Tutkijat käyttävät parannettua ympäristöseurantaa polioviruksen tyypin 2 havaitsemiseksi Lontoon jätevesinäytteistä

Tutkijat käyttävät parannettua ympäristöseurantaa polioviruksen tyypin 2 havaitsemiseksi Lontoon jätevesinäytteistä

Äskettäin julkaistussa tutkimuksessa Lansetti Tutkijat tutkivat jätevesinäytteistä (SS) saatujen tyypin 2 poliovirus (PV) -isolaattien molekyyliominaisuuksia havaitakseen PV:n leviämisen yhteisöissä.

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

tausta

PV-tartunta on vaikuttanut kaikkiin maihin, ja Maailman terveysjärjestö (WHO) on luokitellut sen kansainväliseksi kansanterveyshätätilanteeksi. Maailmanlaajuisen PV-epidemian riski voi kasvaa maissa, joissa käytetään inaktivoituja poliorokotteita, jotka tarjoavat vahvan suojan halvaantuvaa poliota vastaan, mutta joiden tehokkuus on heikompi kuin oraaliset rokotteet PV:n leviämistä vastaan ​​ja jotka todennäköisesti mahdollistavat havaitsemattoman PV-kierron pitkän ajan.

Tämän tutkimuksen tekijät ovat jo suorittaneet PV-ympäristön seurantaa Isossa-Britanniassa (Iso-Britannia) vuodesta 2014 alkaen. He havaitsivat, että rokotteen kaltaisia ​​PV-isolaatteja voidaan havaita satunnaisesti jätevesinäytteistä (WW), jotka todennäköisesti tuodaan maista, jotka käyttävät oraalisia poliorokotteita rokotuksiin ja saavat aikaan immuunivasteita.

Kirjoittajat olivat jo tunnistaneet kaksi, kaksi ja kahdeksan rokotteen kaltaista PV-isolaattia tyypeistä 1, 2 ja 3 vuosina 2017–2021, joista yksikään ei ollut geneettisesti sukua ja joissa kaikissa oli mutaatioita ilman, että myöhemmissä WW-näytteissä havaittu mitään vastaavia viruksia, mikä viittaa siihen, että paikallista PV-tartuntaa ei ole.

Tietoja tutkimuksesta

Tässä tutkimuksessa tutkijat laajensivat aiempaa analyysiään suorittamalla ympäristön seuranta-analyysin havaitakseen PV tyypin 2 isolaatteja Lontoon jätevesijärjestelmistä.

Ribonukleiinihappo (RNA) uutettiin SS:stä ja sille suoritettiin polymeraasiketjureaktio (PCR) analyysi käyttäen PV enterovirusalukkeita ja sekvensoitiin koko genomin sekvensoinnilla. SS testattiin käyttämällä WHO:n suosittelemia tekniikoita, mukaan lukien pitoisuus, viruksen eristäminen L20B-hiirissä ja rabdomyosarkoomasoluissa sekä molekyylien karakterisointi. Suoritettiin myös DDNS (suora havaitseminen nanohuokosekvensoinnilla) ja fylogeneettiset analyysit.

Lisäksi uutta nanohuokosekvensointiprotokollaa käytettiin suoraan PV-detektioon ulostenäytteistä ja koko genomin PV-sekvenssien nopeaan luomiseen niiden maantieteellisen leviämisen ja historian ymmärtämisen parantamiseksi. Modifioidussa protokollassa tyypin 2 PV-isolaatteihin kohdistettuja alukkeita käytettiin parantamaan viruksen havaitsemisen herkkyyttä vähentämällä alkuperäisellä havaitsemisprotokollalla saatujen yhteiskierrossa olevien C-enteroviruslajien VP1-sekvenssitaustaa.

Näytteenottomenettely suoritettiin kattavasti sen alueen paikallistamiseksi, jossa PV-välitystä saattaa esiintyä. Becktonin jätevesilaitokset jaettiin pieniin osavesialueisiin. Näytteenottoa laajennettiin myös suuriin Lontoon jätevedenpuhdistamoihin Becktonin ulkopuolella, jotta voidaan tutkia tyypin 2 aurinkosähkön todennäköistä esiintymistä laajemmilla maantieteellisillä alueilla.

Tulokset

8. helmikuuta 2022 Lontoon Becktonissa jätevedenkäsittelyn yhteydessä kerätystä jätevesinäytteestä tunnistettiin kaksi rokotteen kaltaista PV tyypin 2 isolaattia. Lisäksi kolme ja kuusi rokotteen kaltaista tyypin 1 ja tyypin 3 PV-isolaattia tunnistettiin 52 SS:stä, jotka kerättiin Lontoosta 11.1.-4.7.2022, ja kaikki sisälsivät muutamia mutaatioita, joilla ei ollut geneettistä yhteyttä, lukuun ottamatta Sabin-emokantaa.

Yhteensä 118 geneettisesti assosioitunutta PV-isolaattia, jotka liittyvät geneettisesti Sabin 2 -rokotekantaan (joilla on kuusi yleistä mutaatiota, mukaan lukien A481G- ja VP1-I143V-kohdan palautukset), tunnistettiin 21 (52) peräkkäisessä SS:ssä, joka hankittiin Lontoosta 8. helmikuuta 2016 välisenä aikana. ja 12. huhtikuuta 2022, 11 lisämutaatiota eri NT-asemissa, mikä lisäsi PV:n geneettistä monimuotoisuutta.

Isolaatit olivat rekombinantteja lajin C enteroviruksen kanssa, jonka risteytys oli nukleotidiasemassa (nt) 5139. 118 isolaatista 20 täytti rokoteperäisen PV:n kriteerit kuudesta kymmeneen NT:n muutoksilla VP1-kapsidiproteiinia koodaavassa geenissä. Nämä 20 isolaattia sisälsivät rokoteperäisen PV Type 2:n, joka oli peräisin viereisiltä valuma-alueilta, joilla ei ole päällekkäisiä poistopopulaatioita, mikä viittaa paikalliseen PV:n leviämiseen.

Vain kaksi näytettä (ENV-22-117 ja ENV-22-027) sisälsivät PV-isolaatteja samanlaisilla sekvensseillä. Geneettisesti liittyviä PV tyypin 2 isolaatteja havaittiin kasvavina pitoisuuksina soluviljelykokeissa, jotka suoritettiin näytteillä Lontoon Becktonin alueelta 12. huhtikuuta 2022 alkaen.

Havaitut positiiviset näytteenottopaikat viittasivat siihen, että aurinkosähköä esiintyi pääasiassa muutamilla alueilla Becktonissa ja useissa kaupunginosissa Itä- ja Pohjois-Lontoossa. Lisääntynyt herkkyys havaittiin, kun tyypin 2 PV-isolaattispesifisiä alukkeita käytettiin toisessa sisäkkäis-PCR-määrityksessä. Tyypin 2 PV-isolaatit voitiin havaita ulostenäytteistä, jotka raportoitiin negatiivisiksi viruseristyskokeissa.

Johtopäätökset

Kaiken kaikkiaan tutkimustulokset osoittivat, että ympäristön seuranta mahdollisti PV:n tuonnin (ja leviämisen) havaitsemisen Lontoossa varhaisessa vaiheessa, mikä mahdollisti nopeat kansanterveystoimet, mukaan lukien tehostettu valvonta ja inaktivoitu poliorokotekampanja yhdestä yhdeksään vuodessa. vanhoja lapsia. Virukset näyttävät kehittyvän useisiin suuntiin ja peräisin yhteisestä lähteestä, ja useissa Lontoon jäteveden PV tyypin 2 isolaateissa on vain yksi tai samanlainen VP1 nt -muutos Sabin-2-kannassa, mikä viittaa siihen, että geneettiset assosiaatiot isolaattien välillä eivät perustuneet pelkästään VP1-sekvensseihin.

Siksi voi olla ratkaisevan tärkeää tarkentaa rokotteista johdettujen virusorganismien määritelmiä, jotta voidaan varmistaa PC:n tartuntatapahtumien nopea ja varhainen havaitseminen, erityisesti maissa, joissa poliota ei ole esiintynyt useisiin vuosiin.

Viite:

• 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

.