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人诺如病毒在河口水中存活的持久性
原创 发布时间:2024-02-01 浏览次数: 228 来源: 薛亮

核心提示:这项研究为未来的持久性和迁移研究提供了相关数据,并有助于改进污水或溢流对贝类及其生长水域的环境传输的定量风险模型。


  诺如病毒是全球病毒性急性胃肠炎的主要原因,与水传播和食源性疾病有关,包括通过食用受污染的双壳类软体类贝类,如牡蛎和贻贝。

  为了评估污染风险,了解传染性病毒在环境中的持久性是一个重要因素。由于缺乏可靠的诺如病毒培养方法,因此持久性数据主要依赖于志愿者和流行病学研究、使用替代病毒和/或直接PCR测定,然而小鼠诺如病毒、猫杯状病毒和杜兰病毒等替代病毒对灭活、消毒和/或抗病毒药物表现出不同的敏感性。仅通过分子检测方法获得的数据,包括使用嵌入染料(如单叠氮丙啶)的方法,可能无法准确告知感染性,因为结果在很大程度上取决于失活模式。一项荟萃分析研究显示,经过物理和消毒剂处理后,通过分子方法测量的人类诺如病毒的减少量低于病毒替代品的减少量。

  2016年,首次报道了利用人肠道类肠(HIE)复制人诺如病毒,一些研究利用HIE了解诺如病毒在水中的持久性,目的是进一步扩大诺如病毒在河口水中持久性的知识,改进使用HIE培养定量评估传染性。

  在这项研究中,作者使用HIE细胞培养物在4°C和16°C的人工河口水中对诺如病毒的感染性进行了长达21天的评估。16°C对应于温带地区从秋到春的日平均生长水温,4°C作为温度控制。为了代表河口水中的半咸淡水,选择了盐度为25 ppt的人工水。为了显著提高细胞培养试验的灵敏度,将初始诺如病毒接种浓缩到非常高的病毒滴度,并对每个生物复制应用多个技术重复(图1)。


  图1 实验工作流程描述


  图2 诺如病毒在4°C(蓝色)和16°C(红色)人工河口水中的衰变,每个时间点(天,d)和温度下进行3次重复。上图:用RT-ddPCR直接检测诺如病毒RNA。对水样进行PEG浓度测定。平均浓度以GC / ml表示,误差条表示标准差。下图:通过HIE培养检测诺如病毒的感染性。采用HIE培养法检测样品的传染性。数据点表示相对传染性的平均值(倍数增加> 1),误差条表示标准差(在线彩色图)。额外的平方和f检验导致衰减率之间存在显著差异(P值= 0.0061,α = 0.05)。

  这项研究结果表明,感染性诺如病毒在4°C和16°C的实验室条件下,在25 ppt的人工河口水中持续存在至少21天。

  传染性衰减率常数为0.07天−1(4°C)和0.17天−1(16°C),与以前使用HIE培养的诺如病毒研究的衰减率相似。Kennedy等人(2022)确定感染性诺如病毒的衰变速率常数在15°C的过滤消毒的溪水中从无显著衰变到2.2天−1不等(注意在20°C时没有发现显著差异)。同样,湖水、饮用水和超纯水的k值为0.08至0.11 day-1,在室温下可持续28天(Shaffer et al ., 2022),海水中的k值可持续35天(Desdouits et al ., 2022)。综合而言,从使用HIE培养的研究中推断出的衰减率支持了早期对接触诺如病毒的志愿者的研究,该研究表明感染性诺如病毒在地下水中至少持续61天,并能够引起诺如病毒症状(Seitz et al, 2011)。

  与感染性结果相反,通过直接RT-ddPCR测定的诺如病毒浓度在整个实验过程中保持不变。这些结果再次证明了直接分子方法量化的信号减少与病毒传染性之间的差异,这强调了评估诺如病毒污染风险时的挑战(Desdouits等人,2022;Kennedy等人,2023;Shaffer et al, 2022)。

  为评价温度对传染性人类诺如病毒持续存在的影响,选取16°C作为温带地区(即新西兰北岛北部地区)秋季至春季的日平均海水温度,并将代表贝类养殖区的河口水条件。温度为4°C作为最低物理变质控制。结果确实表明,在4°C时,传染性的下降明显较低。

  这与轮状病毒或肠道病毒等肠道病毒的其他研究结果一致,温度升高通常与腐烂增加有关(Boehm等人,2019)。然而,Takahashi等人(2016)在日本进行的一项研究发现,鼠诺如病毒在河口水域的持久性在冬季和夏季之间没有显著差异。

  虽然这项研究证明了HIE培养可以用来提供定量数据,但未来的实验可能会通过增加进一步的测试时间点来改进。尽管使用人工水来最大限度地降低潜在影响传染性因素的复杂性,但HIE的可变性仍然相当大,这与低灵敏度一起,仍然是HIE方法检测和量化感染性诺如病毒的主要限制。

  未来的研究将包括进一步研究影响诺如病毒在环境中的感染性的参数。在这项研究中,选择了无菌的人工河口水来提供可重复的基质,特别是与海水相比具有可变特性的微咸水。事实上,其他研究表明,衰变率受到矩阵的高度影响(Desdouits等人,2022;Kennedy等人,2023;Takahashi et al, 2016)。要考虑的参数将包括生物(例如本地微生物)、化学(例如磷酸盐、铵)和物理(例如温度、光)因素的影响,这些因素预计会影响病毒的衰变速度,但在病毒持久性研究中往往不受控制(Pinon & Vialette, 2018)。此外,各种诺如病毒基因型之间的持久性差异在很大程度上仍是未知的。

  总之,这项研究为未来的持久性和迁移研究提供了相关数据,并有助于改进污水或溢流对贝类及其生长水域的环境传输的定量风险模型。

  参考文献:

  Rexin D, Rachmadi A T, Hewitt J. Persistence of Infectious Human Norovirus in Estuarine Water[J]. Food and Environmental Virology, 2024: 1-7.

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