科学家正在利用改进的环境监测来检测伦敦污水样本中的 2 型脊髓灰质炎病毒

科学家正在利用改进的环境监测来检测伦敦污水样本中的 2 型脊髓灰质炎病毒

在最近发表的一项研究中 柳叶刀 研究人员检查了从废水 (SS) 样本中获得的 2 型脊髓灰质炎病毒 (PV) 分离株的分子特征，以检测社区中的 PV 传播。

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

背景

光伏输电已影响到各国，已被世界卫生组织（WHO）列为国际突发公共卫生事件。 在使用灭活脊髓灰质炎疫苗的国家，全球性脊髓灰质炎爆发的风险可能会加剧，这种疫苗对麻痹性脊髓灰质炎提供了强有力的保护，但对脊髓灰质炎脱落的口服疫苗的功效较低，并且可能会在很长一段时间内导致未检测到的脊髓灰质炎循环。

本研究的作者从 2014 年开始就在英国 (UK) 进行了 PV 环境监测。他们发现，在废水 (WW) 样本中可以零星检测到类似疫苗的 PV 分离物，这些样本很可能是从使用口服脊髓灰质炎疫苗进行疫苗接种并引发免疫反应的国家进口的。

作者在 2017 年至 2021 年期间已分别鉴定出 2 种、2 种和 8 种 1 型、2 型和 3 型疫苗样 PV 分离株，其中没有一个具有遗传相关性，并且所有这些分离株都存在突变，但在随后的 WW 样本中没有检测到任何相关病毒，这表明不存在局部 PV 传播。

关于该研究

在本研究中，研究人员通过进行环境监测分析来检测伦敦废水系统中的 PV 2 型分离物，从而扩展了他们之前的分析。

从 SS 中提取核糖核酸 (RNA)，并使用 PV 肠道病毒引物进行聚合酶链式反应 (PCR) 分析，并通过全基因组测序进行测序。 使用 WHO 推荐的技术对 SS 进行测试，包括浓度、L20B 小鼠和横纹肌肉瘤细胞中的病毒分离以及分子表征。 还进行了 DDNS（通过纳米孔测序直接检测）和系统发育分析。

此外，一种新的纳米孔测序方案用于直接检测粪便样本中的PV并快速生成全基因组PV序列，以增进对其地理传播和历史的了解。 在修改后的方案中，使用针对2型PV分离株的引物通过降低用原始检测方案获得的共循环C型肠道病毒物种的VP1序列背景来提高病毒检测的灵敏度。

全面进行采样程序，以确定可能发生光伏传输的区域。 贝克顿的污水处理厂被划分为多个小集水区。 采样范围还扩大到贝克顿以外的较大伦敦污水处理厂，以调查更广泛地理区域可能存在的 2 型光伏发电。

结果

2022 年 2 月 8 日，在伦敦贝克顿废水处理工作中收集的废水样本中发现了两种类似疫苗的 PV 2 型分离株。于 2022 年 1 月 11 日和 2022 年 7 月 4 日，在伦敦 52 年内将 1 型和 3 型 PV 隔离物从 SS 识别到 11 月和 4 月，全部发生突变民族团结报 萨宾-埃尔特恩斯塔姆斯。

在 2016 年 2 月 8 日至 2022 年 7 月 4 日期间在伦敦获得的 52 个连续 SS 中，鉴定出总共 118 个与 Sabin 2 疫苗株遗传相关的 PV 分离株（具有 6 种常见突变，包括 A481G 和 VP1-I143V 位点回复）。在 2022 年 2 月 8 日至 4 月 12 日期间获得的分离株中，还发现了 11 个额外突变。不同的NT 位置，这增加了 PV 遗传多样性。

这些分离株是用 C 种肠道病毒重组而成，在核苷酸位置 (nt) 5139 处有交叉。在 118 个分离株中，20 个符合疫苗衍生 PV 的标准，其中 VP1 衣壳蛋白编码基因有 6 到 10 个 nt 变化。这 20 株分离株包括疫苗衍生的 PV 2 型，其起源于具有非重叠流域种群的邻近流域，表明局部 PV 传播。

只有两个样本（ENV-22-117 和 ENV-22-027）包含具有相似序列的 PV 分离株。 自 2022 年 4 月 12 日起，在对来自伦敦贝克顿地区的样本进行的细胞培养实验中，检测到与基因相关的 PV 2 型分离株浓度不断增加。

确定的阳性采样点表明光伏主要存在于贝克顿内的几个地区以及伦敦东部和北部的几个行政区。 当在第二次巢式 PCR 检测中使用 2 型 PV 分离株特异性引物时，观察到灵敏度增加。 2 型 PV 分离株可以从病毒分离实验报告呈阴性的粪便样本中检测到。

结论

总体而言，研究结果表明，环境监测能够在早期阶段检测到伦敦的光伏输入（和传播），从而能够快速做出公共卫生反应，包括加强监测和在一到九年内开展灭活脊髓灰质炎疫苗运动。老孩子们。 这些病毒似乎向多个方向进化，并且起源于一个共同来源，一些伦敦污水PV 2型分离株仅具有与Sabin-2毒株相同或相似的VP1 nt变化，这表明分离株之间的遗传关联不仅仅基于VP1序列。

因此，完善疫苗衍生病毒生物体的定义可能至关重要，以确保快速、早期检测 PC 传播事件，特别是在多年来未出现脊髓灰质炎的国家。

参考：

• 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

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