Οι επιστήμονες χρησιμοποιούν βελτιωμένη παρακολούθηση του περιβάλλοντος για την ανίχνευση του ιού της πολιομυελίτιδας τύπου 2 σε δείγματα λυμάτων του Λονδίνου

Οι επιστήμονες χρησιμοποιούν βελτιωμένη παρακολούθηση του περιβάλλοντος για την ανίχνευση του ιού της πολιομυελίτιδας τύπου 2 σε δείγματα λυμάτων του Λονδίνου

Σε πρόσφατη μελέτη που δημοσιεύτηκε στο Το νυστέρι Οι ερευνητές εξέτασαν τα μοριακά χαρακτηριστικά των προϊόντων απομόνωσης του ιού της πολιομυελίτιδας τύπου 2 (PV) που λαμβάνονται από δείγματα λυμάτων (SS) για να ανιχνεύσουν τη μετάδοση ΦΒ σε κοινότητες.

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

φόντο

Η μετάδοση φωτοβολταϊκών έχει επηρεάσει όλες τις χώρες και έχει χαρακτηριστεί ως διεθνής κατάσταση έκτακτης ανάγκης για τη δημόσια υγεία από τον Παγκόσμιο Οργανισμό Υγείας (ΠΟΥ). Ο κίνδυνος παγκόσμιας εστίας ΦΒ μπορεί να επιδεινωθεί σε χώρες που χρησιμοποιούν αδρανοποιημένα εμβόλια πολιομυελίτιδας, τα οποία παρέχουν ισχυρή προστασία έναντι της παραλυτικής πολιομυελίτιδας, αλλά έχουν χαμηλότερη αποτελεσματικότητα από τα από του στόματος εμβόλια κατά της αποβολής ΦΒ και είναι πιθανό να επιτρέπουν μη ανιχνευμένη κυκλοφορία ΦΒ για μεγάλο χρονικό διάστημα.

Οι συγγραφείς της παρούσας μελέτης έχουν ήδη πραγματοποιήσει περιβαλλοντική παρακολούθηση ΦΒ στο Ηνωμένο Βασίλειο (Ηνωμένο Βασίλειο) ξεκινώντας το 2014. Διαπίστωσαν ότι απομονώσεις που μοιάζουν με εμβόλια θα μπορούσαν να ανιχνευθούν σποραδικά σε δείγματα λυμάτων (WW) που πιθανότατα εισάγονται από χώρες που χρησιμοποιούν εμβόλια πολιομυελίτιδας από του στόματος για εμβολιασμό και προκαλούν ανοσολογικές αποκρίσεις.

Οι συγγραφείς είχαν ήδη εντοπίσει δύο, δύο και οκτώ εμβόλια τύπου PV απομονώσεις των τύπων 1, 2 και 3, αντίστοιχα, από το 2017 έως το 2021, κανένα από τα οποία δεν ήταν γενετικά συγγενικό και όλα είχαν μεταλλάξεις χωρίς να ανιχνεύτηκαν σχετικοί ιοί σε επόμενα δείγματα WW, υποδεικνύοντας ότι δεν υπάρχει τοπική μετάδοση PV.

Σχετικά με τη μελέτη

Στην παρούσα μελέτη, οι ερευνητές επέκτειναν την προηγούμενη ανάλυσή τους πραγματοποιώντας ανάλυση περιβαλλοντικής παρακολούθησης για τον εντοπισμό απομονώσεων ΦΒ τύπου 2 σε συστήματα αποχέτευσης στο Λονδίνο.

Το ριβονουκλεϊκό οξύ (RNA) εκχυλίστηκε από SS και υποβλήθηκε σε ανάλυση αλυσιδωτής αντίδρασης πολυμεράσης (PCR) χρησιμοποιώντας εκκινητές PV εντεροϊού και αλληλουχήθηκε με αλληλούχιση ολόκληρου του γονιδιώματος. Τα SS δοκιμάστηκαν χρησιμοποιώντας τεχνικές που συνιστώνται από τον ΠΟΥ, συμπεριλαμβανομένης της συγκέντρωσης, της απομόνωσης του ιού σε ποντίκια L20B και των κυττάρων ραβδομυοσαρκώματος και του μοριακού χαρακτηρισμού. Πραγματοποιήθηκαν επίσης αναλύσεις DDNS (άμεση ανίχνευση με αλληλούχιση νανοπόρου) και φυλογενετικές αναλύσεις.

Επιπλέον, χρησιμοποιήθηκε ένα νέο πρωτόκολλο αλληλουχίας νανοπόρων για την άμεση ανίχνευση Φ/Β σε δείγματα κοπράνων και την ταχεία δημιουργία αλληλουχιών φωτοβολταϊκών πλήρους γονιδιώματος για τη βελτίωση της κατανόησης της γεωγραφικής μετάδοσης και της ιστορίας τους. Στο τροποποιημένο πρωτόκολλο, χρησιμοποιήθηκαν εκκινητές που στοχεύουν απομονώσεις PV τύπου 2 για τη βελτίωση της ευαισθησίας της ανίχνευσης του ιού μειώνοντας το υπόβαθρο της αλληλουχίας VP1 του συν-κυκλοφορούντος είδους εντεροϊού C που ελήφθη με το αρχικό πρωτόκολλο ανίχνευσης.

Η διαδικασία δειγματοληψίας διεξήχθη διεξοδικά για τον εντοπισμό της περιοχής όπου μπορεί να συμβεί μετάδοση Φ/Β. Τα έργα αποχέτευσης του Beckton χωρίστηκαν σε μικρές υπολεκάνες απορροής. Η δειγματοληψία επεκτάθηκε επίσης σε μεγαλύτερες μονάδες επεξεργασίας λυμάτων του Λονδίνου εκτός του Beckton για να διερευνηθεί η πιθανή παρουσία φωτοβολταϊκών τύπου 2 σε ευρύτερες γεωγραφικές περιοχές.

Αποτελέσματα

Στις 8 Φεβρουαρίου 2022, εντοπίστηκαν δύο απομονώσεις τύπου 2 που μοιάζουν με εμβόλια σε δείγμα λυμάτων που συλλέχθηκε ως μέρος της εργασίας επεξεργασίας λυμάτων στο Λονδίνο Beckton. Επιπλέον, τρία και έξι εμβόλια τύπου PV απομονώσεις τύπου 1 και τύπου 3 εντοπίστηκαν σε 52 SS που συλλέχθηκαν από το Λονδίνο μεταξύ 11 Ιανουαρίου και 4 Ιουλίου 2022, τα οποία περιελάμβαναν μερικές μεταλλάξεις χωρίς γενετική σχέση, εκτός από το γονικό στέλεχος Sabin.

Συνολικά 118 γενετικά σχετιζόμενα απομονωμένα στελέχη PV που συνδέονται γενετικά με το στέλεχος εμβολίου Sabin 2 (με έξι κοινές μεταλλάξεις, συμπεριλαμβανομένων των αναστροφών θέσεων A481G και VP1-I143V) εντοπίστηκαν σε 21 (από 52) διαδοχικά SS που αποκτήθηκαν στο Λονδίνο μεταξύ 8 Φεβρουαρίου 206 και 246 Φεβρουαρίου. 8 και 12 Απριλίου 2022, 11 επιπλέον μεταλλάξεις σε διαφορετικές θέσεις NT, που αύξησε τη γενετική ποικιλότητα των ΦΒ.

Τα προϊόντα απομόνωσης ήταν ανασυνδυασμένα με έναν εντεροϊό του είδους C με διασταύρωση στη θέση νουκλεοτιδίου (nt) 5139. Από 118 απομονώσεις, 20 πληρούσαν τα κριτήρια για PV προερχόμενη από εμβόλιο με αλλαγές έξι έως δέκα nt στο γονίδιο που κωδικοποιεί την πρωτεΐνη καψιδίου VP1. Οι 20 απομονώσεις περιελάμβαναν Φ/Β Τύπου 2 προερχόμενο από εμβόλιο, το οποίο προήλθε από παρακείμενες περιοχές αποστράγγισης με μη επικαλυπτόμενους πληθυσμούς αποστράγγισης, γεγονός που υποδηλώνει τοπική μετάδοση ΦΒ.

Μόνο δύο δείγματα (ENV-22-117 και ENV-22-027) περιλάμβαναν απομονώσεις ΦΒ με παρόμοιες αλληλουχίες. Γενετικά συνδεδεμένα στελέχη PV τύπου 2 ανιχνεύθηκαν σε αυξανόμενες συγκεντρώσεις σε πειράματα κυτταροκαλλιέργειας που πραγματοποιήθηκαν σε δείγματα από την περιοχή Beckton του Λονδίνου από τις 12 Απριλίου 2022.

Οι θετικές τοποθεσίες δειγματοληψίας που εντοπίστηκαν υποδηλώνουν ότι η Φ/Β ήταν κυρίως παρούσα σε μερικές περιοχές εντός του Beckton και σε αρκετούς δήμους στο ανατολικό και βόρειο Λονδίνο. Παρατηρήθηκε αυξημένη ευαισθησία όταν χρησιμοποιήθηκαν εκκινητές ειδικοί για απομόνωση PV τύπου 2 στη δεύτερη δοκιμασία ένθετης PCR. Φ/Β απομονώσεις τύπου 2 μπορούσαν να ανιχνευθούν από δείγματα κοπράνων που αναφέρθηκαν αρνητικά σε πειράματα απομόνωσης ιών.

συμπεράσματα

Συνολικά, τα αποτελέσματα της μελέτης έδειξαν ότι η περιβαλλοντική παρακολούθηση επέτρεψε τον εντοπισμό εισαγωγής (και εξάπλωσης) Φ/Β στο Λονδίνο σε πρώιμο στάδιο, επιτρέποντας γρήγορες απαντήσεις στη δημόσια υγεία, συμπεριλαμβανομένης της αυξημένης επιτήρησης και μιας εκστρατείας αδρανοποιημένου εμβολίου κατά της πολιομυελίτιδας σε ένα έως εννέα χρόνια. μεγάλα παιδιά. Οι ιοί φαίνεται να εξελίσσονται σε πολλαπλές κατευθύνσεις και προέρχονται από μια κοινή πηγή, με αρκετές απομονώσεις PV λυμάτων Λονδίνου τύπου 2 να έχουν μόνο μία ή παρόμοιες αλλαγές VP1 nt στο στέλεχος Sabin-2, υποδηλώνοντας ότι οι γενετικές συσχετίσεις μεταξύ των απομονώσεων δεν βασίζονταν αποκλειστικά σε αλληλουχίες VP1.

Ως εκ τούτου, μπορεί να είναι ζωτικής σημασίας να βελτιωθούν οι ορισμοί των ιικών οργανισμών που προέρχονται από εμβόλια για να διασφαλιστεί η ταχεία και έγκαιρη ανίχνευση συμβάντων μετάδοσης από υπολογιστή, ειδικά σε χώρες όπου η πολιομυελίτιδα δεν είναι παρούσα εδώ και αρκετά χρόνια.

Αναφορά:

• 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

.