Vědci používají vylepšené monitorování životního prostředí k detekci polioviru typu 2 ve vzorcích londýnské odpadní vody

Vědci používají vylepšené monitorování životního prostředí k detekci polioviru typu 2 ve vzorcích londýnské odpadní vody

V nedávné studii publikované v Lanceta Výzkumníci zkoumali molekulární charakteristiky izolátů polioviru (PV) typu 2 získaných ze vzorků odpadních vod (SS), aby detekovali přenos PV v komunitách.

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

pozadí

Přenos PV zasáhl všechny země a Světovou zdravotnickou organizací (WHO) byl klasifikován jako mezinárodní stav ohrožení veřejného zdraví. Riziko globálního propuknutí PV by se mohlo zvýšit v zemích, které používají inaktivované vakcíny proti obrně, které poskytují silnou ochranu proti paralytické obrně, ale mají nižší účinnost než perorální vakcíny proti uvolňování PV a pravděpodobně umožňují nezjištěnou cirkulaci PV po dlouhou dobu.

Autoři této studie již provedli monitorování prostředí PV ve Spojeném království (UK) počínaje rokem 2014. Zjistili, že izoláty PV podobné vakcínám lze sporadicky detekovat ve vzorcích odpadních vod (WW) s největší pravděpodobností dovezených ze zemí, které používají orální vakcíny proti obrně k očkování a vyvolávají imunitní reakce.

Autoři již identifikovali dva, dva a osm vakcinačně podobných izolátů PV typů 1, 2 a 3 v letech 2017 až 2021, z nichž žádný nebyl geneticky příbuzný a všechny měly mutace, aniž by v následných vzorcích WW byly detekovány jakékoli příbuzné viry, což naznačuje, že neexistuje žádný místní přenos PV.

O studiu

V této studii výzkumníci rozšířili svou předchozí analýzu provedením analýzy monitorování životního prostředí, aby detekovali izoláty FV typu 2 v systémech odpadních vod v Londýně.

Ribonukleová kyselina (RNA) byla extrahována z SS a podrobena analýze polymerázové řetězové reakce (PCR) s použitím primerů PV enteroviru a sekvenována sekvenováním celého genomu. SS byly testovány pomocí technik doporučených WHO, včetně koncentrace, izolace viru u myší L20B a buněk rabdomyosarkomu a molekulární charakterizace. Dále byla provedena DDNS (přímá detekce pomocí nanopórového sekvenování) a fylogenetické analýzy.

Kromě toho byl použit nový protokol sekvenování nanopórů pro přímou detekci PV ve vzorcích stolice a rychlé generování sekvencí PV celého genomu, aby se zlepšilo pochopení jejich geografického přenosu a historie. V modifikovaném protokolu byly primery zacílené na izoláty PV typu 2 použity ke zlepšení citlivosti detekce viru snížením pozadí sekvence VP1 kocirkulujících druhů enteroviru C získaného pomocí původního protokolu detekce.

Postup odběru vzorků byl proveden komplexně, aby se lokalizovala oblast, kde by mohlo dojít k přenosu PV. Becktonovy čistírny odpadních vod byly rozděleny do malých dílčích povodí. Odběr vzorků byl také rozšířen na větší londýnské čistírny odpadních vod mimo Beckton, aby se prozkoumala pravděpodobná přítomnost PV typu 2 v širších geografických oblastech.

Výsledky

8. února 2022 byly ve vzorku odpadní vody odebraném v rámci prací na čištění odpadních vod v London Beckton identifikovány dva izoláty PV typu 2 podobné vakcíně. Kromě toho byly identifikovány tři a šest vakcinačně podobných izolátů PV typu 1 a typu 3 v 52 SS odebraných z Londýna mezi 11. lednem a 4. červencem 2022, z nichž všechny zahrnovaly několik mutací bez genetického vztahu, s výjimkou rodičovského kmene Sabin.

Celkem 118 geneticky asociovaných izolátů PV geneticky spojených s vakcinačním kmenem Sabin 2 (se šesti běžnými mutacemi, včetně reverzí místa A481G a VP1-I143V) bylo identifikováno ve 21 (z 52) po sobě jdoucích SS získaných v Londýně mezi 8. únorem 2016 a 4. únorem 12022. 2022, 11 dalších mutací v různých polohách NT, což zvýšilo genetickou diverzitu PV.

Izoláty byly rekombinanty s enterovirem druhu C s křížením na nukleotidové pozici (nt) 5139. Ze 118 izolátů 20 splňovalo kritéria pro PV pocházející z vakcíny se šesti až deseti nt změnami v genu kódujícím kapsidový protein VP1. Těchto 20 izolátů zahrnovalo PV typu 2 pocházející z vakcíny, které pocházely ze sousedních odvodňovacích oblastí s nepřekrývajícími se odvodňovacími populacemi, což ukazuje na místní přenos PV.

Pouze dva vzorky (ENV-22-117 a ENV-22-027) obsahovaly izoláty PV s podobnými sekvencemi. Geneticky asociované izoláty PV typu 2 byly detekovány ve zvyšujících se koncentracích v experimentech na buněčných kulturách prováděných na vzorcích z oblasti London Beckton od 12. dubna 2022.

Zjištěná pozitivní místa odběru vzorků naznačovala, že PV byla přítomna hlavně v několika regionech v Becktonu a několika čtvrtích ve východním a severním Londýně. Zvýšená citlivost byla pozorována při použití primerů specifických pro izolát PV typu 2 ve druhém vnořeném testu PCR. Izoláty PV typu 2 mohly být detekovány ze vzorků stolice, které byly v experimentech s izolací viru hlášeny jako negativní.

Závěry

Celkově výsledky studie ukázaly, že monitorování životního prostředí umožnilo odhalit dovoz (a šíření) fotovoltaiky v Londýně v rané fázi, což umožnilo rychlé reakce veřejného zdraví, včetně zvýšeného dohledu a kampaně inaktivované vakcíny proti obrně během jednoho až devíti let. staré děti. Zdá se, že viry se vyvíjejí více směry a pocházejí ze společného zdroje, přičemž několik izolátů PV typu 2 z londýnských odpadních vod má pouze jednu nebo podobné změny VP1 nt jako kmen Sabin-2, což naznačuje, že genetické asociace mezi izoláty nebyly založeny pouze na sekvencích VP1.

Proto může být klíčové upřesnit definice virových organismů pocházejících z vakcíny, aby byla zajištěna rychlá a časná detekce případů přenosu PC, zejména v zemích, kde se obrna již několik let nevyskytuje.

Odkaz:

• 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

.