Znanstvenici koriste poboljšani nadzor okoliša za otkrivanje poliovirusa tipa 2 u uzorcima londonske kanalizacije

Znanstvenici koriste poboljšani nadzor okoliša za otkrivanje poliovirusa tipa 2 u uzorcima londonske kanalizacije

U nedavnoj studiji objavljenoj u Lanceta Istraživači su ispitivali molekularne karakteristike izolata poliovirusa tipa 2 (PV) dobivenih iz uzoraka otpadnih voda (SS) kako bi otkrili prijenos PV-a u zajednicama.

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

pozadina

Prijenos PV-a zahvatio je sve zemlje, a Svjetska zdravstvena organizacija (WHO) klasificirala ga je kao međunarodnu hitnu javnozdravstvenu situaciju. Rizik od globalnog izbijanja PV-a mogao bi se pogoršati u zemljama koje koriste inaktivirana cjepiva protiv dječje paralize, koja pružaju snažnu zaštitu od paralitičkog poliomijelitisa, ali imaju nižu učinkovitost od oralnih cjepiva protiv izlučivanja PV-a i vjerojatno će omogućiti neotkrivenu cirkulaciju PV-a tijekom dugog vremenskog razdoblja.

Autori ove studije već su proveli praćenje PV okoliša u Ujedinjenom Kraljevstvu (UK) počevši od 2014. Otkrili su da se PV izolati slični cjepivu mogu sporadično detektirati u uzorcima otpadnih voda (WW) najvjerojatnije uvezenih iz zemalja koje koriste oralna cjepiva protiv dječje paralize za cijepljenje i izazivanje imunoloških odgovora.

Autori su već identificirali dva, dva i osam PV izolata sličnih cjepivu tipa 1, 2 i 3, redom, od 2017. do 2021., od kojih nijedan nije bio genetski povezan i svi su imali mutacije bez ikakvih povezanih virusa koji su otkriveni u sljedećim uzorcima WW, što ukazuje da nema lokalnog prijenosa PV.

O studiju

U ovoj studiji istraživači su proširili svoju prethodnu analizu provodeći analizu praćenja okoliša kako bi otkrili izolate PV tipa 2 u sustavima otpadnih voda u Londonu.

Ribonukleinska kiselina (RNA) ekstrahirana je iz SS i podvrgnuta analizi lančane reakcije polimeraze (PCR) korištenjem početnica PV enterovirusa i sekvencionirana sekvenciranjem cijelog genoma. SS su testirani pomoću tehnika koje preporučuje SZO, uključujući koncentraciju, izolaciju virusa u L20B miševa i stanica rabdomiosarkoma, te molekularnu karakterizaciju. Također su provedene DDNS (izravna detekcija sekvenciranjem nanopora) i filogenetske analize.

Osim toga, novi protokol sekvenciranja nanopora korišten je za izravnu detekciju PV u uzorcima stolice i brzo generiranje PV sekvenci cijelog genoma kako bi se poboljšalo razumijevanje njihovog geografskog prijenosa i povijesti. U modificiranom protokolu, početnice koje ciljaju izolate PV tipa 2 korištene su za poboljšanje osjetljivosti otkrivanja virusa smanjenjem pozadine VP1 sekvence kocirkulirajućih vrsta C enterovirusa dobivenih izvornim protokolom za otkrivanje.

Postupak uzorkovanja proveden je sveobuhvatno kako bi se lociralo područje gdje bi moglo doći do fotonaponskog prijenosa. Becktonovi sustavi kanalizacije podijeljeni su u male podslivove. Uzorkovanje je također prošireno na veća postrojenja za pročišćavanje otpadnih voda u Londonu izvan Becktona kako bi se istražila vjerojatna prisutnost PV tipa 2 u širim geografskim područjima.

Rezultati

Dana 8. veljače 2022. dva izolata PV tipa 2 slična cjepivu identificirana su u uzorku otpadne vode prikupljenoj u sklopu pročišćavanja otpadnih voda u London Becktonu. Osim toga, tri i šest PV izolata tipa 1 i tipa 3 nalik cjepivu identificirani su u 52 SS prikupljena iz Londona između 11. siječnja i 4. srpnja 2022., a svi su uključivali nekoliko mutacija bez genetske povezanosti, osim za roditeljski soj Sabin.

Ukupno 118 genetski povezanih PV izolata genetski povezanih sa sojem cjepiva Sabin 2 (sa šest uobičajenih mutacija, uključujući reverzije mjesta A481G i VP1-I143V) identificirano je u 21 (od 52) uzastopnih SS dobivenih u Londonu između 8. veljače 2016. i 4. srpnja 2022. Izolati stečeni između 8. veljače i travnja 12, 2022, 11 dodatnih mutacija na različitim NT pozicijama, koje povećana PV genetska raznolikost.

Izolati su bili rekombinanti s enterovirusom vrste C s križanjem na položaju nukleotida (nt) 5139. Od 118 izolata, 20 je zadovoljilo kriterije za PV izvedeno iz cjepiva sa šest do deset nt promjena u genu za kodiranje kapsidnog proteina VP1. 20 izolata uključivalo je PV tip 2 izveden iz cjepiva, koji je potekao iz susjednih drenažnih područja s nepreklapajućim drenažnim populacijama, što ukazuje na lokalni prijenos PV.

Samo dva uzorka (ENV-22-117 i ENV-22-027) uključivala su PV izolate sa sličnim sekvencama. Genetski povezani izolati PV tipa 2 otkriveni su u sve većim koncentracijama u pokusima stanične kulture provedenim na uzorcima iz regije London Beckton od 12. travnja 2022.

Identificirana mjesta za uzimanje pozitivnih uzoraka sugeriraju da je PV uglavnom bio prisutan u nekoliko regija unutar Becktona i nekoliko četvrti u istočnom i sjevernom Londonu. Povećana osjetljivost primijećena je kada su korišteni početnici specifični za izolat tipa 2 PV u drugom ugniježđenom PCR testu. Izolati PV tipa 2 mogu se detektirati iz uzoraka stolice koji su bili negativni u eksperimentima izolacije virusa.

Zaključci

Sveukupno, rezultati studije pokazali su da je praćenje okoliša omogućilo otkrivanje uvoza PV (i širenja) u Londonu u ranoj fazi, omogućujući brze javnozdravstvene odgovore, uključujući pojačani nadzor i kampanju inaktiviranog cjepiva protiv dječje paralize u roku od jedne do devet godina. stara djeca. Čini se da se virusi razvijaju u više smjerova i potječu iz zajedničkog izvora, s nekoliko izolata londonske kanalizacije PV tipa 2 koji imaju samo jednu ili slične promjene VP1 nt u odnosu na soj Sabin-2, što sugerira da se genetske povezanosti između izolata ne temelje samo na sekvencama VP1.

Stoga bi moglo biti ključno poboljšati definicije virusnih organizama izvedenih iz cjepiva kako bi se osiguralo brzo i rano otkrivanje događaja prijenosa PC-a, posebno u zemljama u kojima polio nije bio prisutan nekoliko godina.

Referenca:

• 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

.