Teadlased kasutavad täiustatud keskkonnaseiret, et tuvastada poliomüeliidi tüüp 2 Londoni reoveeproovides

Teadlased kasutavad täiustatud keskkonnaseiret, et tuvastada poliomüeliidi tüüp 2 Londoni reoveeproovides

Hiljutises uuringus, mis avaldati aastal Lantsett Teadlased uurisid reovee (SS) proovidest saadud 2. tüüpi polioviiruse (PV) isolaatide molekulaarseid omadusi, et tuvastada PV levikut kogukondades.

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

taustal

PV levik on mõjutanud kõiki riike ja Maailma Terviseorganisatsioon (WHO) on selle liigitanud rahvusvaheliseks rahvatervise hädaolukorraks. Ülemaailmse PV-puhangu oht võib suureneda riikides, kus kasutatakse inaktiveeritud poliomüeliidi vaktsiine, mis pakuvad tugevat kaitset paralüütilise poliomüeliidi vastu, kuid on vähem tõhusad kui suukaudsed vaktsiinid PV leviku vastu ja võimaldavad tõenäoliselt pikka aega tuvastamata PV ringlust.

Käesoleva uuringu autorid on alates 2014. aastast Ühendkuningriigis (Ühendkuningriigis) juba läbi viinud PV keskkonnaseiret. Nad leidsid, et vaktsiinitaolisi PV isolaate võib juhuslikult avastada reovee (WW) proovides, mis on tõenäoliselt imporditud riikidest, kus kasutatakse vaktsineerimiseks suukaudseid poliomüeliidi vaktsiine ja kutsutakse esile immuunvastuseid.

Autorid olid aastatel 2017–2021 juba tuvastanud vastavalt kaks, kaks ja kaheksa vaktsiinitaolist PV isolaati tüüpidest 1, 2 ja 3, millest ükski ei olnud geneetiliselt seotud ja millel kõigil olid mutatsioonid ilma, et järgnevates WW proovides oleks leitud ühtegi seotud viirust, mis näitab, et kohalikku PV ülekandumist ei toimu.

Uuringu kohta

Käesolevas uuringus laiendasid teadlased oma varasemat analüüsi, viies läbi keskkonnaseire analüüsi, et tuvastada PV tüüpi 2 isolaadid Londoni reoveesüsteemides.

Ribonukleiinhape (RNA) ekstraheeriti SS-st ja viidi läbi polümeraasi ahelreaktsiooni (PCR) analüüs, kasutades PV enteroviiruse praimereid ja sekveneeriti kogu genoomi sekveneerimisega. SS-i testiti WHO soovitatud tehnikate abil, sealhulgas kontsentreerimine, viiruse eraldamine L20B hiirtel ja rabdomüosarkoomirakkudes ning molekulaarne iseloomustus. Samuti viidi läbi DDNS (otsene tuvastamine nanopooride sekveneerimise abil) ja fülogeneetilised analüüsid.

Lisaks kasutati uut nanopooride sekveneerimisprotokolli PV otseseks tuvastamiseks väljaheiteproovides ja kogu genoomi PV järjestuste kiireks genereerimiseks, et parandada nende geograafilise ülekande ja ajaloo mõistmist. Modifitseeritud protokollis kasutati 2. tüüpi PV isolaatidele suunatud praimereid, et parandada viiruse tuvastamise tundlikkust, vähendades algse tuvastamisprotokolliga saadud koostsirkuleerivate C enteroviiruse liikide VP1 järjestuse tausta.

Proovivõtuprotseduur viidi läbi põhjalikult, et leida piirkond, kus PV ülekandmine võib toimuda. Becktoni kanalisatsioonitehased jaotati väikesteks alamhaardeteks. Proovivõttu laiendati ka suurematele Londoni reoveepuhastitele väljaspool Becktonit, et uurida 2. tüüpi PV tõenäolist esinemist laiemates geograafilistes piirkondades.

Tulemused

8. veebruaril 2022 tuvastati Londoni Becktoni reoveepuhastustööde käigus kogutud reoveeproovis kaks vaktsiinitaolist PV tüüp 2 isolaati. Lisaks tuvastati 52 SS-is, mis koguti Londonist ajavahemikul 11. jaanuar 4. juuli 2022, kolm ja kuus 1. ja 3. tüüpi vaktsiinitaolist PV isolaati, mis kõik sisaldasid mõningaid mutatsioone, millel polnud geneetilist seost, välja arvatud Sabini vanemtüvi.

Kokku 118 geneetiliselt seotud PV isolaati, mis olid geneetiliselt seotud Sabin 2 vaktsiinitüvega (kuue levinud mutatsiooniga, sealhulgas A481G ja VP1-I143V saidi reversioonid), tuvastati 21 (52) järjestikusel SS-l, mis omandati Londonis ajavahemikus 8. veebruar 2016 20. veebruarist 24. juulini. ja 12. aprill 2022 11 täiendavat mutatsiooni erinevatel NT-del positsioonid, mis suurendasid PV geneetilist mitmekesisust.

Isolaadid olid rekombinantsed liigi C enteroviirusega, mille ristumine oli nukleotiidi positsioonis (nt) 5139. 118 isolaadist vastas 20 vaktsiinist pärineva PV kriteeriumidele, kusjuures VP1 kapsiidi valku kodeerivas geenis oli kuus kuni kümme nt muutust. 20 isolaati sisaldasid vaktsiinist saadud PV tüüp 2, mis pärinesid külgnevatest kuivenduspiirkondadest, kus kuivenduspopulatsioonid ei kattu, mis viitab kohalikule PV levikule.

Ainult kaks proovi (ENV-22-117 ja ENV-22-027) sisaldasid sarnaste järjestustega PV isolaate. Alates 12. aprillist 2022 avastati Londoni Becktoni piirkonnast pärit proovidega tehtud rakukultuurikatsetes kasvavates kontsentratsioonides geneetiliselt seotud PV tüüp 2 isolaate.

Tuvastatud positiivsed proovivõtukohad viitasid sellele, et PV esines peamiselt mõnes Becktoni piirkonnas ja mitmes Londoni ida- ja põhjaosas. Suurenenud tundlikkust täheldati, kui teises pesastatud PCR testis kasutati 2. tüüpi PV isolaadispetsiifilisi praimereid. 2. tüüpi PV isolaate võis tuvastada väljaheiteproovidest, mis olid viiruse eraldamise katsetes negatiivsed.

Järeldused

Üldiselt näitasid uuringutulemused, et keskkonnaseire võimaldas avastada PV importi (ja levikut) Londonis varajases staadiumis, võimaldades rahvatervise kiiret reageerimist, sealhulgas tõhustatud järelevalvet ja inaktiveeritud poliomüeliidi vaktsiini kampaaniat ühe kuni üheksa aasta jooksul. vanad lapsed. Tundub, et viirused arenevad mitmes suunas ja pärinevad ühisest allikast, kusjuures mitmel Londoni kanalisatsiooni PV 2. tüüpi isolaadil on ainult üks või sarnane VP1 nt muutus Sabin-2 tüvele, mis viitab sellele, et isolaatide vahelised geneetilised seosed ei põhine ainult VP1 järjestustel.

Seetõttu võib olla ülioluline täpsustada vaktsiinist pärinevate viirusorganismide määratlusi, et tagada PC ülekande sündmuste kiire ja varajane avastamine, eriti riikides, kus poliomüeliidi ei ole esinenud mitu aastat.

Viide:

• 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

.