Проблемы эпизоотологии чумы в среднеазиатском пустынном очаге

Оглавление диссертации Дубянский, Марк Андреевич :: 1983 :: Алма-Ата

ГЛАВА I. ОБЪЕКТ И СОСТОЯНИЕ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ЭПИЗООТИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ ЧУМЫ.

1.1. Краткая характеристика места работы и членов чумной эпизоотической триады

1.2. Эпизоотическая активность автономных очагов чумы и их частей.

1.3. Прогнозирование в противочумных учреждениях

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ОСНОВ ПРАКТИЧЕСКОГО ПРОГНОЗИРОВАНИЯ

2.1. Существующие представления о чумном эпизоотическом процессе

2.2. Некоторые особенности воздействия абиотических факторов на членов эпизоотической триады. по теме "Эпидемиология", Дубянский, Марк Андреевич, автореферат

Актуальность проблемы. На Всесоюзной конференции "Состояние и перспективы профилактики чумы", состоявшейся в IS78 г. в г.Саратове, прогнозирование эпизоотий чумы среди диких грызунов было признано одной из главных, насущных проблем. В настоящее время эпизоотологи еще не могут достаточно обоснованно определять заранее время и место интенсивных, угрожающих эпидблагополучию эпизоотий чумы. Составляемые ими эпизоотологические прогнозы эмпиричны, описательны, основаны на чрезвычайно расплывчатом комплексе признаков, не подтвержденных статистически, не обоснованных математически, не проверенных на сходимость с истинными результатами прогнозов. Прогнозы часто неопределенны и нередко ошибочны.

Между тем неожиданные возникновения или вспышки эпизоотий наиболее опасны в эпидемическом отношении; они же приводят к ломке планов и непредвиденным затратам средств. Достаточно отметить неожиданное возникновение и бурное развитие эпизоотии чумы на Мангышлаке в 1964 и в 1974-75 гг., ряд внезапных эпизоотий в центральной и северной частях Приаральских Каракумов (I969-I97I гг.), никем не предвиденное бурное развитие эпизоотии среди малых сусликов в Прикаспийском степном и Волго-Уральском очагах чумы в 1977-78 гг. и др. Результаты отставания в области эпизоотологического прогнозирования налицо. Профилактические мероприятия в очаге эпизоотий в виде истребления грызунов применяются обычно как ответная мера на уже состоявшееся неожиданное эпизоотическое осложнение.

Вместе с тем, предвидение периода относительного эпизоотического благополучия способно сократить расходы на так называемую заблаговременную профилактику чумы, то есть на истребительные работы против грызунов-носителей микроба чумы, а также полевую дезинсекцию. Важен также обоснованный научным прогнозом отказ от проведения истребительных работ как разумный и гуманный шаг на пути сохранения природы. В области эпи-зоотологического обследования прогнозирование должно содействовать более рациональному распределению эпидотрядов, обследовательских групп и пунктов взятия проб на энзоотичной территории, а также корректировать сроки обследования. Таким образом, эпизоотический прогноз чумы призван способствовать сохранению эпидблагополучия при вложении возможно меньших материальных затрат.

Цель работы. Разработать теоретические и методические обоснования научного прогнозирования эпизоотической активности чумы и на этой основе создать прогнозную модель, дающую после подстановки в нее конкретных данных вполне определенный ответ в цифровой форме.

Задачи исследования. I. С помощью количественных оценок определить круг факторов, связанных с эпизоотической активностью чумы.

2. Подобрать признаки, обладающие упреждающей способностью в отношении эпизоотической активности чумы.

3. Выяснить состав ведущих предвестников эпизоотической активности чумы - движущие силы эпизоотии.

4. Выбрать вид прогнозной модели.

5. Организовать проверку и апробацию моделей.

Научная новизна. Создана принципиально новая методическая и теоретическая основа для разработки количественного прогнозирования эпизоотической активности чумы.

Доказано, что для прогнозирования наиболее оптимальным является тип вероятностной одномерной непараметрической модели с' применением принципа последовательного накопления малой информации. Впервые сформированы модели для интервального динамического прогнозирования сроком на полгода и год в нескольких регионах Среднеазиатского пустынного очага. Впервые количественно подтверждено, что наиболее важное значение для прогнозирования имеют состояние и численность членов чумной эпизоотической триады. Новым является установление того, что в очагах с неустойчивым течением чумного эпизоотического процесса весьма велика, роль абиотических факторов; в очагах с более равномерным ходом эпизоотической активности возрастает роль элементов регуляции. Впервые предложено использовать для прогнозов показатели ветрового режима и геомагнитной активности. Впервые установлены черты сходства и различия в уровне и динамика отдельных автономных очагов чумы и обоснован выбор территориальной единицы для прогнозирования. Перечисленные новые положения выносятся на защиту.

Теоретическое значение работы. Разработаны теоретические основы для выбора прогнозной модели. В результате проведенных количественных исследований связи факторов среды с активностью эпизоотий чумы получены данные, которые входят в теорию динамики названного явления, проливают свет на решение вопроса о характере ведущих факторов, об иерархии факторов, влияющих на эпизоотический процесс и регулирующих его в каждом конкретном автономном очаге или его составной части.

Путем разработки методологических основ эпизоотического прогнозирования чумы сделан вклад в решение проблемы прогнозного моделирования сложных биологических систем.

Практическая ценность работы. Работа имеет ярко выраженный практический характер. Созданные прогнозные модели предназначены для оперативного прогнозирования эпизоотий чумы на конкретных территориях Среднеазиатского пустынного очага.

В настоящее время утверждены и используются в оперативной работе следующие документы:

1. Методические рекомендации для прогнозирования изменения интенсивности эпизоотий чумы на территории северной подзоны Среднеазиатского пустынного очага чумы (Предустюртский, Северо-Приаральский, Приаральско-Каракумский, Зааральский автономные очаги чумы, Северные Кызылкумы).

2. Методические рекомендации для прогнозирования возникновения и изменения интенсивности эпизоотий чумы на Баканасской равнине.

Рекомендованы к утверждению "Методические рекомендации противочумным учреждениям СССР по составлению прогностических таблиц для прогнозирования эпизоотической активности очагов чумы!'

Апробация работы. Прогностические таблицы прошли апробацию на Талды-Курганской и Араломорской противочумных станциях (1976-82 гг.). Основные результаты доложены и обсуждены на Всесоюзной конференции "Биологические основы и опыт прогнозирования изменений численности охотничьих животных" (Киров, 1976), на Всесоюзном семинаре "Проблемы биоэнергетики организма и стимуляция лазерным излучением" (Алма-Ата, 1976), на 1У Межведомственном совещании по фенологическому прогнозированию (Ленинград, 1977), на Всесоюзных совещаниях "Экология и медицинское значение песчанок фауны СССР (Ашхабад, 1977; Алма

Ата, 1981), на Всесоюзной конференции "Состояние и перспективы профилактики чумы"(Саратов, 1978), на X конференции противочумных учреждений Средней Азии и Казахстана (Алма-Ата,1979), на X Всесоюзной конференции по природной очаговости болезней (Душанбе, 1979), на Всесоюзной конференции "Проблема изучения механизма энзоотии чумы" (Саратов, 1980), на Всесоюзном совещании по грызунам (Саратов, 1980), на XI межреспубликанской научно-практической конференции противочумных учреждений Средней Азии и Казахстана (1981), на У1 Всесоюзной конференции по медицинской географии (Ленинград, 1983).

Предварительная защита диссертации состоялась 30 июня 1983г. на научной конференции Среднеазиатского научно-исследовательского противочумного института.

Структура и объем. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, выводов, списка цитированной литературы и приложения. Диссертация содержит 182 страниц машинописного текста, 55 таблиц и 20 рисунков. Список цитированной литературы включает 507 работ на русском и 29 на иностранных языках.

Заключение диссертационного исследования на тему "Эпизоотическое прогнозирование чумы на примере среднеазиатского пустынного очага"

1. Имеется большое число предвестников эпизоотической активности автономных очагов чумы иди их частей с заблагот>ремен-ностыо полгода и год.

2. Несомая предвестниками независимая прогнозная шУюрмацил незначительна по величине.

3. Приемлемой прогнозной моделью является модель типа вероятностной, одномерной, непараметрпческой, в форме прогностических таблиц, обеспечивающих альтернативный прогноз путем последовательного накопления информации от независимых признаков. Удовлетворительно соответствует данным о будущем состоянии чумного эпизоотического процесса набор прогностических таблиц с разными альтернативами. Это доказано апробацией интервального динамического прогнозирования на примере шести регионов в течение 5-10 проверочных лет. Неслучайность полученных результатов доказана применением расчета по формуле Еайеса.

4. Набор и число предвестников по годам непостоянны; в период сохраняющейся тенденции в ходе эпизоотического процесса прогноз обеспечивается преимущественно показателями состояния членов чумной эпизоотической триады, их число невелико (5-10); в переломные годы требуется привлечение большего числа предвестников, в том числе - показателей внешних условий.

5. Имеются региональные отличия в наборе предвестников. В очагах с устойчивым многолетним ходом эпизоотической активности (например, в Приаральских Каракумах), где в системе "чумной микроб" - блоха - большая песчанка" отчетливы обратные связи, значительную роль при прогнозировании играют регулирующие признаки (например, приросты численности членов триады). Б очагах с неустойчивым ходом эпизоотической активности (Баканасекая равнина) возрастает роль абиотических факторов, которые являются там необходимой составной частью прогнозной модели.

Эпизоотическая активность очагов чумы, как было показано в главе I, может достигать весьма значительных размеров и является одним из главнейших факторов риска заражения людей. Профилактические мероприятия в виде истребления грызунов и их эктопаразитов на больших площадях цроводятся не всегда целесообразно, так как прогнозирование эпизоотической активности чумы в противочумных учреждениях находится на уровне интуитивного. Между тем накопленные в противочумных учреждениях за много лет знания и материалы (глава 2) создали реальную основу для количественной прогнозной модели, то есть прогнозирующей системы, включающей математические, логические, эвристические элементы, на вход которой поступает имеющаяся к настоящему моменту информация о прогнозируемом объекте, а на выходе выдаются данные о будущем состоянии объекта. Создание такой модели явилось основной целью нашей работы. Для ее осуществления был решен целый ряд задач. Прежде всего были обобщены и осмыслены имеющиеся к настоящему времени теоретические предпосылки эпизоотического прогнозирования. Основным итогом этой части исследования явилось представление об эпизоотическом процессе как о сложной системе, управляемой многими факторами, среди которых важнейшими является состояние членов чумной эпизоотической триады. Вместе с тем в существующей концепции обнаружились неясные вопросы. Они касались, в основном, роли абиотических факторов в развитии чумных эпизоотий, а также некоторых моментов регуляции численности чумного микроба. Наблюдениями в природе, экспериментами в лаборатории автор показал, что некоторые из абиотических факторов могут весьма существенно влиять на состояние членов чумной эпизоотической триады; в частности, ветровой режим и фон геомагнитного поля автор считает наиболее полезными и перспективными для прогнозирования. В области регулирования эпизоотического процесса необходимо и перспективно, как выяснилось, изучение статистических связей между показателями изменений численности членов чумной эпизоотической триады. На этом примере удалось показать полноценность эпизоотической триады как системы.

Таким образом, была сконструирована концептуальная модель прогноза, или перечень необходимых для прогнозирования групп факторов.

Важнейшим этапом работы явился поиск упреждающих статистических связей и обоснование их неслучайности (глава 3). Автором разработаны методологические основы поиска: обоснован выбор объекта прогнозирования-зараженность пунктов, основной территориальной единицы - автономный очаг, интервала упреждения - год и полгода, а также обоснован вид прогноза: интервальный. Для поиска предвестников было использовано два метода: определение информативности (расхождения распределений относительно двух возможных состояний) и коэффициентов корреляций. Выполнено более 1,5 тыс. расчетов по определению информативности и определено около 300 коэффициентов корреляции. Наиболее подробно поиск проведен для двух регионов: Приаральских Каракумов и Баканасской равнины и менее подробно - для Пред-устюртья, Северного Приаралья, Зааралья и Северных Кызылкумов. Выяснилось, что детерминистичность в системе связей развита чрезвычайно слабо, тесные корреляции редки. В то же время обнаружены расхождения в распределении многих факторов относительно двух различных состояний чумного эпизоотического процесса. Это определило выбор прогнозной модели. Стало ясно, что она должна быть вероятностной, носить распознавательный характер, а процесс4 распознавания должен быть основан на использовании многих факторов, несущих малую информацию. Избрана.-. вероятностная одномерная непараметрическая модель в виде прогностических таблиц в модификации Е.В.Гублера и А.А.Генкина (1973). Прогнозируют по таблицам с помощью последовательного статистического анализа, очень простого в употреблении. Алгоритм, лежащий в основе последовательной диагностической процедуры, вытекает из основных теорем теории вероятностей и, в частности, из основанной на них формулы Байеса.

Будучи однажды расчитаны, таблицы позволяют в течение нескольких лет осуществлять прогнозы, даваемые в альтернативной, а при варьировании альтернатив как это показано на примере Приаральских Каракумов - в количественном виде (Глава 4). Руководствуясь данной методикой, можно составлять прогностические таблицы для любых участков очаговости, независимо от видового состава носителей и переносчиков, а также от характера эпизоотической активности.

Прогностические таблицы, составленные для шести автономных очагов, испытаны в общей сложности на 55 проверочных годах. Только 1,8% их приходится на долю ошибочных, 12,7% - неопределенных; правильных же - 85,4% (Глава 5).

Прогностические таблицы позволили сделать важные теоретические выводы о составе ведущих предвестников эпизоотической активности, которыми оказались повсеместно предшествующая зараженность пунктов, а также численность и размножение основных носителей и переносчиков чумного микроба; абиотические факторы играют важную роль в очагах с неустойчивым многолетним ходом эпизоотической активности, например на Баканасской равнине. Применением факторного анализа удалось до некоторой степени доказать неслучайность сделанных выводов.

В заключение остановимся на перспективах применения и дальнейшего развития результатов нашей разработки.

Наиболее важная область применения - это планы профмеро-приятий. Но прежде чем использовать для этой цели прогнозы эпизоотической активности, надо количественно определить их эпидемиологическую ценность. Работы в этом направлении только начинаются; некоторые шаги предприняты и нами (Дубянская, Дубянский и др., 1980): на основе расчетов предложено включить эпизоотическую активность в качестве предвестника в математическую модель эпидемиологического прогноза.

Но уже и сейчас общее направление использования прогнозов эпизоотической активности ясно: прогноз низкой активности -сокращение профмероприятий вплоть до полного отказа от них; прогноз высокой эпизоотической активности должен стимулировать целенаправленную профилактическую работу. Отсюда разумная экономия средств, повышение качества профмероприятий, щадящее вмешательство в природу.

Следующая важная область применения данной разработки -проверка эффективности профмероприятий. Известно, что до сих пор при оценке эпизоотического эффекта от истребработ не учитывается естественная динамика данного процесса, а следовательно допускаются ошибки в определении их результативности.

Прогнозы эпизоотической активности важны также для правильного распределения сил и средств при эпизоотологическом обследовании.

Предложенные нами методические разработки эпизоотической активности чумы могут быть использованы для прогнозирования других инфекций и инвазий, а также прогнозирования и более глубокого изучения состояния животных. Они могут быть использованы не только в здравоохранении, но и в других областях науки и практики, особенно в сельском и охотничьем хозяйствах.

Наконец, методические приемы и выводы данной работы должны быть использованы для создания прогнозирующих систем с более длительным сроком заблаговременное™, равно как и систем, напротив, прогнозирующих ход эпизоотии в ближайшие дни и недели, а также прогнозов других видов, например, структурных и структурно-временных. К этому уже есть некоторые предпосылки.

Увеличение заблаговременности прогнозов возможно путем организации вспомогательных прогнозов, а именно: прогнозирования состояния основных предвестников эпизоотической активности: численности и размножения носителей и переносчиков чумного микроба (Дубянская, 1979; Дубянская и др., 1977а; 19776, 1979, 1980; Дубянский и др., 1974; Дубянский, Дубянская, Богатырев, 1976, 1979; Дубянский, Дубянская, Богатырев, Титов, 1976; Дубянский, Дубянская, 1977а; 19776; 1980; Дубянский, Тлегенов, 1977; Дубянский и др., 1979, 1980 и др.).

Ход эпизоотии на протяжении сезона можно определять по системам прогностических таблиц с использованием таких непосредственно предшествующих явлений, как геомагнитная активность (Дубянский, Казаков и др., 1978,1979), число пятен, проходящих через центральный меридиан Солнца и скорость ветра (Дубянский, Богатырев и др.,1979); факт разнонаправленности наклона энзоо-тичных по чуме местностей и в связи с этим факт переохлацце-ния организмов носителей от влияния ветров разных румбов, можно использовать для предвидения также конкретного места активизации эпизоотии чумы (Дубянский и др., 1979, 1980).