Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка системы оценки риска появления вирусов, опасных для человека и животных на территории Центральной Азии (Россия, Китай) для оптимизации современных методов диагностики, профилактики и лечения

Номер контракта: 14.613.21.0045

Руководитель: Шестопалов Александр Михайлович

Должность: Руководитель лаборатории экспериментального моделирования и патогенеза инфекционных заболеваний

Организация: Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр фундаментальной и трансляционной медицины"
Организация докладчика: Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Научно-исследовательский институт экспериментальной и клинической медицины"

Аннотация скачать
Постер скачать
Презентация скачать
Ключевые слова:
вирусные инфекции, патогенный потенциал, оценка риска, система, центральная азия, россия, китай, разработка методов, диагностика

Цель проекта:
Известно, что причиной возникновения эпидемий и эпизоотий является проникновение нового варианта вируса или некоторых его генов из новых регионов или природных резервуаров, что обусловливает высокую потенциальную опасность для человека. Одним из ключевых важных регионов является Юго-Восточная Азия и Китай. Россия в этой связи, является государством, которой непосредственно прилегает к данному региону и вероятнее всего, в первую очередь будет подвержена риску проникновения патогенов на свою территорию. В настоящее время существует ряд проблем, связанных с распространением новых и возвращающихся инфекций, в том числе в РФ. За последнее время в странах Азии был зарегистрирован целый ряд патогенов, которые явились причиной смертей людей и животных: SARS, вирусы гриппа H1N1, H5N1, H9N2. В 2013 году беспрецедентное распространение вируса H7N9 среди людей с высокой вероятностью летальности, вновь остро поставило вопрос об системе раннего обнаружения новых патогенов для немедленного реагирования и контроля инфекций. Особенно это касается стран Юго-Восточной Азии и Китая, ввиду их климатических и социально-экономических особенностей. Главная ценность предлагаемого проекта, заключается в том, что впервые будет предложена альтернативная сравнительная схема филогеографических паттернов вирусных агентов, главным образом, у вирусов гриппа А на территории Центрально-Азиатского региона, поскольку этот вирус является сегодня наиболее опасным и потенциально падемическим, является причиной гибели людей и животных. В результате проекта будет разработана новая система оценки риска появления вирусов, опасных для человека и животных на территории России и Китая, а также впервые будет проведена комплексная работа по оптимизации современных методов диагностики, профилактики и лечения. Целями выполнения исследований являются: 1 Разработка и тестирование системы мероприятий, методических подходов по выявлению и оценке потенциала вирусных инфекций, проникающих на территорию России из стран Центральной Азии (Китая); создание на основе этой системы задела для разработки и оптимизации новых средств диагностики, профилактики и лечения. 2 Стимулирование развития российско-китайских интеграционных процессов в науке и освоение новых кооперационных связей российских и китайских научно-исследовательских организаций-партнеров, направленных на создание новых технологий и привлечение молодых ученых и специалистов к исследованиям в рамках международной кооперации с научно–исследовательскими организациями стран БРИКС. 3 Выполнение международных обязательств Российской Федерации по развитию научно–технического сотрудничества с Китайской Народной Республикой в рамках БРИКС и ШОС.

Основные планируемые результаты проекта:
Основные планируемые научные результаты:
—аналитическая оценка степени изученности проблемы контроля инфекционных заболеваний в Центральной Азии;
—описание существующих разработок в области создания систем оценки появления патогенных вирусов опасных для человека и животных;
—аналитическая оценка современных тенденций и методов диагностики, профилактики и лечения инфекций региона Центральной Азии, проникающих на территорию Российской Федерации;
—аналитическая оценка роли различных факторов в распространении вирусов региона Центральной Азии, опасных для человека и животных;
—результаты теоретических исследований путей создания системы оценки риска появления вирусов, опасных для человека и животных на территории Центральной Азии (Россия, Китай);
— результаты картографического анализа популяций видов-хозяев в Западной Сибири;
—результаты эволюционного анализа вирусов в Центральной Азии (Россия, Китай);
—результаты использования филогеографического подхода в установлении критериев множественной реассортации генов;
— результаты молекулярно-биологических и филогенетических исследования биологического материала собранного на территории России и Китая (животные, люди, птицы, выделенные вирусы);
—анализ данных о резервуарах вирусов и природно-климатических условиях на исследуемой территории;
—результаты исследований аминокислотных и нуклеотидных последовательностей полных геномов вируса гриппа А и их комплексный анализ.
—описание новых штаммов вирусов и последовательностей их генов, циркулирующих в Центральной Азии.
Основные планируемые научно-технические результаты:
1. Система оценки риска появления вирусов, опасных для человека и животных на территории азиатской части России и Китая, включающая:
1) лабораторный регламент на применение системы;
2) схема работ по раннему обнаружению вспышек вирусных инфекций
3) алгоритм (схема работ) по диагностике и созданию информационной сводки по конкретной эпидемической или эпизоотической ситуации
4) коллекция лабораторных образцов – штаммов вирусов для разработки современных методов диагностики, профилактики и лечения;
5) методические рекомендации «Комплексный мониторинг респираторных вирусных инфекций у населения Сибири»;
6) методические рекомендации «Методика оценки риска появления вирусов, опасных для человека и животных на территории Центральной Азии»
2 База данных по вирусным инфекциям региона Центральной Азии (азиатской части России, территории Китая).
3 База данных по филогеографии вирусов, выделенных на территории Центральной Азии (азиатской части России, территории Китая).
4 Банк ДНК вирусов, циркулирующих на территории Центральной Азии (азиатской части России, территории Китая).
5 Банк ДНК животных и птиц-резервуаров вирусов, опасных для человека и животных (животных, обитающих на территории Центральной Азии - азиатской части России).
6 Карты–схемы расположения стационаров для проведения мониторинга вирусных инфекций, опасных для человека и животных на территории Центральной Азии (азиатской части России, территории Китая).

Краткая характеристика создаваемой/созданной научной (научно-технической, инновационной) продукции:
В состав экспериментального образца системы оценки риска должны входить:
1) лабораторный регламент на применение системы;
2) схема работ по раннему обнаружению вспышек вирусных инфекций
3) алгоритм (схема работ) по диагностике и созданию информационной сводки по конкретной эпидемической или эпизоотической ситуации
4) коллекция лабораторных образцов – штаммов
5) Методические рекомендации «Комплексный мониторинг респираторных вирусных инфекций у населения Сибири»;
6) Методические рекомендации «Методика оценки риска появления вирусов, опасных для человека и животных на территории Центральной Азии»

Экспериментальный образец системы оценки риска должна обеспечивать:
1) мониторинг вирусных инфекций на территории Центральной Азии;
2) выявление и диагностику инфекционных агентов
3) обеспечивать расшифровку их генетических маркеров патогенности
4) обеспечивать создание коллекции лабораторных образцов- штаммов
5) обеспечивать условия разработки прогноза развития эпизоотической ситуации не менее чем на 6 месяцев
6) обеспечивать определение основных характеристик современной ситуации в области контроля инфекций, этиологических агентов со ссылками на основные методы
7) обеспечивать визуализацию (карты, схемы) развития эпидемической, эпизоотической ситуации
8) обеспечивать безопасные условия для работы исследователя
9) контроль безопасности собственной работы.

Основой методологии Проекта является получение информации о нуклеотидных и аминокислотных последовательностях полных геномов вируса гриппа А и его комплексный анализ. Для этого впервые будут разработаны современные синтетические олигонуклеотиды-праймеры для получения первичных структур консервативных генов NS, NP, M с использованием пакета программного обеспечения Vector NTI v11 и BioEdit. В настоящее время не существует сета праймеров, учитывающего современные циркулирующие варианты вируса гриппа в диких популяциях хозяев Северной Евразии.
Будут впервые получены оригинальные штаммы и последовательности их генома, циркулирующие в Центральной Азии в период 2015-2017 и использованы в комплексе с новейшими доступными данными. Эти работы будут проведены стандартными методами.
В ходе выполнения Проекта будут использоваться современные биоинформационные и молекулярно-биологические методы, а именно получение первичных структур генов на автоматических генетических анализаторах 3730xl DNA Analyzer (Applied Biosystems) и Ion Torrent System for Next-Generation Sequencing (Life Technologies), биоинформатические методы для проведения анализа структур генов и белков с использованием программного обеспечения Vector NTI v11, BioEdit, Invitrogene, вычисления белковых продуктов генов белков с использованием программного обеспечения Vector NTI v11, BioEdit, Invitrogene, построения трехмерных структур белков с использованием программного обеспечения PyMol v1.7 , проведения филогенетического анализа генов с использованием программного обеспечения MEGA v5.
Впервые будет применен филогеографический подход в установлении критериев множественной реассортации.
Новым подходом является установление адекватности применения модели молекулярных часов для исследуемых сегментов (на основе созданных баз данных) при формировании классификации на основе кладистического подхода.
Впервые будут учтены все доступные последовательности, полученные и описанные российскими научными группами (Институт вирусологии им. Ивановского, НИИ гриппа, ЦНИИ эпидемиологии). Это позволит сделать сравнительный анализ и обобщение информации о вариантах, циркулирующих, прежде всего, в пределах РФ.
Применение подобных методов и подходов позволит предложить альтернативную классификации сегментов М, NP, NS на основе выявленных групп (филогенетических, по наличию маркеров биологических свойств, по видоспецифичности хозяев, пространственно-временной принадлежности). Новизна заключается в том, что в базы будут входить все известные последовательности исследуемого региона, включая вновь выделенные из природных популяций 2016-2017. Впервые будет предложена альтернативная классификация вируса, учитывающая мозаичность генома, поскольку в настоящее время, по мнению ведущих экспертов она является неадекватной.

Предпосылками для успешной реализации работ по предлагаемому проекту являются:
1. Усиление сотрудничества России и Китая в данной области, развитие поддержки на межгосударственном уровне усилению сотрудничества организаций двух стран по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса.
2.Соответствие содержания проекта направлениям сотрудничества в рамках «Соглашения между Министерством образования и науки Российской Федерации и Министерством образования Китайской Народной Республики о сотрудничестве в области образования (Пекин, 9 ноября 2006 г.)».
3. Соответствие содержания проекта направлениям сотрудничества в рамках Шанхайской организации сотрудничества (ШОС).
4. Соответствие содержания проекта направлениям сотрудничества в рамках Международного объединения пяти стран БРИКС;
5. Значительный многолетний опыт российско-китайского сотрудничества НИИЭКМ;
6. Высокая квалификация и значительная материально-техническая база НИИЭКМ. Наличие кадров необходимой квалификации, производственных мощностей и инфраструктуры, необходимых для выполнения работы.
7. Высокая квалификация организации-партнера, которая подтверждается международными разработками, участием в международных программах и публикациями высокого уровня. Наличие кадров необходимой квалификации, производственных мощностей и инфраструктуры, необходимых для выполнения работы.
8. Значительный опыт работ организации-заявителя в данном направлении (успешно реализованные проекты по ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы»; программы 1.2; 2.2 1.9).
9.Доступность материалов и комплектующих, в том числе, российского производства.
10. Наличие методического опыта, (отечественного и мирового), технологического задела у коллективов организации-исполнителя и организации-партнера.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
1 Результаты проекта должны быть использованы для улучшения качества жизни и здоровья населения путем эффективного применения системы оценки риска появления вирусов, опасных для человека и животных на территории Центральной Азии (Россия, Китай), для разработки современных методов диагностики, профилактики и лечения. Результаты должны позволить более эффективно применять меры по контролю инфекционных заболеваний человека и животных.
2 Конечная продукция должна быть использована, а также реализована органами государственной власти для надзора и контроля опасных для человека и животных вирусных инфекций в Российской Федерации.
3 С целью доведения результатов проекта до потребителя, они должны быть применимыми для:
- Приготовление и реализация продукта-сводки для заинтересованных государственных организаций. В сводке приводятся сведения об источниках информации, перечислены основные характеристики современной ситуации в области контроля инфекций, этиологических агентов, даны ссылки на основные методы, в том числе на разработки предлагаемого проекта;
- Включение результатов проекта в программы ВУЗов (курсы лекций, практикумы, методические рекомендации);
- Разработка на основе результатов проекта методических рекомендаций для профильных учреждений и организаций (медицинских, ветеринарных, диагностических);
- Коммерциализация разработок (в том числе патентов); доведение до ОКР и производства;
- Подача разработок на международные патенты с последующей коммерциализацией;
- Публикация результатов для реализации задачи по созданий имиджа Российской науки на международной арене (поднятие показателей публикационной активности);
- Заключение договоров с потребителями на производство и реализацию коммерциализуемых разработок;
- Включение разработанных и утвержденных методических рекомендаций в образовательный и научно-исследовательский процесс.

Территории распространения опасных для человека и животных инфекций не зависят от государственных границ стран, подверженных эпидемиям и эпизоотиям. В настоящее время назрела необходимость усиления межгосударственного взаимодействия в области контроля инфекций, поиска новых технических решений и подготовки кадров для выполнения различных работ на высоком международном уровне. Россия и Китай как крупнейшие государства-лидеры региона должны являться инициаторами и главными исполнителями данной деятельности. Это неоднократно подчеркивается на уровне руководства государств. Без вовлечения двух главнейших государств региона, которыми являются Россия и Китай, эффективное решение проблем в области предлагаемого проекта невозможно.
Необходимость международного сотрудничества с Китаем подчеркивается также необходимостью популяризации российской науки и образования. Для этого планируется активная работа по обмену студентами и аспирантами, а также преподавателями между ВУЗами двух стран. В рамках предлагаемого проекта планируется проведение двусторонних и международных семинаров как на территории России, так и на территории Китая.
Международное сотрудничество по данному проекту позволит иметь возможность включения российской научной организации (НИИЭКМ) в международную деятельность – будет достигнут показатель развития кадрового потенциала «Доля аспирантов и научно-педагогических работников, имеющих опыт работы (прошедших стажировки) в ведущих мировых научных и университетских центрах».
В целом, сотрудничество с организацией-партнером позволит проводить обмен научными знаниями; получить возможность дополнительного финансирования и организации стажировок специалистов.
Полученные проектные данные не будут иметь аналогов не только в России, но и в мире. Задачи проекта и предложенные методы их решения позволят создать уникальную коллекцию штаммов вирусов опасных для человека, выделенных на территории Азии. Реализация проекта позволит в дальнейшем использовать полученную коллекцию штаммов вирусов для создания диагностических и вакцинных препаратов для нужд медицины, сельского хозяйства, промышленности. Полученные результаты панируется использовать для написания кандидатских диссертаций и научных статей в высокорейтенговые российские и зарубежные журналы, а также представить на международных конференциях.

Текущие результаты проекта:
Начаты работы по определению и обоснованию оптимального варианта выполнения работ по разработке системы оценки риска появления вирусов, опасных для человека и животных на территории Центральной Азии (Россия, Китай) для оптимизации современных методов диагностики, профилактики и лечения.
Начата сравнительная оценка вариантов возможных решений с учетом результатов прогнозных исследований, проводившихся по аналогичным проблемам.
Выполняется организация сбора биологического материала от людей и животных на территории России и его первичного молекулярно-биологического анализа.
Проводится аналитическая оценка степени изученности проблемы контроля инфекционных заболеваний в Центральной Азии.
Ведутся работы по поиску существующих разработок в области создания систем оценки (появления патогенных вирусов опасных для человека и животных).
Проводится аналитическая оценка современных тенденций и современных методов диагностики, профилактики и лечения инфекций региона Центральной Азии, проникающих на территорию Российской Федерации.
Начата аналитическая оценка роли различных факторов в распространении вирусов региона Центральной Азии, опасных для человека и животных.
Выполняются теоретические исследования путей создания системы оценки риска появления вирусов, опасных для человека и животных на территории Центральной Азии (Россия, Китай).

Принято участие в 13-й Китайской орнитологической конференции, 12-15 ноября 2015 года, г. Хефей, Китай (13 China Ornithological Conference, 12-15 November 2015, Hefei, Anhui Province, China).
- Сделан пленарный доклад «Waterbirds of the south of West Siberia: breeding, migration and conservation» (A. Yurlov, Laixing Li, A. Mihantjev , M. Selivanova, A.Shestopalov),
- Представлены постерные доклады:
1) O.G. Kurskaya , K.A. Sharshov , Xinxin Li, Laixing Li , A.M. Shestopalov. Avian influenza in wild birds: impact for human health,
2) K.A. Sharshov , A.Y. Alekseev , A.V. Glushchenko , O.G.Kurskaya , M.A. Gulyaeva , A.V. Prokudin , Laixing Li, A.K. Yurlov, A.M. Shestopalov , V.A. Shkurupy . Avian Influenza Surveillance in Central Asia (Russia, China): the role of wild geese
3) A.M. Shestopalov , K.A. Sharshov, M.V. Sivay , O.G. Kurskaya, A.Y. Alekseev, Xinxin Li , Laixing Li , A.K. Yurlov. Rare subtypes of Avian Influenza Viruses in Western Siberia (Russia)
4) A.V. Glushchenko, K.A. Sharshov, A.K. Yurlov , Laixing Li, A.M. Shestopalov. Wild Migratory Birds and Newcastle Disease Virus in Russian Far East and Siberia

Проведен российско-китайский семинар по обсуждению результатов совместной работы и корректировке дальнейших планов - 16-17 ноября 2015 года, Институт микробиологии Китайской Академии Наук, г. Пекин, Китай