Förekomst och säsongsvariationer för humant enterov

Av: Jörgen Hanaeus 

Förekomst och variation för sju virusarter i sex stora älvar i Alberta undersöktes med en kombination av metoderna qPCR, cellkultur och integrerad cellkultur med qPCR. Prover togs månadsvis i floderna; uppströms och nedströms större städer. Virusen rotavirus, adenovirus, astrovirus, norovirus, sapovirus, JC virus och enterovirus ingick. Rotavirus var mest frekvent med koncentrationer 10^2,3-4,5  genomekvivalenta kopior/L. 

Både avseende detekterad förekomst och kvantitet var värdena högre nedströms än uppströms stora städer. Användandet av viral kultur indikerade närvaro av infektiösa virus i 14 % av proverna. 

Bakgrund 

Ytvattentäkter är vanliga i en stor del av världen, även så i Kanada där 73 % av befolkningen förlitar sig på ytvatten som dricksvattenkälla. Infektionsrisken från virusförorenat dricksvatten uppskattas till 10-10 000 ggr större än från patogena bakterier vid jämförbar exponering.

Antalet magsjukehändelser i Kanada uppskattades till 19,5 miljoner/år eller 0,57 självrapporterade episoder per person och år. Dricksvatten från kommunala leveranser beräknades svara för 1,7 % av dessa fall; huvuddelen av dem orsakad av virus. Tre möjliga källor till viruskontaminering av ytvatten är: exkreta från människor, från tamboskap och från vilda djur, där den förstnämnda dominerar. En infekterad individ kan utsöndra 10¹¹ viruspartiklar/g fekalier. Några virus, såsom John Cunningham(JC)-virus kan också utsöndras med urinen från en infekterad person.

Avloppsrelaterad virustransport till ytvatten kan ske via utsläpp från avloppsverk, från slamdisposition på mark och från läckande avloppsledningar. Trots avsevärd virusreduktion i avloppsverk, kan utsläppt antal virus vara stort och kan svara för en huvudroll i viruskontaminationen av ytvatten.

Tidigare studier av virusförekomst i ytvatten har begränsats till en eller två vattendrag; här har virusförekomsten i sex älvar i provinsen Alberta i Kanada uppmätts. Älvarnas avrinningsområden innefattar huvuddelen av Albertas befolkning; drygt 4 miljoner. Månatlig virusprovtagning under ett år i åtminstone två positioner per älv har genomförts. 

Fält- och laboratoriearbete

De sex älvar som provtogs flyter från de kanadensiska Klippiga Bergen och mot öster eller nordost. Älvarna skilde sig åt avseende omfattningen av mänsklig påverkan (markanvändning, boskapsskötsel mm). Prov om 20 L togs varje månad från juni 2012 till maj 2013, förvarades vid – 4 C och transporterades till laboratorium inom 24 h.

För analyser extraherades totalNA. För detektering av RNA-virus inkl. norovirus, rotavirus, sapovirus, astrovirus och enterovirus användes en tvåstegs reaktion med RT och realtids kvantitativ PCR (qPCR). Enstegs qPCR användes för att detektera DNA-virus inkl adenovirus och JC-virus. Viral replikering under odling mättes med cytopatiska effekter (CPE).

Infektionsbenägenheten för odlingsbara enterovirus undersöktes med cellkulturer från två olika aparter.   

För att identifiera potentiella källor till rotavirus, bekräftades viruspositiva prover med qPCR följd av DNA-sekvensering.

Resultat

Alla sju virusarter detekterades i åtminstone ett vattenprov från varje Alberta-älv utom Milk River under den 12 månaders långa provperioden. I Milk River återfanns tre virusarter: adenovirus, rotavirus och JC-virus. Denna älv är den sydligaste, tillrinningsområdet domineras av naturliga gräsfält och har färre än 10 000 invånare.

Rotavirus var det vanligast detekterade viruset och återfanns i 87 % av proverna. Närmast var adenovirus med 44 % och norovirus med 36 %. Detekterad frekvens var i allmänhet högre nedströms jämfört med uppströms större städer, vilket också gällde för koncentrationen av virus. 

Norovirus, sapovirus, astrovirus, adenovirus och JC-virus detekterades oftare och i högre koncentrationer under vintermånaderna november-mars. Viruskoncentrationerna var högre än 10³ GE-kopior/L för norovirus, rotavirus, och sapovirus i mer än 50 % av proverna. Ett samband återfanns mellan koncentrationen av adenovirus i proverna och befolkningsmängden.

Infektiösa virus återfanns i 14 % av proverna. Replikering (CPE) observerades i 8 % av proven. Av infektiösa virus återfanns reovirus mest; i fyra av älvarna, medan enterovirus fanns i två prover (från Bow River) och adenovirus i ett prov (från North Saskatchewan River). De infektiösa virusen återfanns i huvudsak från lokaler nedströms stora tätorter och vintertid. 75 % av de positiva proven av rotavirus i nedströmsprover visade sig i genotypningen vara från människa.

Slutsatser

Den viktigaste källan till enteroviruskontaminering av älvar ansågs vara fekalier. Väl hälften av prov med infektiösa virus insamlades vintertid, vilket stämmer väl med erfarenheter av tidpunkter för magsjukeepidemier.

Källa: Pang, X.^1,2), Qiu, Y.¹⁾, Gao, T.¹⁾,  Zurawell, R.³⁾, Neumann, N.F. ⁴⁾ Craik, S.⁵⁾, &  Lee, B.E.⁶⁾, (2019): Prevalence, levels and seasonal variations of human enteric viruses in six major rivers in Alberta, Canada, Water Research, 153, pp 349-356.

Hela artikeln i Water Research finns att köpa här. 

 Författarna från: 

1. Department of Laboratory Medicine and Pathology, University of Alberta, 116st & 85 Ave, Edmonton, AB T6G 2R3, Canada.
2. Provincial Laboratory for Public Health 8440-112st, Edmonton, AB, TSG 2J2, Canada.
3. Environmental Monitoring and Science Division, Alberta Environment and Parks, Edmonton, AB, T5J 5C6, Canada
4. School of Public Health, University of Alberta, 1405-87 Ave, Edmonton, T6G 1C9, Canada.
5. EPCOR Water, 9469 Rossdale Rd NW, Edmonton, AB, T6K 2E9, Canada.
6. Department of Paediatrics, University of Alberta, 1405-87 Ave, Edmonton, AB, T6G 1C9, Canada.

Korresponderande författare:

xiao-li.pang@albertahealthservices.ca