Znanstveniki uporabljajo izboljšano spremljanje okolja za odkrivanje poliovirusa tipa 2 v vzorcih londonskih odplak

Znanstveniki uporabljajo izboljšano spremljanje okolja za odkrivanje poliovirusa tipa 2 v vzorcih londonskih odplak

V nedavni študiji, objavljeni v Lanceta Raziskovalci so pregledali molekularne značilnosti izolatov poliovirusa tipa 2 (PV), pridobljenih iz vzorcev odpadne vode (SS), da bi odkrili prenos PV v skupnostih.

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

ozadje

Prenos PV je prizadel vse države in Svetovna zdravstvena organizacija (WHO) ga je označila za mednarodno javnozdravstveno nevarnost. Tveganje globalnega izbruha PV bi se lahko povečalo v državah, ki uporabljajo inaktivirana cepiva proti otroški paralizi, ki zagotavljajo zanesljivo zaščito pred paralitično otroško paralizo, vendar so manj učinkovita kot peroralna cepiva proti izločanju PV in bodo verjetno omogočila dolgotrajno neodkrito kroženje PV.

Avtorji te študije so že izvajali PV okoljski monitoring v Združenem kraljestvu (UK) z začetkom leta 2014. Ugotovili so, da je mogoče cepivom podobne izolate PV občasno odkriti v vzorcih odpadne vode (WW), najverjetneje uvoženih iz držav, ki uporabljajo peroralna cepiva proti otroški paralizi za cepljenje in izzovejo imunski odziv.

Avtorji so od leta 2017 do 2021 že identificirali dva, dva in osem cepivu podobnih PV izolatov tipov 1, 2 oziroma 3, od katerih nobeden ni bil genetsko povezan in vsi so imeli mutacije brez kakršnih koli povezanih virusov, ki so bili odkriti v naslednjih vzorcih WW, kar kaže, da ni lokalnega prenosa PV.

O študiju

V tej študiji so raziskovalci razširili svojo prejšnjo analizo z izvedbo analize spremljanja okolja za odkrivanje izolatov PV tipa 2 v sistemih odpadne vode v Londonu.

Ribonukleinsko kislino (RNA) smo ekstrahirali iz SS in podvrgli analizi verižne reakcije s polimerazo (PCR) z uporabo PV enterovirusnih primerjev in sekvencirali s sekvenciranjem celotnega genoma. SS so testirali s tehnikami, ki jih priporoča SZO, vključno s koncentracijo, izolacijo virusa pri miših L20B in celicah rabdomiosarkoma ter molekularno karakterizacijo. Izvedene so bile tudi DDNS (neposredna detekcija s sekvenciranjem nanopor) in filogenetske analize.

Poleg tega je bil uporabljen nov protokol sekvenciranja nanopor za neposredno detekcijo PV v vzorcih blata in hitro generiranje sekvenc PV celotnega genoma za izboljšanje razumevanja njihovega geografskega prenosa in zgodovine. V spremenjenem protokolu so bili uporabljeni primerji, ki ciljajo na izolate PV tipa 2, da bi izboljšali občutljivost odkrivanja virusa z zmanjšanjem ozadja zaporedja VP1 soobtočne vrste enterovirusa C, pridobljenega z izvirnim protokolom odkrivanja.

Postopek vzorčenja je bil izveden celovito, da bi locirali regijo, kjer bi lahko prišlo do prenosa PV. Becktonova čistilna dela so bila razdeljena na manjša zajetja. Vzorčenje je bilo razširjeno tudi na večje londonske čistilne naprave zunaj Becktona, da bi raziskali verjetno prisotnost PV tipa 2 na širših geografskih območjih.

Rezultati

8. februarja 2022 sta bila dva cepivu podobna PV tipa 2 izolata identificirana v vzorcu odpadne vode, zbrane med čiščenjem odpadne vode v London Becktonu. Poleg tega so bili v 52 SS, zbranih iz Londona med 11. januarjem in 4. julijem 2022, identificirani trije in šest cepivu podobnih PV izolatov tipa 1 in tipa 3, ki so vsi vključevali nekaj mutacij brez genetske povezave, razen za starševski sev Sabin.

V 21 (od 52) zaporednih SS, pridobljenih v Londonu med 8. februarjem 2016 in 4. julijem 2022, je bilo identificiranih skupno 118 genetsko povezanih izolatov PV, ki so genetsko povezani s cepilnim sevom Sabin 2 (s šestimi pogostimi mutacijami, vključno z reverzijami mesta A481G in VP1-I143V). Izolati so bili pridobljeni med 8. februarjem in aprilom. 12, 2022, 11 dodatnih mutacij na različnih položajih NT, kar je povečalo gensko raznolikost PV.

Izolati so bili rekombinanti z enterovirusom vrste C s križanjem na nukleotidnem položaju (nt) 5139. Od 118 izolatov jih je 20 izpolnjevalo merila za PV, pridobljeno iz cepiva, s spremembami od šest do deset nt v genu, ki kodira kapsidno beljakovino VP1. 20 izolatov je vključevalo PV tipa 2, pridobljen iz cepiva, ki izvira iz sosednjih drenažnih območij z neprekrivajočimi se drenažnimi populacijami, kar kaže na lokalni prenos PV.

Samo dva vzorca (ENV-22-117 in ENV-22-027) sta vključevala PV izolate s podobnimi zaporedji. Genetsko povezani izolati PV tipa 2 so bili odkriti v naraščajočih koncentracijah v poskusih celične kulture, izvedenih na vzorcih iz regije London Beckton od 12. aprila 2022.

Identificirana mesta pozitivnega vzorčenja so pokazala, da je bil PV prisoten predvsem v nekaj regijah v Becktonu in več okrožjih v vzhodnem in severnem Londonu. Povečano občutljivost so opazili, ko so v drugem ugnezdenem testu PCR uporabili primerje, specifične za izolat PV tipa 2. Izolate PV tipa 2 je bilo mogoče zaznati v vzorcih blata, ki so bili negativni v poskusih izolacije virusa.

Sklepi

Na splošno so rezultati študije pokazali, da je spremljanje okolja omogočilo odkrivanje uvoza PV (in širjenja) v Londonu v zgodnji fazi, kar je omogočilo hitre odzive javnega zdravja, vključno s povečanim nadzorom in kampanjo neaktiviranega cepiva proti otroški paralizi v enem do devetih letih. stari otroci. Videti je, da se virusi razvijajo v več smereh in izvirajo iz skupnega vira, pri čemer ima več izolatov londonske kanalizacije PV tipa 2 samo eno ali podobno spremembo VP1 nt v sevu Sabin-2, kar kaže na to, da genetske povezave med izolati niso temeljile samo na sekvencah VP1.

Zato je morda ključno izboljšati definicije virusnih organizmov, pridobljenih iz cepiva, da se zagotovi hitro in zgodnje odkrivanje dogodkov prenosa PC, zlasti v državah, kjer otroška paraliza ni bila prisotna več let.

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

.