значениями пяти основных показателей (в соответствии с планом на 2019 г.) 10. Начат статистический анализ информации (см. выше) о заболеваемости КВЭ, ИКБ, КГЛ, АРЛ, ЛЗН и ГЛПС с целью либо выявления «кластеров заболеваемости» - смежных областей, в которых заболеваемость меняется достаточно синхронизировано по годам и близка по величине, либо доказательства отсутствия подобных кластеров. Для описания и анализа временных и пространственных изменений заболеваемости в отдельных областях и в их «кластерах» использованы три метода классификации открытого программного продукта PHYLOVIZ и статистический анализ в программе PASW Statistics SPSS, картографический анализ в среде сервиса «Вега». Для ИКБ выделено 3 явных «эпидемических кластеров» (Костромская и Вологодская области, Тюменская и Томская области, Новосибирская и Кемеровская области), для КВЭ - 4 кластера (Пермский край и республика Башкортостан, Тюменская и Курганская области, Свердловская и Челябинская области, Иркутская и Кемеровская области). Обращает на себя внимание, что кластеризации по заболеваемости КВЭ и ИКБ не совпадают, хотя обе инфекции переносятся одними и теми же видами иксодовых клещей. Для ЛЗН выделены «южный» кластер (Астраханская, Волгоградская и Ростовская области) и «центральный» кластер (Белгородская, Воронежская, Калужская и Липецкая области). Для КГЛ выявлены «основной» кластер (Ставропольский край и Калмыкия) и «дополнительный» кластер (Астраханская и Волгоградская области), для ГЛПС «западнорусский» (Смоленская и Тверская области) и два «восточноевропейских» кластера. 11. Начат статистический анализ связи заболеваемости КВЭ и ИКБ на уровне субъектов РФ (см. пункты 3 и 8) и погодных показателей и экологических характеристик (см. пункт 9) с целью выявления «ключевых», статистически значимых факторов и связей; построение «объясняющих» и «прогностических» моделей заболеваемости. 12. Начат статистический анализ связи заболеваемости КВЭ и ИКБ на уровне административно-территориальных единиц Свердловской области (см. пункты 3 и 5) и погодных показателей и экологических характеристик (см. пункт 9) с целью выявления «ключевых», статистически значимых факторов и связей; начато построение «объясняющих» и «прогностических» моделей изменения заболеваемости. 13. Начат статистический анализ связи заболеваемости КГЛ на уровне административно-территориальных единиц Ставропольского края (см. пункты 3 и 7) и погодных показателей и экологических характеристик (см. пункт 9) с целью выявления «ключевых», статистически значимых факторов и связей. Строятся «объясняющие» и «прогностические» модели изменения заболеваемости. Примененные в 2019 г. методики для решения задач 11-13: корреляционный и регрессионный анализ, метод «дерева решений» и другие методы классификации в программе PASW Statistics SPSS, эпидемиологический анализ. Также в 2019 г. были начаты сверхплановые работы, точнее говоря, работы, запланированные на 2020-2021 гг., а именно: 19. Начат статистический анализ связи заболеваемости КГЛ, АРЛ, ЛЗН и ГЛПС на уровне субъектов РФ (см. пункты 3 и 8) и погодных показателей и экологических характеристик (см. пункт 9) с целью выявления «ключевых», статистически значимых факторов и связей. 30. Из баз данных, ведущихся ОИ ЦКП «ИКИ-мониторинг», экспортированы дополнительные данные о погодных показателях и экологических характеристиках (высота снежного покрова, температура почвы, атмосферное давление, величины NDVI для различных типов растительности и др.). С этой целью создан дополнительный функционал сервиса «Вега». Контролируемым показателем реализации проекта являются показатель публикационной активности. В соответствующем пункте Соглашения отмечалось «С целью обнародования результатов планируется опубликование в российских реферируемых журналах четырех статей по теме проекта и представление в международный реферируемый журнал, индексируемый в базе данных «Сеть науки», рукописи как минимум одной статьи». На момент сдачи отчета опубликованы (или приняты к печати) три статьи в российских реферируемых журналах, в том числе две статьи в журнале, индексируемом в Скопус (№ 3 и 4 в списке п. 1.7). Также опубликованы (или приняты к печати) семь статей в сборниках трудов российских научных конференций (№ 1, 6-11 в списке п. 1.7) и одни тезисы в сборнике материалов международной научной конференции (№ 5). Таким образом, обязательства по количеству публикаций в 2019 г. по проекту членов научного коллектива в рецензируемых российских и зарубежных научных изданиях, индексируемых в базах данных Web of Science Core Collection или Scopus перевыполнены, равно как и планы по публикациям, индексируемым в РИНЦ. Тематика публикаций - заболеваемость ИКБ, КГЛ, ГЛПС, АРЛ и КВЭ в России и факторы, ее определяющие. Итак, по итогам 2019 г. как и было определено в Соглашении, полностью выполнены задачи 1 и 4-9 и начато выполнение задач 3 и 10-13, работа над которыми будет продолжена в 2020 г.; сверх плана начато выполнение задач 19 и 30. Все запланированные в отчетном году научные результаты достигнуты как с технической, так и с содержательной стороны.

 

Публикации

1. Зайцева О.А., Прислегина Д.А., Дубянский В.М., Платонов А.Е., Котенев Е.С., Волынкина А.С. и др. Случаи микст-инфицирования возбудителями Лайм-боррелиоза, Крымской геморрагической лихорадки и гранулоцитарного анаплазмоза человека в Ставропольском крае. Здоровье населения и среда обитания: материалы научно-практической конференции "23-я Неделя медицины Ставрополья". - Ставрополь. Параграф.184 с., стр. 124-128 (год публикации - 2019)

2. Зайцева О.А., Прислегина Д.А., Дубянский В.М., Платонов А.Е., Малецкая О.В., Куличенко А.Н. Современная эпидемиологическая ситуация по иксодовому клещевому боррелиозу в Ставропольском крае (2016-2018 годы). Актуальные вопросы изучения особо опасных и природно-очаговых болезней. - Новосибирск : Типография Продвижение, С. 206-211. (год публикации - 2019)

3. Малецкая О.В., Прислегина Д.А., Таран Т.В., Платонов А.Е., Дубянский В.М., Волынкина А.С., Василенко Н.Ф., Цапко Н.В. Природно-очаговые вирусные лихорадки на юге европейской части России. Лихорадка Западного Нила Проблемы особо опасных инфекций, - (год публикации - 2019)

4. Малецкая О.В., Таран Т.В., Прислегина Д.А., Платонов А.Е., Дубянский В.М., Волынкина А.С., Василенко Н.Ф., Цапко Н.В. Природно-очаговые вирусные лихорадки на юге европейской части России. Геморрагическая лихорадка с почечным синдромом. Проблемы особо опасных инфекций, - (год публикации - 2019)

5. Платонов А.Е., Толпин В.А., Дубянский В.М., Уваров И.А., Титков А.В., Колясникова Н.М., Платонова О.В., Лупян Е.А., Малеев В.В. Связь климатических и экологических условий с заболеваемостью природно-очаговыми инфекциями: взгляд из космоса. Актуальные вопросы изучения особо опасных и природно-очаговых болезней. - Новосибирск : Типография Продвижение, 2019., С. 227-236. (год публикации - 2019)

6. Прислегина Д.А., Василенко Н.Ф., Платонов А.Е. Современная эпидемиологическая ситуация по геморрагической лихорадке с почечным синдромом на юге Российской Федерации (2014-2018 гг.). Современные проблемы эпидемиологии, микробиологии и гигиены. Материалы XI научно-практической конференции молодых ученых и специалистов Роспотребнадзора (Уфа, 2-4 октября 2019 г.) - Уфа, Башк. энцикл. - 520 стр., С. 125-129 (год публикации - 2019)

7. Прислегина Д.А., Василенко Н.Ф., Платонов А.Е. Эпидемиологическая ситуация по клещевым трансмиссивным инфекциям на юге Российской Федерации в 2018 г. Современные проблемы эпидемиологии, микробиологии и гигиены. Материалы XI научно-практической конференции молодых ученых и специалистов Роспотребнадзора (Уфа, 2-4 октября 2019 г.) - Уфа, Башк. энцикл. - 520 стр., С. 130-134 (год публикации - 2019)

8. Прислегина Д.А., Василенко Н.Ф., Таран Т.В., Малецкая О.В., Дубянский В.М., Платонов А.Е. и др. Эпидемиологическая обстановка по природно-очаговым инфекциям в Ставропольском крае в 2018 году. Здоровье населения и среда обитания: материалы научно-практической конференции "23-я Неделя медицины Ставрополья". - Ставрополь. Параграф.184 с., стр. 128-133 (год публикации - 2019)

9. Прислегина Д.А., Дубянский В.М., Куличенко А.Н. Особо опасные арбовирусные лихорадки на юге России: совершенствование мониторинга с применением современных информационных технологий Медицина труда и экология человека, № 4, стр. 49-57. (год публикации - 2019) https://doi.org/10.24411/2411-3794-2019-10047

10. Прислегина Д.А., Малецкая О.В., Василенко Н.Ф., Куличенко А.Н. Клинико-эпидемиологические особенности Крымской геморрагической лихорадки в субъектах Южного и Северо-Кавказского федеральных округов на современном этапе (2012–2018 гг.) Актуальные вопросы изучения особо опасных и природно-очаговых болезней. - Новосибирск : Типография Продвижение, С. 345-351 (год публикации - 2019)

11. Платонов А.Е., Дубянский В.М., Титков А.В., Уваров И.А., Толпин В.А., Колясникова Н.М., Прислегина Д.А., Раичич С.Р., Малеев В.В. Remote sensing of innate killers. International Symposium on Tick-Borne Pathogens and Disease. Book of absracts. Vienna. Robidruck Publ., С. 8 (год публикации - 2019)


Аннотация результатов, полученных в 2020 году
Цель исследования - с опорой на данные дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) из космоса провести анализ влияния климатических изменений, погодных условий и экологических факторов на заболеваемость природно-очаговыми инфекциями (ПОИ) в Российской Федерации; построить и испытать математические модели, позволяющие прогнозировать изменения заболеваемости. Объект исследования: заболеваемость клещевым вирусным энцефалитом (КВЭ), иксодовыми клещевыми боррелиозами (ИКБ), крымской геморрагической лихорадкой (КГЛ), астраханской риккетсиозной лихорадкой (АРЛ), лихорадкой Западного Нила (ЛЗН) и геморрагической лихорадкой с почечным синдромом (ГЛПС) в РФ в 2005-2022 гг. Все эти инфекции, вызывающие тяжело протекающие заболевания человека, являются ПОИ. Работы в отчетном году (2020) велись в соответствии с Соглашением о предоставлении гранта. При описании работ мы придерживаемся следующего порядка: параграфы, начинающиеся с числа от 1 до 30, это разделы плана научных работ на 2019-2022 гг., утвержденные Соглашением № 19-75-20088. 2. Базы по показателям заболеваемости КВЭ, ИКБ, КГЛ, АРЛ, ЛЗН и ГЛПС в 2005-2018 гг. дополнены аналогичными данными за 2019-2020 г. 3. Данные, упомянутые в п.2, перенесены в среду сервиса «Вега-Эпидемиолог», действующего на базе ОИ ЦКП «ИКИ-мониторинг» и позволяющего картографическое представление и анализ данных. 10. Проведен статистический анализ информации о заболеваемости КВЭ, ИКБ, КГЛ, АРЛ, ЛЗН и ГЛПС с целью либо выявления «кластеров заболеваемости» - смежных областей, в которых заболеваемость меняется достаточно синхронизировано по годам и близка по величине, либо доказательства отсутствия подобных кластеров. 11. Проведен статистический анализ связи заболеваемости КВЭ и ИКБ на уровне субъектов РФ и погодных показателей и экологических характеристик с целью выявления «ключевых», статистически значимых факторов и связей; построены «объясняющие» и «прогностические» модели заболеваемости. 12. Проведен статистический анализ связи заболеваемости КВЭ и ИКБ на уровне административно-территориальных единиц Свердловской области и погодных показателей и экологических характеристик с целью выявления «ключевых», статистически значимых факторов и связей. 13. Проведен статистический анализ связи заболеваемости КГЛ на уровне административно-территориальных единиц Ставропольского края и погодных показателей и экологических характеристик с целью выявления «ключевых», статистически значимых факторов и связей. Построены «объясняющие» и «прогностические» модели заболеваемости. Разделы 2-13 – это продолжение и расширение исследований, начатых в 2019 г., по методологии, описанной в Отчете за 2019, но с включением новых данных по заболеваемости и климатическим показателям в 2020 г. В частности, для описания и анализа временных и пространственных изменений заболеваемости в отдельных областях и в их «кластерах» использованы три метода классификации открытого программного продукта PHYLOVIZ и статистический анализ в программе PASW Statistics SPSS, картографический анализ в среде сервиса «Вега». 14. Создана de novo база данных по заболеваемости АРЛ в Астраханской области, содержащей агрегированные (по административно-территориальным единицам и по месяцам года) показатели заболеваемости в 2005-2019 гг. 15. Из базы данных по заболеваемости КГЛ, ведущейся в Ставропольском НИПЧИ, извлечены данные по заболеваемости КГЛ в Астраханской области в 2001-2019 гг., эпидемиологические данные в формате проекта (дата заболевания, место проживания и т.п.) о каждом из пациентов, переболевших КГЛ. 16. На основе базы данных, упомянутой в п. 15, создана база данных, содержащая агрегированные (по административно-территориальным единицам и по месяцам года) показатели заболеваемости КГЛ в Астраханской области в 2001-2019 гг. 19. Проведен статистический анализ связи заболеваемости КГЛ, АРЛ, и ГЛПС на уровне субъектов РФ и погодных показателей и экологических характеристик с целью выявления «ключевых», статистически значимых факторов и связей; построены «объясняющие» и «прогностические» модели заболеваемости. 20 и 21. Проведен статистический анализ связи заболеваемости КГЛ и АРЛ на уровне административно-территориальных единиц Астраханской области и погодных показателей и экологических характеристик, извлеченных из баз данных ЦКП «ИКИ-мониторинг» с целью выявления «ключевых», статистически значимых факторов и связей; построены «объясняющие» и «прогностические» модели заболеваемости. 25. Начата разработка «дружественного» интерфейса сервиса «Вега-Эпидемиолог», как части ЦКП «ИКИ-мониторинг» позволяющего использовать его функциональные возможности без дополнительного обучения. 26. Проводилось расширение функциональных возможностей сервиса «Вега-Эпидемиолог» ЦКП «ИКИ- мониторинг» с учетом требований, возникших в ходе выполнения исследований в 2019-2020 гг. 30. Проведен экспорт из баз данных, ведущихся ОИ ЦКП «ИКИ-мониторинг», дополнительных данных о погодных показателях и экологических характеристиках (высота снежного покрова, солнечная радиация, температура почвы, атмосферное давление, величины NDVI для различных типов растительности и др.) Данные пункты плана работы на 2020 г. выполнены. Не выполнены 4 раздела плана, связанные с анализом данных по заболеваемости ПОИ в Италии и Нидерландах, которые предполагалось получить от зарубежных коллабораторов, поскольку в 2020 г. итальянские и голландские коллабораторы по своим должностным обязанностям на 80-90% были заняты борьбой с пандемией COVID-19 и мы не сочли возможным привлекать их к фундаментальным исследованиям по проекту. Сверхплановые работы. А. Была создана база данных по КГЛ в Ростовской области в 2005–2019 гг. с извлечением эпидемиологических данных в формате проекта (дата заболевания, место проживания и т.п.) о каждом из переболевших пациентов из базы данных по заболеваемости КГЛ, ведущейся в Ставропольском НИПЧИ. Б. С использованием экспортированных значений климатических факторов за 2017–2019 гг. из баз данных, ведущихся ОИ ЦКП «ИКИ-мониторинг» был составлен прогноз заболеваемости КГЛ на 2020 г. по каждому административному району Ставропольского края. В. В процессе построения «объясняющих» и «прогностических» моделей заболеваемости был проведен подробный анализ 67 литературных источников (в том числе 39 англоязычных) о влиянии климатических факторов на переносчиков возбудителей инфекций, рассматриваемых в рамках проекта (КВЭ, КГЛ, ЛЗН, ГЛПС, ИКБ) и уровень заболеваемости населения вызываемыми этими возбудителями ПОИ, изучены методы прогнозирования эпидемиологической ситуации. В этой части отчета, открытой для научной общественности, мы также хотели бы призвать заинтересованные лица и организации присоединиться к нашему исследованию на основе равноправного и взаимовыгодного сотрудничества. На момент сдачи отчета опубликованы (или приняты к печати) пять статей в российских реферируемых журналах в том числе три статьи в журналах, индексируемых в Скопус. Также опубликованы восемь статей в сборниках трудов российских и международных научных конференций и два тезиса в сборниках материалов Всероссийской и Международной научных конференций. Материалы доложены на 5 онлайн-конференциях. В целом план исследований на 2020 г. выполнен полностью, за исключением нескольких видов работ, которые не могли быть выполнены по объективным причинам, обусловленным пандемией COVID-19. Проведены также сверхплановые работы.

 

Публикации

1. Василенко Н.Ф., Прислегина Д.А., Малецкая О.В., Таран Т.В., Платонов А.Е., Куличенко А.Н. Заболеваемость арбовирусными инфекциями на юге европейской части Российской Федерации Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии, - (год публикации - 2021)

2. Василенко Н.Ф., Прислегина Д.А., Таран Т.В., Малецкая О.В., Платонов А.Е., Манин Е.А., Семенко О.В., Волынкина А.С., Ефременко Д.В., Остапович В.В., Куличенко А.Н. Особенности проявлений эпидемического процесса клещевых трансмиссивных инфекций на юге России в современный период Эпидемиология и инфекционные болезни. Актуальные вопросы, № 1. С. 14-20 (год публикации - 2020)

3. Зайцева О.А., Прислегина Д.А., Котенев Е.С., Дубянский В.М., Платонов А.Е., Куличенко А.Н. Современная эпидемиологическая ситуация по иксодовому клещевому боррелиозу на территории Кавказских Минеральных Вод Ставропольского края (2015-2019 гг.) Эпидемиология и инфекционные болезни. Актуальные вопросы, - (год публикации - 2020)

4. Зайцева О.А., Прислегина Д.А., Чишенюк Т.И. Динамика эпидемиолого-эпизоотологической ситуации по иксодовому клещевому боррелиозу в Северо-Кавказском федеральном округе Молодые ученые - медицине: Материалы XIX научной конференции молодых ученых и специалистов ФГБОУ ВО СОГМА Минздрава России с международным участием. г. Владикавказ, ИПЦ ИП Цопанова А.Ю., С. 117-120 (год публикации - 2020)

5. Прислегина Д.А. Эпидемиологическая ситуация по Крымской геморрагической лихорадке на территории Северо-Кавказского федерального округа в 2019 г. Молодые ученые - медицине: Материалы XIX научной конференции молодых ученых и специалистов ФГБОУ ВО СОГМА Минздрава России с международным участием. г. Владикавказ, ИПЦ ИП Цопанова А.Ю., С. 246-249 (год публикации - 2020)

6. Прислегина Д.А. Природно-очаговые инфекции в Северо-Кавказском Федеральном округе: современная эпидемиологическая ситуация и совершенствование мониторинга на основе современных информационных технологий Молодые ученые в решении актуальных проблем науки. Материалы IX Международной научно-практической конференции. г. Владикавказ, С. 127-131 (год публикации - 2019)

7. Прислегина Д.А., Василенко Н.Ф., Малецкая О.В., Дубянский В.М., Ковальчук И.В., Соломащенко Н.И., Сазонов А.В., Пурмак К.А., Куличенко А.Н. Эпизоотолого-эпидемиологическая ситуация по геморрагической лихорадке с почечным синдромом в Ставропольском крае в 2019 г. Здоровье населения и среда обитания: материалы научно-практической конференции. 24-я ежегодная Неделя медицины Ставрополья. – Ставрополь: Ставропольское издательство «Параграф», С.83-86 (год публикации - 2020)

8. Прислегина Д.А., Василенко Н.Ф., Малецкая О.В., Дубянский В.М., Платонов А.Е., Ковальчук И.В., Соломащенко Н.И., Сазонов А.В., Пурмак К.А., Куличенко А.Н. Эпидемиологическая ситуация по природно-очаговым трансмиссивным инфекциям в Ставропольском крае в 2019 г. Здоровье населения и среда обитания: материалы научно-практической конференции. 24-я ежегодная Неделя медицины Ставрополья. – Ставрополь: Ставропольское издательство «Параграф», С. 79-83 (год публикации - 2020)

9. Прислегина Д.А., Громов А.В., Зайцева О.А. Анализ факторов риска здоровью населения региона Кавказских Минеральных Вод Ставропольского края Современные проблемы эпидемиологии, микробиологии и гигиены: Материалы XII Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых и специалистов Роспотребнадзора. ФКУЗ Ростовский-на-Дону противочумный институт Роспотребнадзора, С.227-230 (год публикации - 2020)

10. Прислегина Д.А., Зайцева О.В., Пурмак К.А. Клещевые трансмиссивные инфекции в регионе Кавказских Минеральных Вод Ставропольского края: особенности эпизоотолого-эпидемиологической ситуации на современном этапе Гигиена, экология и риски здоровью в современных условиях: Материалы Х юбилейной межрегиональной научно-практической online конференции молодых ученых и специалистов с международным участием 27-29 мая 2020 г. Саратов, С.161-164 (год публикации - 2020)

11. Прислегина Д.А., Малецкая О.В., Василенко Н.Ф., Дубянский В.М., Платонов А.Е., Куличенко А.Н. Особенности эпидемиологической ситуации по природно-очаговым трансмиссивным инфекциям вирусной этиологии на юге европейской части России в 2019 г. Актуальные вопросы современной медицинской науки и здравоохранения: Материалы V Международной научно - практической конференции молодых ученых и студентов. Екатеринбург., Том 2. С. 582-587. (год публикации - 2020)

12. Уваров И.А., Платонов А.Е., Титков А.В., Толпин В.А., Малеев В.В. Интеграция временных рядов спутниковых и метеорологических данных со статистическими данными в информационных системах мониторинга Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса, т.17, № 7 (год публикации - 2020)

13. Прислегина Д.А., Дубянский В.М., Платонов А.Е., Малецкая О.В. Влияние природно-климатических факторов на эпидемиологическую ситуацию по природно-очаговым инфекциям (обзор) Инфекция и иммунитет, - (год публикации - 2021)

14. Платонов А.Е., Малеев В.В., Уваров И.А. Климат, погода и биобезопасность: взгляд из космоса Молекулярная диагностика и биобезопасность - 2020. Сборник материалов / под ред. В.Г. Акимкина, М.Г. Твороговой. - М. : ЦНИИ Эпидемиологии Роспотребнадзора, C. 25 (год публикации - 2020)

15. Прислегина Д.А., Зайцева О.А. Эпидемиологическая ситуация по клещевым трансмиссивным инфекциям на юге России в 2019 г Актуальные проблемы экспериментальной и клинической медицины: Материалы 78-й международной научно-практической конференции молодых ученых и студентов. Под ред. Стаценко М.Е. Изд-во ВолГМУ., С. 219-220 (год публикации - 2020)


Аннотация результатов, полученных в 2021 году
Цель исследования - с опорой на данные дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) из космоса провести анализ влияния климатических изменений, погодных условий и экологических факторов на заболеваемость природно-очаговыми инфекциями (ПОИ) в Российской Федерации; построить и испытать математические модели, позволяющие прогнозировать изменения заболеваемости. Объект исследования: заболеваемость клещевым вирусным энцефалитом (КВЭ), иксодовыми клещевыми боррелиозами (ИКБ), крымской геморрагической лихорадкой (КГЛ), астраханской риккетсиозной лихорадкой (АРЛ), лихорадкой Западного Нила (ЛЗН) и геморрагической лихорадкой с почечным синдромом (ГЛПС) в РФ в 2005-2022 гг. Все эти инфекции, вызывающие тяжело протекающие заболевания человека, являются ПОИ. Работы в отчетном году (2021) велись в соответствии с Соглашением о предоставлении гранта. При описании работ и полученных научных результатов мы придерживаемся следующего порядка: параграфы, начинающиеся с числа от 1 до 34, это разделы плана научных работ на 2019-2022 гг., утвержденные Соглашением № 19-75-20088. Ниже они излагаются по принципу «одна задача = один результат» (например, задача «Создать» = результат «Созданы») и сгруппированы тематически и/или методологически. 2. Задача и результаты: базы по показателям заболеваемости КВЭ, ИКБ, КГЛ, АРЛ, ЛЗН и ГЛПС в субъектах РФ в 2005-2019 гг. дополнены аналогичными данными за 2020 г. 4, 6, 15, 35. Задачи и результаты: Базы данных по заболеваемости КВЭ и ИКБ в Свердловской области в 2001-2019 гг., КГЛ в Ставропольском крае в 2005-2019 гг., КГЛ в Астраханской области в 2005–2019 гг., АРЛ в Астраханской области в 2018–2019 гг., КГЛ в Ростовской области в 2005-2019 гг., содержащие индивидуальные (анонимизированные) сведения о всех официально зарегистрированных пациентах, переболевших этими инфекциями, по 30 показателям (как минимум), включая административный район проживания больного и место заражения, были дополнены данными за 2020 г. 5, 7, 14, 16. Задачи и результаты: Базы данных по заболеваемости КВЭ и ИКБ в Свердловской области в 2001-2019 гг., КГЛ в Ставропольском крае в 2005-2019 гг., КГЛ в Астраханской области в 2005–2019 гг., АРЛ в Астраханской области в 2018–2019 гг., КГЛ в Ростовской области в 2005-2019 гг., содержащие данные об абсолютной заболеваемости (числе случаев) и относительной заболеваемости (на 100 тыс. населения в год), агрегированные на уровне административно-территориальных единиц (АТЕ), образующих эти субъекты РФ, были дополнены данными за 2020 г. 3 и 8. Задачи и результаты: перенос эпидемиологических данных, перечисленных выше (в задачах 2, 5, 7, 14, 16) в среду сервиса «Вега-Эпидемиолог», действующего на базе ОИ ЦКП «ИКИ-мониторинг», и позволяющего картографическое представление и анализ данных. Создание с этой целью нового функционала сервиса «Вега-Эпидемиолог», который позволяет представлять эпидемиологические данные по АТЕ субъектов РФ. 25 и 26. Задачи и результаты: продолжено расширение и совершенствование функциональных возможностей и «дружественного» интерфейса сервиса «Вега-Эпидемиолог», как части ЦКП «ИКИ- мониторинг», с учетом требований, возникших в ходе выполнения исследований в 2019-2021 гг. 30. Задача и результаты: из баз данных, ведущихся ОИ ЦКП «ИКИ-мониторинг», экспортированы дополнительные данные о 23 погодных показателях и экологических характеристиках (высота и площадь снежного покрова, температура и влажность почвы, и др.). Создан дополнительный функционал сервиса «Вега», позволяющий производить экспорт в требуемой для дальнейшего анализа форме. 22. Задача и результаты: проведен статистический анализ связи заболеваемости КГЛ, АРЛ, и ГЛПС на уровне субъектов РФ и погодных показателей и экологических характеристик с целью выявления «ключевых», статистически значимых факторов и связей; построение «объясняющих» и «прогностических» моделей заболеваемости. 31. Задача и результаты: оценена возможность и эффективность построения «объясняющих» и «прогностических» моделей заболеваемости КВЭ, ИКБ, КГЛ, АРЛ, ЛЗН и ГЛПС с учетом расширенного списка климато-экологических показателей (высота снежного покрова и др.). 19, 20 и 21. Задачи и результаты: проведен статистический анализ связи заболеваемости КГЛ и АРЛ на уровне АТЕ Астраханской области и погодных показателей и экологических характеристик, извлеченных из баз данных ЦКП «ИКИ-мониторинг», с целью выявления «ключевых», статистически значимых факторов и связей; построение «объясняющих» и «прогностических» моделей заболеваемости. 27 и 28. Задача и результаты: С использованием дополнительных эпидемиологических данных за 2019-2020 гг. проведена проверка, валидация и корректировка разработанных в ходе проекта «объясняющих» и «прогностических» моделей заболеваемости ЛЗН, КГЛ, АРЛ, КВЭ, ИКБ и ГЛПС. 36. Анализ связи заболеваемости КВЭ и ИКБ на уровне административно-территориальных единиц (АТЕ) Свердловской области и погодных показателей и экологических характеристик, извлеченных из баз данных ЦКП «ИКИ-мониторинг», был дополнен методом ландшафтно-географического районирования. Для этого каждый из индивидуальных случаев КВЭ и ИКБ, содержащийся в наших базах данных, был отнесен к соответствующей ландшафтно-географическим зоне, точнее подзоне (примеры – «подзона южной предгорной и равнинной тайги», «подзона смешанных широколиственных и хвойных лесов», «лесостепь Зауралья», всего семь подзон). При этом отнесение той или иной АТЕ к определенной подзоне производилось как с учетом классификации региональных специалистов, так и с учетом детальных сведений о типах растительности в РФ, полученных путем ДЗЗ из космоса и доступных через базы данных ЦКП «ИКИ-мониторинг». 24. Задача и результаты: проведен литературный поиск и составлен план исследований на основе технологии «машинного обучения»; с использованием созданных баз данных по заболеваемости ПОИ, климатическим и экологическим факторам проведен поиск с помощью методологии машинного обучения «ключевых», статистически значимых факторов и связей с целью их эффективного применения в «объясняющих» и «прогностических» моделей заболеваемости. 29. Задача и результаты: выполнялись работы по оценке возможности и эффективности построения «объясняющих» и «прогностических» моделей заболеваемости КВЭ, ИКБ, КГЛ, АРЛ, ЛЗН и ГЛПС в связи с климато-экологическими факторами на основе данных, отобранных с помощью «машинного обучения». На момент сдачи отчета опубликованы (или приняты к печати) 4 статьи в российских реферируемых журналах (№ 1, 2, 7, 8 в списке формы 1.7 Отчета), в том числе две статьи в журналах, индексируемых в Скопус (№ 2 и 8 в списке ф. 1.7). Также опубликованы четыре расширенных тезиса (короткие статьи от 2 до 5 печатных страниц) в сборниках трудов российских и международных научных конференций (№ 3-6 в ф. 1.7). Материалы доложены на 3 онлайн-конференциях (один из докладов отмечен Дипломом за 1-е место среди работ молодых ученых), на трех конференциях (в промежутках между волнами COVID-19) представлены лично в форме устного доклада (в одном случае на пленарном заседании), а также в форме стендового доклада, постоянно присутствовавшего на сайте Всероссийской Открытой конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса» (см форму 1.10). В целом план исследований на 2021 г. выполнен полностью, за исключением совместных исследований с коллегами из Нидерландов и Италии, которые не могли быть выполнены по объективным причинам, обусловленным пандемией COVID-19. Проведены также дополнительные работы. Запланированные на 2021 г. научные результаты получены.

 

Публикации

1. Василенко Н.Ф., Прислегина Д.А., Манин Е.А., Шапошникова Л.И., Ашибоков У.М., Волынкина А.С., Лисицкая Я.В., Малецкая О.В., Куличенко А.Н. Современное состояние природных очагов клещевых трансмиссивных инфекций на территории Ставропольского края Здоровье населения и среда обитания – ЗНиСО, - (год публикации - 2021)

2. Дубянский В.М., Прислегина Д.А., Платонов А.Е. Прогнозирование заболеваемости КГЛ на основе данных спутниковой информации (дистанционного зондирования Земли из космоса) на примере Ставропольского края Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии, - (год публикации - 2021)

3. Прислегина Д.А. Клещевые трансмиссивные инфекции в Северо-Кавказском федеральном округе: современная эпидемиологическая ситуация, связь заболеваемости с климатическими факторами Молодые ученые – медицине: Материалы XX научной конференции молодых ученых и специалистов ФГБОУ ВО СОГМА Минздрава России с между-народным участием. Владикавказ: ФГБОУ ВО СОГМА Минздрава России : ИПЦ ИП Цопанова А.Ю., 2021., С. 333-337 (год публикации - 2021)

4. Прислегина Д.А. Современные особенности эпидемиологической ситуации по Крымской геморрагической лихорадке на территории Северо-Кавказского федерального округа (2016-2020 гг.) Сборник материалов Всероссийской (с международным участием) научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Шаг в науку – 2021» (г. Нальчик, 8–10 февраля 2021 г.). Нальчик: Редакционно-издательский отдел КБНЦ РАН, 2021, С. 254-256 (год публикации - 2021)

5. Прислегина Д.А., Дубянский В М., Василенко Н.Ф., Таран Т.В., Малецкая О.В., Куличенко А.Н. Клещевые трансмиссивные инфекции на юге России: эпидемиологическая ситуация, разработка "прогнозных" и "объясняющих" моделей заболеваемости (на примере Крымской геморрагической лихорадки) Национальные приоритеты России, №3 том 42 С.244-247 (год публикации - 2021)

6. Прислегина Д.А., Малецкая О.В., Дубянский В.М., Платонов А.Е. Крымская геморрагическая лихорадка в Северо-Кавказском федеральном округе: обзор эпидемиологической ситуации и совершенствование методики прогнозирования заболеваемости Инфекция и иммунитет, - (год публикации - 2021)

7. Прислегина Д.А. Крымская геморрагическая лихорадка в Российской Федерации: современные особенности эпидемиологической ситуации, связь заболеваемости с влиянием климатических факторов Сборник 79-й международной научно-практической конференции молодых ученых и студентов «Актуальные проблемы экспериментальной и клинической медицины». Волгоград. ВолгГМУ. 2021, С. 149 - 151 (год публикации - 2021)

8. Прислегина Д.А. Совершенствование методики прогнозирования эпидемиологической ситуации по крымской геморрагической лихорадке: анализ влияния новых климатических и экологических факторов (на примере Ставропольского края) Современные проблемы эпидемиологии, микробиологии и гигиены: Материалы XIII Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых и специалистов Роспотребнадзора (г. Екатеринбург, 15-17 сентября 2021 г. Екатеринбург. Электронное издание., С. 78-80 (год публикации - 2021)

9. Уваров И.А., Дубянский В.М., Малеев В.В., Платонов А.Е., Титков А.В. Возможности анализа данных мониторинга природно-очаговых инфекций в информационной системе “ВЕГА Science” Материалы Девятнадцатой Всероссийской Открытой конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 15-19 ноября 2021. ИКИ РАН, 2021, XIX.B.464 (год публикации - 2021) https://doi.org/10.21046/19DZZconf-2021a


Аннотация результатов, полученных в 2022 году
Цель исследования - с опорой на данные дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) из космоса провести анализ влияния климатических изменений, погодных условий и экологических факторов на заболеваемость природно-очаговыми инфекциями (ПОИ) в Российской Федерации; построить и испытать математические модели, позволяющие прогнозировать изменения заболеваемости. Объект исследования: заболеваемость клещевым вирусным энцефалитом (КВЭ), иксодовыми клещевыми боррелиозами (ИКБ), крымской геморрагической лихорадкой (КГЛ), астраханской риккетсиозной лихорадкой (АРЛ), лихорадкой Западного Нила (ЛЗН) и геморрагической лихорадкой с почечным синдромом (ГЛПС) в РФ в 2005-2022 гг. Все эти инфекции, вызывающие тяжело протекающие заболевания человека, являются ПОИ. Работы в отчетном году (2022) велись в соответствии с Соглашением о предоставлении гранта. При описании работ и полученных научных результатов мы придерживаемся следующего порядка: параграфы, начинающиеся с числа от 1 до 34, это разделы плана научных работ на 2019-2022 гг., утвержденные Соглашением № 19-75-20088. Ниже они излагаются по принципу «одна задача = один результат» (например, задача «Создать» = результат «Созданы») и сгруппированы тематически и/или методологически. 2. Задача и результаты: базы по показателям заболеваемости КВЭ, ИКБ, КГЛ, АРЛ, ЛЗН и ГЛПС в субъектах РФ в 2005-2020 гг. дополнены аналогичными данными за 2021 г. 4, 6, 15, 35. Задачи и результаты: Базы данных по заболеваемости КВЭ и ИКБ в Свердловской области в 2001-2020 гг., КГЛ в Ставропольском крае в 2005-2020 гг., КГЛ в Астраханской области в 2005–2020 гг., АРЛ в Астраханской области в 2018–2020 гг., КГЛ в Ростовской области в 2005-2020 гг., содержащие индивидуальные (анонимизированные) сведения о всех официально зарегистрированных пациентах, переболевших этими инфекциями, по 30 показателям (как минимум), включая административный район проживания больного и место заражения, были дополнены данными за 2021 г. 5, 7, 14, 16. Задачи и результаты: Базы данных по заболеваемости КВЭ и ИКБ в Свердловской области в 2001-2020 гг., КГЛ в Ставропольском крае в 2005-2020 гг., КГЛ в Астраханской области в 2005–2020 гг., АРЛ в Астраханской области в 2018–2020 гг., КГЛ в Ростовской области в 2005-2020 гг., содержащие данные об абсолютной заболеваемости (числе случаев) и относительной заболеваемости (на 100 тыс. населения в год), агрегированные на уровне административно-территориальных единиц (АТЕ), образующих эти субъекты РФ, были дополнены данными за 2021 г. 3 и 8. Задачи и результаты: перенос эпидемиологических данных, перечисленных выше (в задачах 2, 5, 7, 14, 16) в среду сервиса «Вега-Эпидемиолог», действующего на базе ОИ ЦКП «ИКИ-мониторинг», и позволяющего картографическое представление и анализ данных. Создание с этой целью нового функционала сервиса «Вега-Эпидемиолог», который позволяет представлять эпидемиологические данные по АТЕ субъектов РФ. 25 и 26. Задачи и результаты: продолжено расширение и совершенствование функциональных возможностей и «дружественного» интерфейса сервиса «Вега-Эпидемиолог», как части ЦКП «ИКИ- мониторинг», с учетом требований, возникших в ходе выполнения исследований в 2019-2021 гг. 30. Задача и результаты: из баз данных, ведущихся ОИ ЦКП «ИКИ-мониторинг», экспортированы дополнительные данные о 23 погодных показателях и экологических характеристиках (высота и площадь снежного покрова, температура и влажность почвы, и др.). Создан дополнительный функционал сервиса «Вега», позволяющий производить экспорт в требуемой для дальнейшего анализа форме. 22. Задача и результаты: проведен статистический анализ связи заболеваемости КГЛ, АРЛ, и ГЛПС на уровне субъектов РФ и погодных показателей и экологических характеристик с целью выявления «ключевых», статистически значимых факторов и связей; построение «объясняющих» и «прогностических» моделей заболеваемости. 31. Задача и результаты: оценена возможность и эффективность построения «объясняющих» и «прогностических» моделей заболеваемости КВЭ, ИКБ, КГЛ, АРЛ, ЛЗН и ГЛПС с учетом расширенного списка климато-экологических показателей (высота снежного покрова и др.). 19, 20 и 21. Задачи и результаты: проведен статистический анализ связи заболеваемости КГЛ и АРЛ на уровне АТЕ Астраханской области и погодных показателей и экологических характеристик, извлеченных из баз данных ЦКП «ИКИ-мониторинг», с целью выявления «ключевых», статистически значимых факторов и связей; построение «объясняющих» и «прогностических» моделей заболеваемости. 27 и 28. Задача и результаты: С использованием дополнительных эпидемиологических данных за 2019-2021 гг. проведена проверка, валидация и корректировка разработанных в ходе проекта «объясняющих» и «прогностических» моделей заболеваемости ЛЗН, КГЛ, АРЛ, КВЭ, ИКБ и ГЛПС. 36. Анализ связи заболеваемости КВЭ и ИКБ на уровне административно-территориальных единиц (АТЕ) Свердловской области и погодных показателей и экологических характеристик, извлеченных из баз данных ЦКП «ИКИ-мониторинг», был дополнен методом ландшафтно-географического районирования. Для этого каждый из индивидуальных случаев КВЭ и ИКБ, содержащийся в наших базах данных, был отнесен к соответствующей ландшафтно-географическим зоне, точнее подзоне (примеры – «подзона южной предгорной и равнинной тайги», «подзона смешанных широколиственных и хвойных лесов», «лесостепь Зауралья», всего семь подзон). При этом отнесение той или иной АТЕ к определенной подзоне производилось как с учетом классификации региональных специалистов, так и с учетом детальных сведений о типах растительности в РФ, полученных путем ДЗЗ из космоса и доступных через базы данных ЦКП «ИКИ-мониторинг». 24. Задача и результаты: на основе технологии «машинного обучения»; с использованием созданных баз данных по заболеваемости ПОИ, климатическим и экологическим факторам проведен поиск с помощью методологии машинного обучения «ключевых», статистически значимых факторов и связей с целью их эффективного применения в «объясняющих» и «прогностических» моделей заболеваемости. 29. Задача и результаты: выполнялись работы по оценке возможности и эффективности построения «объясняющих» и «прогностических» моделей заболеваемости КВЭ, ИКБ, КГЛ, АРЛ, ЛЗН и ГЛПС в связи с климато-экологическими факторами на основе данных, отобранных с помощью «машинного обучения». На момент сдачи отчета опубликованы (или приняты к печати) 5 статей в российских реферируемых журналах (№ 1, 2, 3, 4, 5 в списке формы 1.7 Отчета), в том числе 4 статьи в журналах, индексируемых в Скопус (№ 1, 2, 3 и 5 в списке ф. 1.7). Также опубликованы девять расширенных тезисов (короткие статьи от 2 до 5 печатных страниц) в сборниках трудов российских и международных научных конференций (№ 6-14 в ф. 1.7). Материалы доложены на 8 конференциях (один из докладов отмечен Дипломом за 1-е место среди работ молодых ученых), в форме устного доклада (в одном случае на пленарном заседании), а также в форме стендового доклада, постоянно присутствовавшего на сайте Всероссийской Открытой конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса» (см форму 1.10). В целом план исследований на 2022 г. выполнен полностью, за исключением совместных исследований с коллегами из Нидерландов и Италии, которые не могли быть выполнены по объективным причинам. Проведены также дополнительные работы. Запланированные на 2022 г. научные результаты получены.

 

Публикации

1. Василенко Н.Ф., Прислегина Д.А., Манин Е.А., Волынкина А.С., Лисицкая Я.В., Шапошникова Л.И., Ашибоков У.М., Таран Т.В., Малецкая О.В., Дубянский В.М., Платонов А.Е., Куличенко А.Н. Актуальные природно-очаговые инфекции в регионе Кавказских Минеральных Вод Ставропольского края Эпидемиология и инфекционные болезни. Актуальные вопросы, - (год публикации - 2023)

2. Дубянский В.М., Прислегина Д.А., Платонов А.Е. Объясняющие модели заболеваемости клещевыми инфекциями (на примере Астраханской риккетсиозной и Крымской геморрагической лихорадок) Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии, - (год публикации - 2023)

3. Колясникова Н.М., Чистякова Л.Г., Пономарёва А.В., Платонов А.Е., Романенко В.В., Ишмухаметов А.А., Акимкин В.Г. Эпидемиологическая характеристика клещевого энцефалита в Свердловской области за 20-летний период Эпидемиология и вакцинопрофилактика, - (год публикации - 2023)

4. Колясникова Н.М., Чистякова Л.Г., Пономарева А.В., Платонов А.Е., Романенко В.В., Чеканова Т.А., Титков А.В., Ишмухаметов А.А., Акимкин В.Г Характеристика эпидемического процесса болезни Лайма на территории Свердловской области за 20-летний период Эпидемиология и вакцинопрофилактика, - (год публикации - 2023)

5. Прислегина Д.А., Малецкая О.В., Дубянский В.М., Таран Т.В., Платонов А.Е. Клещевые трансмиссивные инфекции на юге России: новый подход к построению «прогнозных» и «объясняющих» моделей заболеваемости (на примере Астраханской риккетсиозной и Крымской геморрагической лихорадок) Инфекция и иммунитет, - (год публикации - 2023)

6. Волынкина А.С., Малецкая О.В., Скударева О.Н., Лисицкая Я.В., Шапошникова Л.И., Прислегина Д.А., Василенко Е.И., Ю.М. Тохов Ю.М., И.В. Тищенко И.В., Колосов А.В., Ростовцева Д.В., Василенко Н.Ф., Дубянский В.М., Яцменко Е.В., Куличенко А.Н. Эпидемиологическая ситуация по Крымской геморрагической лихорадке в Российской Федерации в 2021 г. Проблемы особо опасных инфекций, № 2, C.6-11 (год публикации - 2022) https://doi.org/10.21055/0370-1069-2022-2-6-11

7. Прислегина Д.А. Современные особенности эпидемиологической ситуации по природно-очаговым инфекциям в Северо-Кавказском федеральном округе, совершенствование мониторинга и прогнозирования. Сборник материалов Всероссийской научно-практической конференции школьников, студентов, аспирантов и молодых ученых «Шаг в науку – 2022». Нальчик: Редакционно-издательский отдел КБНЦ РАН, 2022, С. 189 - 192 (год публикации - 2022)

8. Прислегина Д.А. Клещевые трансмиссивные инфекции на Юге России: построение «прогнозных» и «объясняющих» моделей заболеваемости на примере Крымской геморрагической лихорадки и Астраханской риккетсиозной лихорадки Современные проблемы эпидемиологии, микробиологии и гигиены: Материалы XIV Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых и специалистов Роспотребнадзора. Москва, 2022, С.221-224 (год публикации - 2022)

9. Прислегина Д.А., Василенко Н.Ф, Дубянский В.М., А.Е. Платонов А.Е., О.В. Малецкая О.В. Природно-очаговые трансмиссивные инфекции в Северо-Кавказском федеральном округе: эпидемиологическая ситуация, совершенствование мониторинга и прогнозирования Материалы региональной научно-практической конференции с международным участием «Проблемы особо опасных инфекций на Северном Кавказе». Ставрополь. 2022, С.49 - 50 (год публикации - 2022)

10. Прислегина Д.А., Василенко Н.Ф., Дубянский В.М., Платонов А.Е., Куличенко А.Н. Актуальные вопросы эпидемиологического надзора за инфекционными и паразитарными заболеваниями на юге России Ермольевские чтения. Сборник материалов межрегиональной научно-практической конференции. Ростов-на –Дону. – ФБУН РНИИМП. 2022., С. 279 - 283 (год публикации - 2022)

11. Прислегина Д.А., Василенко Н.Ф., Дубянский В.М., Платонов А.Е., Куличенко А.Н. Современный подход к составлению эпидемиологического прогноза по Крымской геморрагической лихорадке (на примере Ставропольского края и Астраханской области) Материалы XII Съезда Всероссийского научно-практического общества эпидемиологов, микробиологов и паразитологов — М.: ФБУН ЦНИИ Эпидемиологии Роспотребнадзора, 2022., С. 463 - 464 (год публикации - 2022) https://doi.org/10.36233/978-5-6048873-1-8

12. Прислегина Д.А., Василенко Н.Ф., Малецкая О.В., В.М. Дубянский В.М., Ковальчук И.В., Сазонов А.В., Куличенко А.Н. Крымская геморрагическая лихорадка в Северо-Кавказском федеральном округе: анализ заболеваемости, совершенствование методики прогнозирования. Здоровье населения и среда обитания: материа-лы научно-практической конференции. 26-я ежегодная Неделя медицины Ставрополья. – Ставрополь : Ставропольское изда-тельство «Параграф», 2022, С. 60 - 64 (год публикации - 2022)

13. Прислегина Д.А., Титков А.В. Особо опасные и опасные природно-очаговые лихорадки в Северо-Кавказском федеральном округе: эпидемиологическая ситуация, совершенствование методики прогнозирования заболеваемости Неделя науки 2021: материалы Международного молодёжного форума. Ставрополь: Изд-во СтГМУ, 2021, С. 529 -- 531 (год публикации - 2021)

14. Прислегина Д.А., Титков А.В. Клещевые трансмиссивные инфекции в Ставропольском крае: совершенствование прогнозирования и мониторинга на основе современных технологий Неделя науки 2021: материалы Международного молодёжного форума. Ставрополь: Изд-во СтГМУ, 2021, С. 532 - 534 (год публикации - 2021)

15. Прислегина Д.А., Титков А.В. Крымская геморрагическая лихорадка в Ставропольском крае: современная эпидемиологическая ситуация, связь динамики заболеваемости с влиянием климатических факторов Неделя науки 2021: материалы Международного молодёжного форума. Ставрополь: Изд-во СтГМУ, 2021, С. 534 - 536 (год публикации - 2021)

16. Уваров И.А., Дубянский В.М., Малеев В.В., Платонов А.Е., Титков А.В. Использование информационной системы “ВЕГА Science” для анализа данных мониторинга природно-очаговых инфекций Материалы 20-й Международной конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса». Электронный сборник материалов конференции. Институт космических исследований Российской академии наук. Москва, 2022., XX.B.320 с.118 (год публикации - 2022) https://doi.org/10.21046/20DZZconf-2022a


Возможность практического использования результатов
Проект имел характер пилотного научного исследования и в ходе его не происходило непосредственного практического использования результатов проекта в экономике и социальной сфере. Сформированы научные и технологических заделы для создания новой и усовершенствования существующей методологии надзора за опасными природно-очаговыми инфекциями и тем самым снижения заболеваемости, инвалидизации и смертности населения РФ от этих инфекций.