Epidemiological significance of microbiote monitoring of arctic settlements along the Northern Sea Route

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Monitoring of polar ecosystems is one of the most important areas of research in the use of Arctic territories in economic activities. An important place in such work is occupied by biomedical research aimed at identifying the risks of the occurrence of foci of infectious diseases in the areas of polar settlements.

The purpose: to develop an algorithm for microbiological monitoring in the Arctic region.

Materials and methods: classical bacteriological, mycological research, molecular-genetic, MALDI-TOF mass spectrometric analysis, phenotypic methods for determining antibiotic resistance, methods of mathematical data processing.

Results and their discussion. The paper considers the scientific and methodological principles and the main stages of microbiota monitoring in the areas of polar settlements. The results of the study of samples from several territories along the Northern Sea Route are presented. The main habitats where potentially dangerous microorganisms should be detected are indicated. The role of anthropogenic invasion in the formation of Arctic microbiocenoses is noted. The trends of increasing the number and diversity of pathogenic microorganisms, both in the natural biocenoses of the Arctic and in the areas of polar settlements, are discussed. The necessity of microbiological monitoring as an integral part of epidemiological monitoring in the areas of Arctic settlements along the Northern Sea Route is substantiated.

About the authors

L. A. Kraeva

St. Petersburg Pasteur Research Institute of Epidemiology and Microbiology; Kirov Military Medical Academy

Author for correspondence.
Email: lykraeva@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-9115-3250

St. Petersburg

Russian Federation

A. L. Panin

St. Petersburg Pasteur Research Institute of Epidemiology and Microbiology; Arctic and Antarctic Research Institute

Email: alp.1952@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-6411-0274

St. Petersburg

Russian Federation

A. E. Goncharov

St. Petersburg State University; North-Western State Medical University named after I. I. Mechnikov; Institute of Experimental Medicine

Email: phage1@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-5206-6656

St. Petersburg

Russian Federation

A. B. Belov

Kirov Military Medical Academy

Email: syezd2@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-8042-5185

St. Petersburg

Russian Federation

D. Yu. Vlasov

St. Petersburg State University; Komarov Botanical Institute of the RAS

Email: dmitry.vlasov@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-0455-1462

St. Petersburg

Russian Federation

I. Yu. Kirtsideli

Komarov Botanical Institute of the RAS

Email: microfungi@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-4736-2485

St. Petersburg

Russian Federation

N. E. Goncharov

St. Petersburg Pasteur Research Institute of Epidemiology and Microbiology; North-Western State Medical University named after I. I. Mechnikov

Email: n.goncharov@yahoo.com
ORCID iD: 0000-0002-6097-5091

St. Petersburg

Russian Federation

I. V. Baranov

Kirov Military Medical Academy

Email: ivb1801@yandex.ru

St. Petersburg

Russian Federation

V. B. Sboychakov

Kirov Military Medical Academy

Email: sboich.viktor@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-3975-3061

St. Petersburg

Russian Federation

References

  1. Елисеев Д.О., Наумова Ю.В. Роль геополитики и климата в функционировании Северного морского пути // Современные тенденции развития науки и технологий. 2016. № 10–11. С. 31–36.
  2. Ревич Б.А. Климатические изменения как фактор риска здоровью населения Российской Арктики // Проблемы здравоохранения и социального развития Арктической зоны России. М.: Паулсен, 2011. С. 9–68.
  3. Чилингаров А.Н., Грузинов В.М., Иванов Г.В., Сычев Ю.Ф. О единой транспортной системе Севера Российской Федерации // Арктические ведомости. 2019. № 1 (26). С. 112–22.
  4. Рукша В.В., Белкин М.С., Смирнов А.А., Арутюнян В.Г. Структура и динамика грузоперевозок по Северному морскому пути: история, настоящее и перспективы // Арктика: экология и экономика. 2015. № 4. С. 104–110.
  5. Кершенгольц Б.М., Чернявский В.Ф., Репин В.Е., Никифоров О.И., Софронова О.Н. Влияние глобальных климатических изменений на реализацию потенциала инфекционных заболеваний населения в российской Арктике (на примере Якутии). Обзор // Экология человека. 2009. № 6. С. 34–39.
  6. Malkhazova S.M., Mironova V.A., Shartova N.V., Pestina P.V., Orlov D.S. Health risks facing travelers to Russia with special reference to natural-focal diseases // Travel Medicine and Infectious Disease. 2015. No. 13. P. 490–498.
  7. Гончаров А.Е., Кирцидели И.Ю., Власов Д.Ю., Азаров Д.В., Лебедева Е.А., Колоджиева В.В., Гончаров Н.Е., Варгасова В.С., Краева Л.А., Белова Л.В., Зуева Л.П. Микробиота водных экосистем, ассоциированных с тающими ледниками архипелага Шпицберген: биоразнообразие и патогенный потенциал // Профилактическая и клиническая медицина. 2019. Т. 73, № 4. С. 16–21.
  8. Сажин А.Ф., Романова Н.Д., Копылов А.И., Заботкина Е.А. Бактерии и вирусы в арктическом льду. // Океанология. 2019. Т. 59, № 3. С. 373–382.
  9. Froese D.G., Westgate J.A., Reyes A.V., Enkin R.J., Preece S.J. Ancient permafrost and a future, warmer Arctic // Science. 2008. Vol. 321. P. 1648.
  10. Reed K.D. Birds, migration and emerging zoonoses: West Nile virus, Lyme disease, influenza A and enteropathogens // Clinical medicine and research. 2003. Vol. 1. P. 5–12.
  11. Литвин В.Ю., Гинцбург А.Л., Пушкарева В.И., Романова Ю.М., Боев Б.В. Эпидемиологические аспекты экологии бактерий. М.: Фармарус-Принт, 1998. 256 с.
  12. Панин А.Л., Сбойчаков В.Б., Белов А.Б., Краева Л.А., Власов Д.Ю., Гончаров А.Е. Природно-техногенная очаговость инфекционных болезней в районах антарктических поселений // Успехи современной биологии. 2016. Т. 136, № 1. С. 55–69.
  13. Краева Л.А., Панин А.Л., Гончаров А.Е., Власов Д.Ю., Гончаров Н.Е., Сбойчаков В.Б. Факторы риска распространения возбудителей инфекционных заболеваний в Арктической зоне // Инфекционные болезни. 2021. Т. 19, № 2. С. 14–20.
  14. Махнев М.В. Антропургические очаги псевдотуберкулеза: механизмы формирования в воинских коллективах // Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2006. № 2. С. 11–17.
  15. Панин А.Л., Власов Д.Ю., Тешебаев Ш.Б., Горбунов Г.А., Левандо К.К., Сбойчаков В.Б., Богумильчик Е.А., Лукин В.В. Микробиологический мониторинг на антарктических станциях России: ретроспективный взгляд в будущее // Профилактическая и клиническая медицина. 2012. № 3 (44). С. 70–76.
  16. Orlov D., Menshakova M., Thierfelder T., Zaika Yu., Böhme S., Evengard B., Pshenichnaya N. Healthy Ecosystems Are a Prerequisite for Human Health — A Call for Action in the Era of Climate. Change with a Focus on Russia // International Journal of Environmental Research and Public Health. 2020. No. 17. 8453. doi: 10.3390.
  17. Pecl G.T., Araújo M.B., Bell J.D., Blanchard J., Bonebrake T.C., Chen I.-C., Clark T.D., Colwell R.K., Danielsen F., Evengard B. et al. Biodiversity redistribution under climate change: Impacts on ecosystems and human well-being // Science. 2017. No. 18. P. 628.
  18. Юшкова Л.Я., Балыбердин Б.Н. Совместные действия ветеринарных специалистов и медиков при изучении климатических изменений на Арктических территориях // Norwegian Journal of Development of the International Science. 2019. № 3–1 (28). С. 55–59.
  19. Солдатов Е.А., Голота А.С., Корнилова А.А., Крассий А.Б., Левандо К.К., Чувашев М.Л., Шалахин Р.А. Медицинское обеспечение в Арктике: 2015 г. // Военно-медицинский журнал. 2016. № 5. С. 44–51.
  20. Middleton J.H., Ambrose A. Enumeration and antibiotic resistance patterns of fecal indicator organisms isolated from migratory Canada geese (Branta canadensis) // Journal of Wildlife Diseases. 2005. No. 41 (2). P. 334–341.
  21. Sjölund M., Bonnedahl J., Hernandez J., Bengtsson S., Cederbrant G., Pinhassi J., Kahlmeter G., Olsen B. Dissemination of Multidrug-Resistant Bacteria into the Arctic // Emerging Infectious Diseases. 2008. Vol. 14, No. 1. P. 70–72.
  22. Andremont A. Commensal flora may play key role in spreading antibiotic resistance // American Society for Microbiology News. 2003. No. 69 (2). P. 601–607.
  23. Власов Д.Ю., Кирцидели И.Ю., Тешебаев Ш.Б., Панин А.Л., Краева Л.А., Рябушева Ю.В. Условно-патогенные микроорганизмы в почвах и грунтах в районах полярных поселений // Успехи медицинской микологии. 2018. Т. XIX. С. 83–87.
  24. Терентьев В.И., Румянцев В.А., Терентьев А.В., Лопатин С.А. Проекты здоровьесохраняющих программ, направленных на совершенствование водохозяйственного комплекса // Водоочистка. Водоподготовка. Водоснабжение. 2016. № 1 (97). С. 8–15.
  25. Гончаров А.Е., Соломенный А.П., Панин А.Л., Григорьев С.Е., Чепрасов М.Ю., Ахременко Я.А., Колоджиева В.В., Гончаров Н.Е., Краева Л.А. Оценка патогенного потенциала серраций из криогенных местообитаний // Инфекция и иммунитет. 2021. Т. 11, № 3. C. 585–590.
  26. Кирцидели И.Ю., Власов Д.Ю., Крыленков В.А., Ролле Н.Н., Баранцевич Е.П., Соколов В.Т. Сравнительное исследование аэромикоты арктических станций по Северному морскому пути // Экология человека. 2018. № 4. С. 16–21.
  27. Власов Д.Ю., Тешебаев Ш.Б., Зеленская М.С., Кирцидели И.Ю., Рябушева Ю.В. Микологическое поражение материалов в помещениях как фактор риска для здоровья полярников // Гигиена и санитария. 2019. Т. 98, № 1. C. 17–21.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c)