Учените използват подобрен мониторинг на околната среда, за да открият полиовирус тип 2 в проби от отпадъчни води в Лондон

Учените използват подобрен мониторинг на околната среда, за да открият полиовирус тип 2 в проби от отпадъчни води в Лондон

В скорошно проучване, публикувано в Ланцетът Изследователите изследваха молекулярните характеристики на изолатите от полиовирус тип 2 (PV), получени от проби от отпадъчни води (SS), за да открият предаването на PV в общностите.

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

фон

Предаването на PV е засегнало всички страни и е класифицирано като международна извънредна ситуация за общественото здраве от Световната здравна организация (СЗО). Рискът от глобална PV епидемия може да бъде изострен в страни, които използват инактивирани полиомиелитни ваксини, които осигуряват стабилна защита срещу паралитичен полиомиелит, но имат по-ниска ефикасност от пероралните ваксини срещу отделяне на PV и е вероятно да позволят незабелязана циркулация на PV за дълъг период от време.

Авторите на настоящото проучване вече са провели PV мониторинг на околната среда в Обединеното кралство (UK), започвайки през 2014 г. Те откриха, че ваксиноподобни PV изолати могат да бъдат спорадично открити в проби от отпадъчни води (WW), най-вероятно внесени от страни, които използват перорални полиомиелитни ваксини за ваксинация и предизвикват имунни отговори.

Авторите вече са идентифицирали два, два и осем ваксиноподобни PV изолата от типове 1, 2 и 3, съответно, от 2017 до 2021 г., нито един от които не е генетично свързан и всички от които са имали мутации, без никакви свързани вируси да бъдат открити в следващите WW проби, което показва, че няма локално предаване на PV.

Относно изследването

В настоящото проучване изследователите разшириха предишния си анализ, като проведоха анализ на мониторинг на околната среда, за да открият изолати от PV тип 2 в системи за отпадни води в Лондон.

Рибонуклеиновата киселина (РНК) се екстрахира от SS и се подлага на анализ на полимеразна верижна реакция (PCR), като се използват PV ентеровирусни праймери и се секвенира чрез секвениране на целия геном. SS бяха тествани с помощта на препоръчани от СЗО техники, включително концентрация, изолиране на вируса в L20B мишки и клетки на рабдомиосаркома и молекулярно характеризиране. DDNS (директно откриване чрез секвениране на нанопори) и филогенетични анализи също бяха извършени.

Освен това беше използван нов протокол за секвениране на нанопори за директно откриване на PV в проби от изпражнения и бързо генериране на PV последователности от цял ​​геном, за да се подобри разбирането на тяхното географско предаване и история. В модифицирания протокол бяха използвани праймери, насочени към тип 2 PV изолати, за да се подобри чувствителността на откриването на вируса чрез намаляване на фона на VP1 последователността на ко-циркулиращите C ентеровирусни видове, получени с оригиналния протокол за откриване.

Процедурата за вземане на проби беше извършена цялостно, за да се локализира регионът, където може да възникне фотоволтаично предаване. Канализационните съоръжения на Beckton бяха разделени на малки подсборници. Вземането на проби също беше разширено до по-големи лондонски пречиствателни станции за отпадъчни води извън Бектън, за да се изследва вероятното присъствие на тип 2 PV в по-широки географски райони.

Резултати

На 8 февруари 2022 г. два ваксиноподобни изолата на PV тип 2 бяха идентифицирани в проба от отпадъчни води, събрана като част от работата по пречистване на отпадъчни води в Лондон Бектън. В допълнение, три и шест ваксиноподобни PV изолата от тип 1 и тип 3 бяха идентифицирани в 52 SS, събрани от Лондон между 11 януари и 4 юли 2022 г., всички от които включваха няколко мутации без генетична връзка, с изключение на родителския щам Sabin.

Общо 118 генетично свързани PV изолати, генетично свързани с ваксиналния щам Sabin 2 (с шест често срещани мутации, включително A481G и VP1-I143V сайт реверсии) бяха идентифицирани в 21 (от 52) последователни SS, придобити в Лондон между 8 февруари 2016 г. и 4 юли 2022 г. Изолатите, получени между 8 февруари и април 12, 2022, 11 допълнителни мутации при различни NT позиции, което увеличи PV генетичното разнообразие.

Изолатите бяха рекомбинантни с вид С ентеровирус с кръстосване на нуклеотидна позиция (nt) 5139. От 118 изолата, 20 отговаряха на критериите за получен от ваксина PV с шест до десет промени в VP1 капсиден протеин-кодиращ ген. 20-те изолата включват получен от ваксина PV тип 2, който произхожда от съседни дренажни зони с неприпокриващи се дренажни популации, което показва локално предаване на PV.

Само две проби (ENV-22-117 и ENV-22-027) включват PV изолати с подобни последователности. Генетично свързани изолати на PV тип 2 бяха открити в нарастващи концентрации в експерименти с клетъчни култури, проведени върху проби от района на Лондон Бектън от 12 април 2022 г.

Идентифицираните места за вземане на положителни проби предполагат, че PV присъства главно в няколко региона в Beckton и няколко квартала в източен и северен Лондон. Наблюдава се повишена чувствителност, когато тип 2 PV изолат-специфични праймери се използват във втория вложен PCR анализ. Тип 2 PV изолати могат да бъдат открити от проби от изпражнения, които са отчетени като отрицателни при експерименти за изолиране на вируса.

Изводи

Като цяло резултатите от проучването показаха, че мониторингът на околната среда позволява откриването на внос (и разпространение) на PV в Лондон на ранен етап, позволявайки бързи реакции на общественото здраве, включително засилено наблюдение и кампания за инактивирана полиомиелитна ваксина за една до девет години. стари деца. Изглежда, че вирусите се развиват в множество посоки и произхождат от общ източник, като няколко изолати от лондонска канализация PV тип 2 имат само една или подобни VP1 nt промени на щама Sabin-2, което предполага, че генетичните асоциации между изолатите не са базирани единствено на VP1 последователности.

Следователно може да е от решаващо значение да се прецизират дефинициите на вирусни организми, получени от ваксина, за да се осигури бързо и ранно откриване на случаи на предаване на PC, особено в страни, където полиомиелитът не е присъствал от няколко години.

Справка:

• 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

.