Скруворм, уничтоженный в США, вернулся
В 1950‑х годах нашествие американского скруворма (New World screwworm) нанесло огромные убытки американским животноводам. Только на юго‑западе страны вред от вредителя ежегодно оценивали в примерно 50–100 миллионов долларов, пока масштабная кампания по искоренению не устранила его в США и не оттеснила ареал к Панаме.
Теперь этот плотоядный паразит снова продвигается на север. Американский скруворм уже зарегистрирован в Техасе и Нью‑Мексико, что вызывает опасения в отношении скота, дикой природы, домашних животных и, в редких случаях, людей.
Чтобы помочь властям лучше понять, где угроза может возникнуть следующей, исследователи из Калифорнийского университета в Сан‑Диего и Агентства отдела здравоохранения и социальных служб округа Сан‑Диего (HHSA) — Службы общественного здравоохранения разработали новый инструмент отслеживания, ориентированный на этого паразитирующего двукрылого насекомого и его личинок, которые питаются живыми тканями.
«Наши партнёры из окружного общественного здравоохранения сигнализировали о необходимости улучшенной ситуационной осведомлённости по американскому скруворму», — сказал Элайя Аронов‑Спенсер (Eliah Aronoff‑Spencer), доктор медицины и философии, профессор медицины в Школе медицины Калифорнийского университета в Сан‑Диего и аффилированный член Design Lab и Qualcomm Institute. «Мы создали панель мониторинга, чтобы формировать региональные профили риска. Это лишь один пример того, как мы отвечаем на потребности округа с фокусом на реальные проблемы. Это модель, которая принесла нам большой успех, например, при создании Информационной панели экологического кризиса реки Тихуана».
Панель оценивает риск появления скруворма для отдельных округов по всей стране. Она объединяет несколько типов данных, включая подтверждённые выявления, экологические условия, которые могут благоприятствовать мухе и её личинкам, а также сообщения в СМИ.
Пока доступ ограничен сотрудниками общественного здравоохранения и партнёрами проекта. В будущем исследователи надеются выпустить версию, доступную широкой публике.
Одной необычной особенностью является включение новостных сообщений, которые могут дать ранние подсказки до того, как официальные системы отчётности их зафиксируют.
Сима Шах (Seema Shah), доктор медицины и магистр общественного здравоохранения, медицинский руководитель Отдела эпидемиологии и иммунизации Служб общественного здравоохранения округа Сан‑Диего, отметила, что включение новостных статей стало одной из инноваций панели. «Традиционные механизмы отчётности в общественном здравоохранении часто запаздывают», — сказала она. «Подтверждение в лаборатории может занять дни или недели. Включая сообщения СМИ, мы можем выявлять потенциальные угрозы раньше и держать преимущество».
«Инструмент даёт представление о том, где можно ожидать появления случаев в следующий раз», — добавил Марк Битти (Mark Beatty), доктор медицины и магистр общественного здравоохранения, помощник медицинского директора Отдела эпидемиологии и иммунизации округа. «Это полезно для определения того, как нам готовиться. Угроза предстоящая или у нас есть полгода? Сейчас мы находимся в очень тревожной фазе, и инструмент это подтверждает».
Американский скруворм резко отличается от большинства личинок мух. В то время как многие опарыши питаются мёртвыми или разлагающимися материалами, личинки скруворма потребляют здоровую, живую плоть.
Самки мух откладывают яйца в открытые раны или естественные отверстия на теле. После вылупления личинки внедряются в ткань и начинают питаться. По мере развития раны могут углубляться и увеличиваться, повышая риск вторичных инфекций. Без лечения сильные поражения способны серьёзно повредить или убить сельскохозяйственных животных и диких животных.
Люди также могут заразиться, хотя такие случаи редки. Американский скруворм не передаётся от человека к человеку так, как инфекционные болезни вроде COVID‑19. Личинки проникают в раны или слизистые оболочки, и их необходимо быстро удалить, чтобы ограничить дальнейшее повреждение окружающих тканей.
Вредитель может расширять ареал несколькими способами. Взрослые мухи способны пролетать мили в поисках хозяев, но инфицированные домашние животные, питомцы, птицы и другая дикая фауна также могут переносить паразита в новые районы.
«Мы знали в 2023 году, что американский скруворм будет двигаться на север, но я не ожидал, что он пойдёт так быстро», — сказал Битти. «Хотя источник инфекций в США всё ещё расследуется, тот факт, что он в США, абсолютно ясен.
«Как только он попал в Техас, мы быстро увидели рост выявлений», — продолжил он. «Он оказался в месте, где раньше жил, так что неудивительно, что снова закрепляется».
Возрождение проверенной стратегии искоренения
США уже побеждали американского скруворма ранее.
В 1950‑х годах власти провели одну из самых успешных кампаний биологического контроля в истории, используя метод, известный как техника стерильных насекомых. Огромное количество самцов мух облучали для стерилизации и выпускали в окружающую среду. Когда дикие самки спаривались с ними, они не давали жизнеспособного потомства, что постепенно вёлло популяцию к коллапсу.
Сейчас власти снова обращаются к аналогичному подходу.
Департамент сельского хозяйства США (USDA) возглавляет текущую кампанию по искоренению, которая сочетает выпуски стерильных насекомых с применением пестицидов и карантинными мерами, направленными на ограничение передвижения животных.
Власти также добиваются одобрения Агентства по охране окружающей среды США для генетически модифицированной штамма, состоящего исключительно из самцов, который в настоящее время испытывают в полевых условиях. В то же время исследователи UC San Diego разрабатывают генетические технологии следующего поколения, которые могли бы усилить будущие усилия по контролю или искоренению скруворма.
«Мы тесно сотрудничаем с Калифорнийским департаментом сельского хозяйства, чтобы связать местных ветеринаров с ресурсами по скруворму для проведения надзора в нашем регионе», — сказала Эмили Трамбулл (Emily Trumbull), ветеринар и руководитель программы «One Health» эпидемиологического подразделения. «Эти мухи могут поражать любое теплокровное животное, поэтому совместная работа с ветеринарами, обслуживающими скот, домашних животных и дикую природу, жизненно важна для выявления подозрительных случаев и предотвращения случаев у людей. Панель мониторинга учитывает экологические факторы, которые помогают понять, как изменяется риск для нашего региона до прибытия мухи. Поэтому панель ценна».
Новый подход к реагированию общественного здравоохранения
Панель по скруворму была разработана через Resilient Shield, инициативу UC San Diego и центр, финансируемый Центрами по контролю и профилактике заболеваний США (CDC), возглавляемый Аронов‑Спенсером и со‑главными исследователями.
Resilient Shield — одна из 13 ключевых платформ, составляющих новую национальную сеть CDC Insight Net, посвящённую моделированию вспышек и угроз здоровью. Подход выстроен вокруг простой идеи: агентства общественного здравоохранения определяют проблемы, которые им нужно срочно решить, а исследователи затем создают инструменты, ориентированные на эти реальные приоритеты.
«В общественном здравоохранении мы всегда знаем наши самые срочные приоритеты, но слишком часто у нас нет немедленных ресурсов или внутренних технических решений для их достижения», — сказала Шах. «Скруворм — идеальный пример. Это критическая угроза, но это вопрос, который наши академические партнёры вряд ли бы приоритезировали без нашего прямого запроса. Это партнёрство решает нашу насущную проблему, одновременно предоставляя разделяемые, открытые эталонные разработки, которые демонстрируют, как общественное здравоохранение, академия и промышленность могут успешно работать вместе».
Вместо того чтобы заставлять академические команды угадывать, какие инструменты нужны организациям здравоохранения, агентства, сталкивающиеся с реальными проблемами, могут направлять запросы напрямую в Resilient Shield. Помимо округа Сан‑Диего, партнёрами центра являются Департамент здравоохранения Калифорнии, Нация навахо и организации по всей сети Insight Net.
Создание инструментов вокруг реальных угроз
Такая структура призвана помочь специалистам из разных учреждений быстро реагировать, когда возникает новая проблема.
Первый запрос, поступивший в центр, поступил от Шах и касался отслеживания гриппа. Этот проект со‑руководил со‑главный исследователь Resilient Shield Руй Рибейро (Ruy Ribeiro) из Лос‑Аламосской национальной лаборатории.
Для нынешней угрозы скруворма Аронов‑Спенсер работал напрямую с математическим эпидемиологом Наташей Мартин (Natasha Martin), доктор философии, профессором медицины и заместителем начальника отделения инфекционных болезней и глобального общественного здравоохранения Школы медицины UC San Diego.
Resilient Shield также создал модульный и масштабируемый ресурсный хаб, который можно адаптировать под разные задачи общественного здравоохранения. В сотрудничестве с технологическими партнёрами, включая Google и MITRE, центр объединяет многие типы данных, включая сведения о человеческих заболеваниях, скоте, экологических условиях, погоде, национальные медицинские записи и мониторинг социальных медиа.
Когда поступает новый запрос, исследователи могут быстро собрать необходимые инструменты, используя компоненты общего хаба. В зависимости от задачи это может включать публичные веб‑сайты и ресурсы в социальных сетях, защищённые вычислительные системы, продвинутые движки моделирования или конструкторы агентов на базе ИИ.
«Наша ключевая инновация — истинное сближение приоритетов партнёров со масштабной инженерией», — сказал Аронов‑Спенсер. «Мы не строим в вакууме. Наша инфраструктура создаётся непосредственно на основе приоритетов, диктуемых нашими партнёрами. Кроме того, поскольку наша платформа построена на открытой модульной архитектуре, каждое решение, которое мы разрабатываем, укрепляет систему и делает её более адаптируемой для следующей проблемы в сфере общественного здравоохранения».
Материалы предоставлены Калифорнийским университетом в Сан‑Диего. Содержание может быть отредактировано в целях стиля и объёма.
