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廃水監視によるエンテロウイルスのモニタリング

wastewater testingがenterovirusの広がりや公衆衛生の安全に関する新しい洞察を提供している。

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wastewaterwastewaterとエンテロウイルス的なモニタリング。下水道検査を通じたエンテロウイルスの積極
目次

エンテロウイルスは主に腸に影響を与えるウイルスのグループで、何千年も前から人類の歴史の一部なんだ。いろんな病気を引き起こすことがあって、その中には深刻なものもあるよ。ポリオウイルスはその一つで、ポリオという麻痺を引き起こす病気の原因なんだ。野生のポリオウイルスを世界的に排除する努力は成功したけど、エンテロウイルスはその多様性と様々な病気を引き起こす能力のおかげで、依然として公衆衛生の大きな課題だね。

下水道監視の重要性

伝統的に感染症への対応は反応的だったんだ。つまり、健康機関はアウトブレイクが起こるのを待ってから行動することが多い。だけど、下水道監視のような予防的な対策の利点が認識されるようになってきたよ。この方法は、ウイルスが含まれているかどうか下水をテストすることで、コミュニティ内の病原体の存在について早期警告を提供するんだ。

COVID-19パンデミックの間、下水道テストはSARS-CoV-2の広がりを監視するのに役立つことでその価値を証明した。これは他のウイルス、特にワクチンや治療法がないかもしれないエンテロウイルスにも応用できるポテンシャルを持ってるんだ。下水道監視は、健康当局が現在の状況を理解し、アウトブレイクに対して迅速に対応するのを助けることができるんだ。

エンテロウイルスの歴史と複雑さ

エンテロウイルスはピコルナウイルス科の一部で、人間に感染するいくつかの種を含んでいる。人に病気を引き起こすエンテロウイルスの型は7種類あり、症状や重症度は幅広く異なるんだ。

ポリオウイルスは最もよく知られたエンテロウイルスで、1988年に世界的なワクチン接種が始まる前は多数の麻痺ケースを引き起こしていた。以来、ポリオのケースは大幅に減少していて、まだ感染が報告されているのはほんの数カ国だけなんだ。

ポリオウイルスに対する成功があったとしても、エンテロウイルスの広範なカテゴリーに関する知識は限られているんだ。これらのウイルスは喉の痛みや発熱といった軽い症状を引き起こすことがあるけど、中には神経系の問題を含むより深刻な健康問題を引き起こすものもあるよ。

最近の監視活動

アリゾナでは、研究者たちが特定の集団、例えば学校に通う子供や長期ケア施設の住人を対象にエンテロウイルスの監視を行ってるんだ。それに加えて、浄水処理場や共同居住空間からの下水試料もテストしている。特に重い呼吸器疾患や急性弛緩性脊髄炎(AFM)に関連するEV-D68の存在を特定するのが目標なんだ。

2022年の4月から10月にかけて、アリゾナでは下水処理場や共同生活エリアからの試料が集められた。これには、個人から下水と鼻の拭い液を集めて、エンテロウイルスの存在を確認する作業が含まれているよ。

サンプル収集の方法

下水サンプルに関しては、研究者たちは大量の下水からウイルスを収集して濃縮する方法を使ったんだ。フラッグスタッフとテンピの2つの都市からサンプルを取り、子供や高齢者の鼻拭い液も集めてエンテロウイルスを持っているかどうか確認したんだ。

下水サンプルは処理され、RT-qPCRというプロセスを使ってEV-D68の存在をテストした。これはウイルスを遺伝子材料に基づいて特定できるようにする方法なんだ。

下水サンプルの発見

研究者たちは、下水から集めた多くのサンプルにEV-D68が存在することを発見した。2022年の夏の終わりから秋の初めにかけてウイルス負荷が増加しているのが見られた。これはコミュニティの健康に関連する感染パターンを示す重要な情報だったんだ。

興味深いことに、個人の鼻サンプルからはEV-D68が見つからなかった。これは、ウイルスが目に見える病気を引き起こすことなくコミュニティ内を循環していることを示唆しているね。多くのエンテロウイルスは軽い症状や無症状に終わることが多いから、特定のウイルスの静かな広がりを強調しているよ。

季節的パターンの理解

研究者たちは、EV-D68の症例が季節のトレンドに従っているように見えることを観察した。このウイルスは一年の特定の時期により多く循環することが知られているよ。2022年には、下水中で検出されたパターンが、過去の年に見られたトレンドと一致していて、ケースの急増は夏の終わりと秋の初めにしばしば発生していたんだ。

これらの季節的パターンを理解することは公衆衛生の計画にとって重要だよ。下水中のウイルス負荷が増加する時、健康機関は臨床ケースが低いままでも、アウトブレイクに備えて準備できるからね。

健康におけるエンテロウイルスの役割

エンテロウイルスは軽い病気を引き起こすこともあるけれど、より深刻な病気の原因にもなるよ。例えば、EV-D68は特に子供に重い呼吸器の問題を引き起こすことがある。このEV-D68とAFMとの関連が懸念されているのは、AFMが麻痺を引き起こす可能性があるからなんだ。

下水道でのエンテロウイルスの追跡は、将来の健康リスクについての洞察を提供するかもしれないよ。これらのウイルスを大規模なアウトブレイクが起こる前に検出することで、公衆衛生官は予防的な行動を取れるかもしれないんだ。

シーケンシングによる分析

研究者たちは、下水中に見つかったウイルスの遺伝的構成を分析するために高度な技術を使用したんだ。これはウイルスの遺伝子材料の特定の領域を増幅して、さらなる研究のためにシーケンシングすることを含むよ。

シーケンシングの結果、見つかったエンテロウイルスはほとんどがEV-D68型だった。この情報はウイルスの株を理解し、公衆衛生に対する潜在的な影響を把握するのに重要なんだ。

公衆衛生システムとの協力

アリゾナでの取り組みは、研究者と公衆衛生システムの協力の重要性を示しているよ。下水道分析のデータを共有することで、健康官はコミュニティのリスクをより良く評価できるんだ。

たとえエンテロウイルスの臨床テストが限られていても、下水道テストは貴重なツールになることができる。新たな健康脅威を特定するのに役立ち、都市部におけるウイルスの循環のより広い視野を提供することができるんだ。

下水道テストの未来

コミュニティ内のウイルスの循環についての理解が深まるにつれて、下水道テストは公衆衛生のモニタリングにおいて不可欠な部分になってきているよ。この方法は、感染が広がる前に検出する手段を提供し、より情報に基づいた対応を可能にするんだ。

下水道を継続的に監視する能力は、特定のウイルスがより頻繁に循環する年に潜在的なアウトブレイクに備えるのを助けるだろう。

結論

エンテロウイルスに関する継続的な研究と下水道監視の利用は、公衆衛生の理解において大きな前進を示しているね。これらのウイルスを管理する際の課題が残っているけど、予防的なモニタリングはより良い結果につながるかもしれない。

研究者と公衆衛生の反応の協力は、将来のアウトブレイクに対処する上で重要になるだろう。より良いツールと方法があれば、コミュニティは感染症の脅威に対してより準備が整うことができるんだ。

下水道テストを通じて、健康官は貴重な洞察を得て、早期介入と迅速な対応を可能にして、公衆衛生を守ることができるんだ。

オリジナルソース

タイトル: Pan-Enterovirus Characterization Reveals Cryptic Circulation of Clinically Relevant Subtypes in Arizona Wastewater

概要: BackgroundMost seasonally circulating enteroviruses result in asymptomatic or mildly symptomatic infections. In rare cases, however, infection with some subtypes can result in paralysis or death. Of the 300 subtypes known, only poliovirus is reportable, limiting our understanding of the distribution of other enteroviruses that can cause clinical disease. ObjectiveThe overarching objectives of this study were to: 1) describe the distribution of enteroviruses in Arizona during the late summer and fall of 2022, the time of year when they are thought to be most abundant, and 2) demonstrate the utility of viral pan-assay approaches for semi-agnostic discovery that can be followed up by more targeted assays and phylogenomics. MethodsThis study utilizes pooled nasal samples collected from school-aged children and long-term care facility residents, and wastewater from multiple locations in Arizona during July-October of 2022. We used PCR to amplify and sequence a region common to all enteroviruses, followed by species-level bioinformatic characterization using the QIIME 2 platform. For Enterovirus-D68 (EV-D68), detection was carried out using RT-qPCR, followed by confirmation using near-complete whole EV-D68 genome sequencing using a newly designed tiled amplicon approach. ResultsIn the late summer and early fall of 2022, multiple enterovirus species were identified in Arizona wastewater, with Coxsackievirus A6, EV-D68, and Coxsackievirus A19 composing 86% of the characterized reads sequenced. While EV-D68 was not identified in pooled human nasal samples, and the only reported acute flaccid myelitis case in Arizona did not test positive for the virus, an in-depth analysis of EV-D68 in wastewater revealed that the virus was circulating from August through mid-October. A phylogenetic analysis on this relatively limited dataset revealed just a few importations into the state, with a single clade indicating local circulation. SignificanceThis study further supports the utility of wastewater-based epidemiology to identify potential public health threats. Our further investigations into EV-D68 shows how these data might help inform healthcare diagnoses for children presenting with concerning neurological symptoms.

著者: Crystal M Hepp, D. E. Erickson, K. M. Simmons, Z. A. Barrand, C. L. Ridenour, P. B. Hawkinson, L. Lemke, S. P. Sellner, B. N. Brock, A. N. Rivas, K. Sheridan, D. Lemmer, H. D. Yaglom, W. T. Porter, M. Belanger, R. M. Torrey, A. J. R. Stills, K. McCormack, M. Black, W. Holmes, D. Rostain, J. Mikus, K. Sotelo, E. Haq, R. Neupane, J. Weiss, J. Johnson, C. Collins, S. Avalle, C. White, B. J. Howard, S. A. Maltinsky, R. N. Whealy, J. Barber, N. B. Gordon, J. W. Sahl, T. Pearson, V. Y. Fofanov, T. Furstenau, E. M. Driebe, J. G. Caporaso, J. Terriquez, D. M. Engelthaler, Hep

最終更新: 2024-03-20 00:00:00

言語: English

ソースURL: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.11.20.23297677

ソースPDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.11.20.23297677.full.pdf

ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/

変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。

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