沿海沙滩中暗藏的病毒感染风险
沿海沙滩是公共娱乐设施的主要场所,然而海滩是一个复杂的生态系统,游客们热衷于花时间在与沙子有关的活动上,尤其是儿童,接触沙滩微生物的风险可能高于一般人群。已有研究表明,挖掘、堆砌,以及将身体埋在沙子中与感染胃肠道病原体及皮肤问题密切相关。
人们对沙滩上病毒的存在和分布知之甚少。该研究中,第一评估了公共海滩收集的沙子中是否存在以下七种病毒:爱知病毒、肠道病毒、甲型肝炎病毒、人腺病毒、诺如病毒、轮状病毒和严重急性呼吸综合征冠状病毒2型(SARS-CoV-2)。第二评估海滩沙子中肠道病毒的空间分布。研究者在2018年11月至2020年8月期间,从葡萄牙不同海滩收集了27个海滩沙子样本。在七个海滩,在潮上带和潮间带收集了样本。结果表明,在89%(24/27)的沙土样品中检出病毒。爱知病毒最为流行(74%)。19%的样本中存在诺如病毒(GI型诺如病毒15%,GII型诺如病毒4%)。检出人腺病毒和肠道病毒的比例分别为48%和22%。未检出甲型肝炎病毒和轮状病毒。同样,在新冠大流行初期收集的沙滩上也没有发检出SARS-CoV-2。在15%的样本中检测到三种或三种以上病毒。病毒浓度高达7.2log (cp)/g沙土。与潮间带相比,从潮上带收集的沙中发现肠道病毒的流行率更高。在43%的潮上和14%的潮间带样本中检测到人腺病毒,在57%的潮间带和86%的潮上样本中检测到爱知病毒。该研究结果表明,沙滩可能是肠道病毒的储存库,可能成为疾病传播的载体,特别是对于儿童、老年人和免疫功能低下人群。
图文摘要
SARS-CoV-2可能由于该研究在新冠大流行的初期进行,葡萄牙报告的病例数较低。此外,SARS-CoV-2的存活受温度的影响很大,在较高的温度下会迅速衰减。2020年夏天,葡萄牙的气温高达40℃,有研究在海滩沙滩上人工加入SARS-CoV-2,发现其呈现低稳定性。SARS-CoV-2对高温和不同水基质环境的持久性较低,再加上缺乏污染源,可能是导致该研究中没有检测到SARS-CoV-2的原因。
虽然使用q(RT)PCR进行病毒检测,不能够区分传染性和非传染性病毒颗粒。然而,早在细胞培养系统中进行的几项研究已经证明了在恶劣的环境条件下,沙滩中肠道病毒具有传染性。
虽然肠道病毒在海滩沙子和沉积物中附着和存活的机制仍不清楚,但影响病毒在多孔物质上吸附和持久性的主要因素是多种多样的,包括温度、pH值、离子强度、病毒和物质的类型、有机物以及生物膜等。其中离子强度在病毒粘附到表面上起着关键作用,这是通过加强范德华力或疏水相互作用引起的。高离子强度促进病毒静电荷相关性的降低,增加疏水相互作用,有利于病毒粘附在表面。高离子强度已被证明能够增加病毒对表面的粘附。离子强度还被证明可以影响病毒结构的不同部分。增加离子强度诱导诺如病毒从β-链到α-螺旋和无序结构的变化同时保持转角不变。另一方面,在诺如病毒GII.4中,α-螺旋和螺旋结构保持稳定,而β-链则转变为非结构化形式。高温和pH已被证明可以将诺如病毒的附着从静电变为疏水性,这是由于病毒衣壳中有序分子结构的消失,导致疏水性增加,最终将病毒吸附到沉积物的有机相中。此外关于肠道病毒吸附的研究表明,它们很容易附着在各种沉积物上,吸附率高达100%,其中海洋和河口沉积物的吸收率最高。而淡水沉积物的吸附速率最低。以上表明衣壳特性可能在病毒附着中起重要作用
参考文献:
Robalo, A., Brandão, J., Shibata, T., Solo-Gabriele, H., Santos, R., & Monteiro, S. (2023). Detection of enteric viruses and SARS-CoV-2 in beach sand. The Science of the total environment, 165836. Advance onlinepublication.https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.165836.
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