A tudósok továbbfejlesztett környezeti monitorozást alkalmaznak a 2-es típusú poliovírus kimutatására londoni szennyvízmintákban

A tudósok továbbfejlesztett környezeti monitorozást alkalmaznak a 2-es típusú poliovírus kimutatására londoni szennyvízmintákban

Egy nemrégiben megjelent tanulmányban A lándzsa A kutatók a szennyvízmintákból (SS) nyert 2-es típusú poliovírus (PV) izolátumok molekuláris jellemzőit vizsgálták, hogy kimutathassák a PV közösségekben történő átvitelét.

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

háttér

A PV átvitel minden országot érintett, és az Egészségügyi Világszervezet (WHO) nemzetközi közegészségügyi vészhelyzetnek minősítette. A globális PV-járvány kockázata tovább fokozódhat azokban az országokban, ahol inaktivált polio-vakcinákat használnak, amelyek erőteljes védelmet nyújtanak a bénító gyermekbénulás ellen, de alacsonyabb hatékonysággal rendelkeznek, mint az orális vakcinák a PV-leválás ellen, és valószínűleg hosszú ideig lehetővé teszik a PV-keringést.

A jelen tanulmány szerzői 2014-től már végeztek PV környezeti monitorozást az Egyesült Királyságban (Egyesült Királyság). Azt találták, hogy a vakcinaszerű PV-izolátumok szórványosan kimutathatók a szennyvízmintákban (WW), amelyeket nagy valószínűséggel olyan országokból importáltak, amelyek orális polio-vakcinákat használnak oltásra és immunválaszt váltanak ki.

A szerzők 2017-től 2021-ig már azonosítottak két, kettő és nyolc vakcinaszerű PV-izolátumot, 1-es, 2-es és 3-as típusból, amelyek egyike sem volt genetikailag rokon, és mindegyik mutációt mutatott anélkül, hogy a következő WW-mintákban vírust észleltek volna, ami azt jelzi, hogy nincs helyi PV-átvitel.

A tanulmányról

A jelen tanulmányban a kutatók kiterjesztették korábbi elemzésüket egy környezeti monitorozási elemzéssel a 2-es típusú PV izolátumok kimutatására London szennyvízrendszereiben.

A ribonukleinsavat (RNS) extraháltuk az SS-ből, és polimeráz láncreakció (PCR) elemzésnek vetettük alá PV enterovírus primerek felhasználásával, és teljes genom szekvenálással szekvenáltuk. Az SS-t a WHO által javasolt technikákkal tesztelték, beleértve a koncentrációt, a vírusizolálást L20B egerekben és a rhabdomyosarcoma sejtekben, valamint a molekuláris jellemzést. DDNS (direkt detektálás nanopórusos szekvencia segítségével) és filogenetikai analíziseket is végeztünk.

Ezenkívül egy új nanopórusos szekvenálási protokollt alkalmaztak a székletminták közvetlen PV-detektálására és a teljes genom PV-szekvenciáinak gyors generálására, hogy jobban megértsék azok földrajzi átvitelét és történetét. A módosított protokollban a 2-es típusú PV izolátumokat célzó primereket alkalmaztuk a vírusdetektálás érzékenységének javítására, csökkentve az eredeti kimutatási protokollal nyert, együtt keringő C enterovírus fajok VP1 szekvencia hátterét.

A mintavételi eljárást átfogóan végezték el, hogy megtalálják azt a régiót, ahol a PV átvitel előfordulhat. A Beckton szennyvízműveit kis részvízgyűjtőkre osztották fel. A mintavételt kiterjesztették a Becktonon kívüli nagyobb londoni szennyvíztisztító telepekre is, hogy megvizsgálják a 2-es típusú PV valószínű jelenlétét szélesebb földrajzi területeken.

Eredmények

2022. február 8-án két vakcinaszerű PV 2-es típusú izolátumot azonosítottak egy szennyvízmintában, amelyet a londoni Beckton szennyvízkezelési munkálatok során gyűjtöttek. Ezenkívül három és hat vakcinaszerű 1-es és 3-as típusú PV-izolátumot azonosítottak 52 SS-ben, amelyeket Londonból gyűjtöttek 2022. január 11. és július 4. között, amelyek mindegyike tartalmazott néhány genetikai rokonság nélküli mutációt, kivéve a Sabin szülői törzset.

Összesen 118 genetikailag asszociált PV-izolátumot azonosítottak, amelyek genetikailag kapcsolódnak a Sabin 2 vakcinatörzshez (hat gyakori mutációval, beleértve az A481G és VP1-I143V helyváltoztatásokat) 21 (52) egymást követő SS-ben, amelyeket Londonban szereztek be 2016. február 8. és július 20. között. és 2022. április 12-én 11 további mutáció különböző NT-ken pozíciókat, ami növelte a PV genetikai diverzitását.

Az izolátumok egy C típusú enterovírus rekombinánsai voltak, keresztezéssel az 5139. nukleotid pozícióban. 118 izolátum közül 20 felelt meg a vakcinából származó PV kritériumainak, a VP1 kapszid fehérjét kódoló gén hat-tíz nukleotid változásával. A 20 izolátum tartalmazta a vakcinából származó 2-es típusú PV-t, amely szomszédos vízelvezető területekről származott, ahol nem átfedő vízelvezető populációk találhatók, jelezve a helyi PV átvitelt.

Csak két minta (ENV-22-117 és ENV-22-027) tartalmazott hasonló szekvenciájú PV-izolátumokat. A 2022. április 12-től a London Beckton régióból származó mintákon végzett sejttenyésztési kísérletekben egyre nagyobb koncentrációban mutattak ki genetikailag asszociált PV 2-es típusú izolátumokat.

Az azonosított pozitív mintavételi helyek azt sugallták, hogy a PV főként néhány Beckton régióban és London keleti és északi kerületeiben volt jelen. Fokozott érzékenységet figyeltek meg, amikor 2-es típusú PV-izolátum-specifikus primereket használtak a második beágyazott PCR-vizsgálatban. A 2-es típusú PV-izolátumokat olyan székletmintákból lehetett kimutatni, amelyekről vírusizolációs kísérletekben negatív eredményt adtak.

Következtetések

Összességében a tanulmányi eredmények azt mutatták, hogy a környezeti monitorozás lehetővé tette a PV behozatalának (és terjedésének) korai szakaszban történő észlelését Londonban, lehetővé téve a gyors közegészségügyi válaszlépéseket, beleértve a fokozott felügyeletet és egy inaktivált gyermekbénulás elleni oltási kampányt egy-kilenc éven belül. öreg gyerekek. Úgy tűnik, hogy a vírusok több irányba fejlődnek, és közös forrásból származnak, számos londoni szennyvíz PV 2-es típusú izolátumban csak egy vagy hasonló VP1 nt változás van a Sabin-2 törzshez képest, ami arra utal, hogy az izolátumok közötti genetikai asszociációk nem kizárólag a VP1 szekvenciákon alapultak.

Ezért kulcsfontosságú lehet az oltóanyagból származó vírusszervezetek definícióinak finomítása a PC-transzmissziós események gyors és korai felismerése érdekében, különösen azokban az országokban, ahol a gyermekbénulás több éve nem volt jelen.

Referencia:

• 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

.