Zinātnieki izmanto uzlabotu vides monitoringu, lai Londonas notekūdeņu paraugos atklātu 2. tipa poliovīrusu

Zinātnieki izmanto uzlabotu vides monitoringu, lai Londonas notekūdeņu paraugos atklātu 2. tipa poliovīrusu

Nesenā pētījumā, kas publicēts Lancete Pētnieki pārbaudīja 2. tipa poliovīrusa (PV) izolātu, kas iegūti no notekūdeņu (SS) paraugiem, molekulārās īpašības, lai noteiktu PV pārnešanu kopienās.

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

fons

PV pārraide ir skārusi visas valstis, un Pasaules Veselības organizācija (PVO) to klasificējusi kā starptautisku ārkārtas situāciju sabiedrības veselības jomā. Globālā PV uzliesmojuma risks var palielināties valstīs, kurās tiek izmantotas inaktivētas poliomielīta vakcīnas, kas nodrošina spēcīgu aizsardzību pret paralītisku poliomielītu, bet kurām ir zemāka efektivitāte nekā perorālajām vakcīnām pret PV izplatīšanos, un tās, visticamāk, ļaus ilgstoši neatklātu PV cirkulāciju.

Šī pētījuma autori jau ir veikuši PV vides monitoringu Apvienotajā Karalistē (Apvienotajā Karalistē), sākot no 2014. gada. Viņi atklāja, ka vakcīnai līdzīgus PV izolātus var sporādiski noteikt notekūdeņu (WW) paraugos, kas, visticamāk, ievesti no valstīm, kurās vakcinācijai tiek izmantotas perorālās poliomielīta vakcīnas un kas izraisa imūnās atbildes reakcijas.

Autori jau bija identificējuši divus, divus un astoņus vakcīnai līdzīgus 1., 2. un 3. tipa PV izolātus no 2017. līdz 2021. gadam, no kuriem neviens nebija ģenētiski saistīts un kuriem visiem bija mutācijas, un turpmākajos WW paraugos netika atklāti saistīti vīrusi, kas liecina, ka nav lokālas PV transmisijas.

Par pētījumu

Šajā pētījumā pētnieki paplašināja savu iepriekšējo analīzi, veicot vides monitoringa analīzi, lai atklātu PV 2. tipa izolātus notekūdeņu sistēmās Londonā.

Ribonukleīnskābe (RNS) tika ekstrahēta no SS un pakļauta polimerāzes ķēdes reakcijas (PCR) analīzei, izmantojot PV enterovīrusa primerus, un sekvencēta ar visa genoma sekvencēšanu. SS tika pārbaudīti, izmantojot PVO ieteiktās metodes, tostarp koncentrāciju, vīrusa izolāciju L20B pelēs un rabdomiosarkomas šūnās un molekulāro raksturojumu. Tika veiktas arī DDNS (tiešā noteikšana ar nanoporu sekvencēšanu) un filoģenētiskās analīzes.

Turklāt tika izmantots jauns nanoporu sekvencēšanas protokols tiešai PV noteikšanai izkārnījumu paraugos un ātrai visa genoma PV sekvenču ģenerēšanai, lai uzlabotu izpratni par to ģeogrāfisko pārnešanu un vēsturi. Modificētajā protokolā tika izmantoti primeri, kas vērsti uz 2. tipa PV izolātiem, lai uzlabotu vīrusa noteikšanas jutīgumu, samazinot kocirkulējošo C enterovīrusu sugu VP1 sekvences fonu, kas iegūts ar sākotnējo noteikšanas protokolu.

Paraugu ņemšanas procedūra tika veikta visaptveroši, lai noteiktu reģionu, kurā varētu notikt PV pārraide. Bektona notekūdeņu rūpnīcas tika sadalītas nelielos sateces baseinos. Paraugu ņemšana tika paplašināta arī uz lielākām Londonas notekūdeņu attīrīšanas iekārtām ārpus Bektonas, lai izpētītu iespējamo 2. tipa PV klātbūtni plašākos ģeogrāfiskos apgabalos.

Rezultāti

2022. gada 8. februārī notekūdeņu paraugā, kas tika savākts notekūdeņu attīrīšanas darbu ietvaros Londonas Bektonā, tika identificēti divi vakcīnai līdzīgi PV 2. tipa izolāti. Turklāt trīs un seši vakcīnai līdzīgi 1. un 3. tipa PV izolāti tika identificēti 52 SS, kas savākti no Londonas laikā no 2022. gada 11. janvāra līdz 4. jūlijam, un tie visi ietvēra dažas mutācijas bez ģenētiskas attiecības, izņemot Sabin vecāku celmu.

Pavisam 118 ģenētiski saistīti PV izolāti, kas ģenētiski saistīti ar Sabin 2 vakcīnas celmu (ar sešām izplatītām mutācijām, tostarp A481G un VP1-I143V vietas reversijām), tika identificēti 21 (no 52) secīgā SS, kas iegūta Londonā laika posmā no 2016. gada 2. februāra līdz 2016. gada 2. februārim. un 2022. gada 12. aprīlī 11 papildu mutācijas dažādās NT pozīcijas, kas palielināja PV ģenētisko daudzveidību.

Izolāti bija rekombinanti ar C sugas enterovīrusu ar krustojumu nukleotīda pozīcijā (nt) 5139. No 118 izolātiem 20 atbilda vakcīnas izcelsmes PV kritērijiem ar sešām līdz desmit nt izmaiņām VP1 kapsīda proteīnu kodējošajā gēnā. 20 izolāti ietvēra no vakcīnām iegūto 2. tipa PV, kas cēlies no blakus esošajām drenāžas zonām ar nepārklājošām drenāžas populācijām, kas liecina par vietējo PV pārnešanu.

Tikai divos paraugos (ENV-22-117 un ENV-22-027) bija iekļauti PV izolāti ar līdzīgām sekvencēm. Ģenētiski saistīti PV 2. tipa izolāti tika atklāti pieaugošā koncentrācijā šūnu kultūras eksperimentos, kas tika veikti ar paraugiem no Londonas Bektonas reģiona no 2022. gada 12. aprīļa.

Identificētās pozitīvās paraugu ņemšanas vietas liecināja, ka PV galvenokārt bija dažos Bektonas reģionos un vairākos apgabalos Londonas austrumos un ziemeļos. Paaugstināta jutība tika novērota, kad otrajā ligzdotajā PCR testā tika izmantoti 2. tipa PV izolātam specifiski praimeri. 2. tipa PV izolātus varēja noteikt no izkārnījumu paraugiem, par kuriem tika ziņots par negatīviem vīrusa izolācijas eksperimentos.

Secinājumi

Kopumā pētījuma rezultāti parādīja, ka vides monitorings ļāva atklāt PV importu (un izplatību) Londonā agrīnā stadijā, ļaujot ātri reaģēt uz sabiedrības veselību, tostarp pastiprinātu uzraudzību un inaktivētu poliomielīta vakcīnas kampaņu viena līdz deviņu gadu laikā. veci bērni. Šķiet, ka vīrusi attīstās vairākos virzienos un nāk no kopēja avota, un vairākiem Londonas notekūdeņu PV 2. tipa izolātiem ir tikai viena vai līdzīga VP1 nt izmaiņas Sabin-2 celmā, kas liecina, ka ģenētiskās asociācijas starp izolātiem nebija balstītas tikai uz VP1 sekvencēm.

Tāpēc var būt ļoti svarīgi precizēt no vakcīnām iegūto vīrusu organismu definīcijas, lai nodrošinātu ātru un agrīnu PC pārnešanas notikumu atklāšanu, jo īpaši valstīs, kur poliomielīts nav bijis vairākus gadus.

Atsauce:

• 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

.