يستخدم العلماء مراقبة بيئية محسنة للكشف عن فيروس شلل الأطفال من النوع 2 في عينات مياه الصرف الصحي في لندن

يستخدم العلماء مراقبة بيئية محسنة للكشف عن فيروس شلل الأطفال من النوع 2 في عينات مياه الصرف الصحي في لندن

وفي دراسة حديثة نشرت في المشرط قام الباحثون بفحص الخصائص الجزيئية لعزلات فيروس شلل الأطفال من النوع 2 (PV) التي تم الحصول عليها من عينات مياه الصرف الصحي (SS) للكشف عن انتقال الخلايا الكهروضوئية في المجتمعات.

Lernen: Nachhaltiger Nachweis des Typ-2-Poliovirus im Londoner Abwasser zwischen Februar und Juli 2022 durch verstärkte Umweltüberwachung. Bildquelle: Storm Media/Shutterstock

خلفية

لقد أثر انتقال الطاقة الكهروضوئية على جميع البلدان وتم تصنيفه على أنه حالة طوارئ صحية عامة دولية من قبل منظمة الصحة العالمية. يمكن أن يتفاقم خطر تفشي الخلايا الكهروضوئية على مستوى العالم في البلدان التي تستخدم لقاحات شلل الأطفال المعطلة، والتي توفر حماية قوية ضد شلل الأطفال المشلول ولكن فعاليتها أقل من اللقاحات الفموية ضد طرح الخلايا الكهروضوئية، ومن المرجح أن تسمح بتداول الخلايا الكهروضوئية غير المكتشفة لفترة طويلة من الزمن.

أجرى مؤلفو هذه الدراسة بالفعل مراقبة بيئية للطاقة الكهروضوئية في المملكة المتحدة بدءاً من عام 2014. ووجدوا أن العزلات الكهروضوئية الشبيهة باللقاحات يمكن اكتشافها بشكل متقطع في عينات مياه الصرف الصحي (WW) التي من المرجح أن يتم استيرادها من البلدان التي تستخدم لقاحات شلل الأطفال الفموية للتطعيم واستنباط الاستجابات المناعية.

حدد المؤلفون بالفعل عزلتين، واثنتين، وثمانية عزلات من الخلايا الكهروضوئية الشبيهة باللقاحات من الأنواع 1 و2 و3، على التوالي، من عام 2017 إلى عام 2021، ولم يكن أي منها مرتبطًا وراثيًا وجميعها بها طفرات دون اكتشاف أي فيروسات ذات صلة في عينات الحرب العالمية اللاحقة، مما يشير إلى عدم وجود انتقال كهروضوئي محلي.

حول الدراسة

في هذه الدراسة، قام الباحثون بتوسيع تحليلهم السابق من خلال إجراء تحليل المراقبة البيئية للكشف عن عزلات النوع 2 الكهروضوئية في أنظمة مياه الصرف الصحي في لندن.

تم استخراج حمض الريبونوكلييك (RNA) من SS وإخضاعه لتحليل تفاعل البلمرة المتسلسل (PCR) باستخدام بادئات الفيروس المعوي الكهروضوئي وتسلسله بواسطة تسلسل الجينوم الكامل. تم اختبار SS باستخدام التقنيات الموصى بها من منظمة الصحة العالمية، بما في ذلك التركيز وعزل الفيروس في الفئران L20B وخلايا الساركوما العضلية المخططة، والتوصيف الجزيئي. كما تم إجراء DDNS (الكشف المباشر عن طريق تسلسل ثقب النانو) والتحليلات التطورية.

بالإضافة إلى ذلك، تم استخدام بروتوكول تسلسل ثقب النانو الجديد للكشف المباشر عن الخلايا الكهروضوئية في عينات البراز والتوليد السريع للتسلسلات الكهروضوئية الكاملة للجينوم لتحسين فهم انتقالها الجغرافي وتاريخها. في البروتوكول المعدل، تم استخدام الاشعال التي تستهدف العزلات الكهروضوئية من النوع 2 لتحسين حساسية الكشف عن الفيروسات عن طريق تقليل خلفية تسلسل VP1 لأنواع الفيروسات المعوية C المنتشرة والتي تم الحصول عليها باستخدام بروتوكول الكشف الأصلي.

تم تنفيذ إجراء أخذ العينات بشكل شامل لتحديد المنطقة التي قد يحدث فيها انتقال الطاقة الكهروضوئية. تم تقسيم أعمال الصرف الصحي في بيكتون إلى مستجمعات مياه فرعية صغيرة. تم أيضًا توسيع نطاق أخذ العينات ليشمل محطات معالجة مياه الصرف الصحي الأكبر حجمًا في لندن خارج بيكتون للتحقيق في احتمال وجود النوع 2 الكهروضوئي في مناطق جغرافية أوسع.

نتائج

في 8 فبراير 2022، تم تحديد عزلتين من النوع 2 الكهروضوئي الشبيه باللقاح في عينة مياه الصرف الصحي التي تم جمعها كجزء من أعمال معالجة مياه الصرف الصحي في لندن بيكتون. بالإضافة إلى ذلك، تم تحديد ثلاث وستة عزلات كهروضوئية شبيهة باللقاحات من النوع 1 والنوع 3 في 52 SS تم جمعها من لندن في الفترة ما بين 11 يناير و4 يوليو 2022، والتي تضمنت جميعها بعض الطفرات التي ليس لها علاقة وراثية، باستثناء سلالة سابين الأبوية.

تم تحديد ما مجموعه 118 عزلة كهروضوئية مرتبطة وراثيًا بسلالة لقاح Sabin 2 (مع ستة طفرات شائعة، بما في ذلك انتكاسات الموقع A481G وVP1-I143V) في 21 (من 52) SS متتالية تم الحصول عليها في لندن بين 8 فبراير 2016 و4 يوليو 2022. تم تحديد العزلات المكتسبة بين 8 فبراير و12 أبريل 2022. 11 طفرة إضافية في NT مختلفة المواقف، مما أدى إلى زيادة التنوع الجيني الكهروضوئية.

كانت المعزولات مؤتلفة مع فيروس معوي من النوع C مع تقاطع في موضع النيوكليوتيدات (nt) 5139. من بين 118 عزلة، استوفى 20 منها معايير PV المشتقة من اللقاح مع ستة إلى عشرة تغييرات في جين ترميز البروتين القفيصة VP1. وشملت العزلات العشرين الخلايا الكهروضوئية المشتقة من اللقاح من النوع 2، والتي نشأت من مناطق الصرف المجاورة التي بها تجمعات صرف غير متداخلة، مما يشير إلى انتقال الخلايا الكهروضوئية المحلية.

تضمنت عينتان فقط (ENV-22-117 وENV-22-027) عزلات كهروضوئية ذات تسلسلات مماثلة. تم اكتشاف عزلات النوع 2 من الخلايا الكهروضوئية المرتبطة وراثيًا بتركيزات متزايدة في تجارب زراعة الخلايا التي أجريت على عينات من منطقة لندن بيكتون اعتبارًا من 12 أبريل 2022.

تشير مواقع أخذ العينات الإيجابية التي تم تحديدها إلى أن الطاقة الكهروضوئية كانت موجودة بشكل رئيسي في مناطق قليلة داخل بيكتون والعديد من الأحياء في شرق وشمال لندن. وقد لوحظت زيادة في الحساسية عند استخدام البادئات المعزولة من النوع 2 الكهروضوئية في اختبار PCR المتداخل الثاني. يمكن اكتشاف عزلات النوع الثاني من الخلايا الكهروضوئية من عينات البراز التي تم الإبلاغ عن نتائج سلبية في تجارب عزل الفيروس.

الاستنتاجات

وبشكل عام، أظهرت نتائج الدراسة أن المراقبة البيئية مكنت من اكتشاف استيراد (وانتشار) الطاقة الكهروضوئية في لندن في مرحلة مبكرة، مما أتاح استجابات سريعة للصحة العامة، بما في ذلك زيادة المراقبة وحملة لقاح شلل الأطفال المعطل في غضون سنة إلى تسع سنوات. الأطفال القدامى. يبدو أن الفيروسات تتطور في اتجاهات متعددة وتنشأ من مصدر مشترك، حيث تحتوي العديد من عزلات النوع 2 من مياه الصرف الصحي في لندن على تغيير واحد أو ما شابه في VP1 nt لسلالة Sabin-2، مما يشير إلى أن الارتباطات الجينية بين العزلات لم تكن مبنية فقط على تسلسل VP1.

لذلك، قد يكون من الضروري تحسين تعريفات الكائنات الفيروسية المشتقة من اللقاح لضمان الكشف السريع والمبكر عن أحداث انتقال العدوى بالكمبيوتر، خاصة في البلدان التي لم يكن فيها شلل الأطفال موجودًا منذ عدة سنوات.

مرجع:

• Dimitra Klapsa et al. (2022). Nachhaltiger Nachweis des Typ-2-Poliovirus im Londoner Abwasser zwischen Februar und Juli 2022 durch verstärkte Umweltüberwachung. doi: https://doi.org/10.1016/S0140-6736(22)01804-9 https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0140673622018049

.