Lidské viry ve vodě - Human viruses in water - Wikipedia

Viry jsou hlavní příčinou nemocí přenášených vodou a vodou. Choroby přenášené vodou jsou způsobeny vodou, která je kontaminována lidskou a zvířecí močí a výkaly, které obsahují patogenní mikroorganismy. Subjekt se může nakazit kontaktem nebo spotřebou kontaminované vody. Viry ovlivňují všechny živé organismy od jednotlivých buněčných rostlin, bakterií a zvířat až po nejvyšší formy rostlin a zvířat, včetně lidí. V konkrétním království (Plantae, Animalia, Fungi atd.) Se může lokalizace virů kolonizujících hostitele lišit: Některé lidské viry, například HIV, kolonizují pouze imunitní systém, zatímco viry chřipky na druhé straně mohou kolonizovat buď horní dýchací cesty. traktu nebo dolních dýchacích cest v závislosti na typu (lidský virus chřipky nebo viry ptačí chřipky).[1] Různé viry mohou mít různé cesty přenosu; například HIV je přímo přenášen kontaminovanými tělními tekutinami z infikovaného hostitele do tkáně nebo krevního řečiště nového hostitele, zatímco chřipka je přenášena vzduchem a přenášena vdechováním kontaminovaného vzduchu obsahujícího virové částice novým hostitelem. Výzkum také naznačuje, že pevný povrch hraje roli při přenosu vodních virů. V experimentech, které používaly fágy E. coli, Qβ, fr, T4 a MS2 potvrdily, že viry přežijí na pevném povrchu déle ve srovnání s vodou. Díky této adaptaci na delší přežití na pevných površích mají nyní viry delší příležitost infikovat člověka.[2] Enterické viry primárně infikovat střevní trakt požitím potravy a vody kontaminované viry fekálního původu. Některé viry lze přenášet všemi třemi způsoby přenosu.

Vodní virologie začala asi před půl stoletím, když se vědci pokusili detekovat obrna virus ve vzorcích vody.[3] Od té doby enteroviry jako hlavní cíl detekce ve vodním prostředí nahradily další patogenní viry, které jsou odpovědné za gastroenteritidu, hepatitidu a mnoho dalších kmenů virů.[3]

Dějiny

Velká ohniska

Vodní virologie se zrodila poté, co bylo v Novém Dillí mezi prosincem 1955 a lednem 1956 potvrzeno velké propuknutí hepatitidy přenášené vodou.[4]

Viry mohou způsobit obrovskou lidskou úmrtnost. Virus neštovic do roku 1967 zabili odhadem 10 až 15 milionů lidských bytostí ročně.[3] Neštovice byly nakonec odstraněny v roce 1977 vyhynutím viru očkováním a dopad virů, jako je chřipka, poliomyelitida a spalničky, je kontrolován hlavně očkováním.[4]

Přes pokroky v očkování a prevenci virových onemocnění se odhaduje, že v 80. letech zemřelo dítě přibližně každých šest sekund na průjem potvrzený WHO.[Citace je zapotřebí ] Mnoho případů hepatitidy A a / nebo E, které jsou oba enterickými viry, se obvykle přenáší potravou a vodou. Mezi extrémní příklady patří propuknutí 300 000 případů hepatitidy A a 25 000 případů gastroenteritidy v roce 1988 v Šanghaji způsobených měkkýši získanými z ústí znečištěných odpadními vodami.[5] V roce 1991 bylo vypuknutí znečištěné vody připisováno vypuknutí 79 000 případů hepatitidy E v Kanpur.[3]

Novější epidemie hepatitidy E v Jižním Súdánu zabila 88 lidí. Společnost Medecins Sans Frontieres (MSF) uvedla, že od identifikace ohniska v Jižním Súdánu v červenci 2012 ošetřila téměř 4 000 pacientů. Hepatitida E., který způsobuje jaterní infekce, a předpokládalo se, že se šíří pitnou vodou kontaminovanou výkaly.[6] Ještě nedávno V roce 2014 došlo k dalšímu propuknutí hepatitidy E v jihosúdánském uprchlickém táboře v Etiopii. Vypuknutí, které začalo v dubnu 2014 a skončilo v lednu 2015, si vyžádalo celkem jednadvacet životů.[7]

Voda znečištěná splašky obsahuje mnoho virů, je hlášeno více než sto druhů a může vést k chorobám, které postihují člověka. Například, hepatitida, gastroenteritida, meningitida, horečka, vyrážka, a zánět spojivek všechny se mohou šířit kontaminovanou vodou. Díky novým metodám detekce a charakterizace je ve vodě objevováno více virů, i když pouze některé z těchto virů jsou lidskými patogeny.[4]

Rotavirus, příklad lidských vodních virů
RodinaRodDruhBěžné jménoNemoc způsobena
AdenovirusMastadenovirusLidský mastadenovirus A až GadenovirusAdenovirová infekce, faryngitida, konjunktivitida, horečka
AstrovirusMamastrovirusLidský astrovirusastrovirusGastroenteritida, průjem
KalicivirusNorovirusNorwalk virusnorovirus, zimní zvraceníGastroenteritida, horečka
CoronaviridaeCoronavirinaeSARS koronavirusSARS-CoV[Citace je zapotřebí ]SARS, gastroenteritida, respirační onemocnění
CoronaviridaeTorovirusLidský torovirustorovirusGastroenteritida
HepeviridaeOrthohepevirusOrthohepevirus AVirus hepatitidy E., HEVHepatitida E.
PicornavirusEnterovirusEnterovirus AVirus Coxsackie A.Nemoci rukou, nohou a úst, paralýza, meningitida, horečka, onemocnění dýchacích cest, myokarditida, srdeční anomálie
PicornavirusEnterovirusEnterovirus BechovirusMeningitida, horečka, onemocnění dýchacích cest, horečka, gastroenteritida
PicornavirusEnterovirusEnterovirus C.poliovirusObrna
PicornavirusHepatovirusHepatovirus Avirus hepatitidy A, HAVŽloutenka typu A
PolyomaviridaePolyomavirusVirus JCVirus JCProgresivní multifokální leukoencefalopatie
ReovirusRotavirusRotavirus A, B a C.rotavirusGastroenteritida

Přežití viru ve vodě

Viry potřebují k přežití vhodné prostředí. Přežití virů ve vodě řídí mnoho vlastností, jako je teplota, světlo, pH, slanost, organické látky, nerozpuštěné látky nebo sedimenty a rozhraní vzduch - voda.

Teplota

Teplota má nejvyšší účinek na přežití viru ve vodě, protože nižší teploty jsou klíčem k delšímu přežití viru. Například článek publikovaný v roce 2018 poznamenal, že u některých virů včetně polioviru a echoviru trvá jeden rok, než se sníží o 5logovou jednotku při teplotě 4°C, zatímco získání stejného výsledku při teplotě 37 trvá pouze týden°C (teplota lidského těla). Rychlost proteinu, denaturace nukleových kyselin a chemických reakcí, které ničí virovou kapsidu, se zvyšují při vyšších teplotách, takže viry nejlépe přežijí při nízkých teplotách. Hepatitida A, adenoviry a parvoviry mají nejvyšší míru přežití při nízkých teplotách mezi enterickými viry.[3][8]

Světlo

Ultrafialové světlo (UV) je světlo na slunci a může inaktivovat viry tím, že způsobuje zesíťování nukleotidů ve virovém genomu. Mnoho virů ve vodě je za přítomnosti slunečního záření vyhlazeno. Kombinace vyšších teplot a více UV v letním období odpovídá kratšímu přežití viru v létě ve srovnání se zimou. Dvouvláknové DNA viry, jako jsou adenoviry, jsou odolnější vůči inaktivaci UV zářením než enteroviry, protože mohou použít své hostitelské buňky k nápravě poškození způsobeného UV zářením.[3]

Viditelné světlo může také ovlivnit přežití viru procesem nazývaným fotodynamická inaktivace, ale délka a intenzita expozice světlu může změnit rychlost inaktivace.[3]

pH

Hodnota pH většiny přírodní vody je mezi 5–9. Enterické viry jsou za těchto podmínek stabilní. Na druhou stranu je mnoho enterických virů stabilnějších při pH 3–5 než při pH 9 a 12. Enteroviry mohou přežít při pH 11–11,5 a 1–2, ale pouze na krátkou dobu. Adenoviry a rotaviry jsou citlivé na pH 10 nebo vyšší a vedou k inaktivaci.[3]

Soli a kovy:

Obecně platí, že viry nepřežijí v oblastech s vysokou koncentrací soli. Viry tedy mohou žít ve sladkovodním prostředí déle než vodní útvary s vysokou koncentrací solí. Je také známo, že některé těžké kovy jsou toxické pro viry. [9]


Rozhraní.                                                                         

Některé typy kolifágů (typ bakteriofága) jsou neaktivní na rozhraní vzduch-voda-pevný. To je způsobeno vývojem proteinové kapsidy virů (která je klíčovou složkou pro infikování hostitele). Zvýšení tohoto účinku je patrné, když se zvýší iontová síla roztoku[4]

Agregace

Agregace je jednou z nejznámějších metod přežití virů. V kapalném prostředí mají viry tendenci tvořit shluk (agregaci). Výsledkem této agregace je snížená rychlost inaktivace viru, což okamžitě ukazuje, že virové částice, které se neagregují, jsou snadněji zničeny. Bylo také prokázáno, že agregace se může tvořit spontánně nebo může být výsledkem nukleace na částicích vody.[8]

Odstranění virů z vody

Voda, která je určena k pití, by měla projít úpravou ke snížení patogenních virových a bakteriálních koncentrací. Vzhledem k tomu, že se zvýšila hustota lidské populace, zvýšil se také výskyt kontaminace vody splaškovými vodami, a proto se při nedodržování preventivních opatření zvýší riziko patogenních virů pro člověka.[3]

Vědecké studie naznačují, že nejčastějšími nalezenými viry jsou kaliciviry, astroviry a enterické viry. Laboratoře stále hledají vylepšené metody detekce těchto patogenních virů. Snížení množství virů v pitné vodě se dosahuje různými způsoby léčby, které jsou obvykle součástí systémů úpravy pitné vody ve vyspělých zemích.[3][10]

Čištění vody povrchové vody (voda z jezer, řek nebo nádrží) obvykle využívá čtyři stupně čištění: koagulaci a flokulaci, sedimentaci, filtraci a dezinfekci. První tři stupně odstraňují hlavně nečistoty a větší částice, i když filtrace snižuje počet virů a bakterií ve vodě, počet patogenů přítomných po filtraci je stále považován za příliš vysoký pro pitnou vodu. Čištění vody z podzemních kolektorů zvaných podzemní voda může některé z těchto kroků přeskočit, protože podzemní voda má tendenci mít méně kontaminantů než povrchová voda. Poslední krok, dezinfekce, je primárně zodpovědný za snížení patogenních virů na bezpečnou úroveň ve všech zdrojích pitné vody. Nejběžnějším používaným dezinfekčním prostředkem je chlor a chloramin. Ozon a UV světlo lze také použít k ošetření velkého množství vody k odstranění patogenů.[10]

V článku publikovaném v roce 2010 bylo zjištěno, že nanočástice stříbra mohou významně inaktivovat aktivitu některých vodních virů. Když bylo do vodního viru přidáno 5,4 ml nanočástic stříbra, jeho aktivita poklesla o 4log.[11]

Prevence vodních virů

Kvalita pitné vody je zajištěna v rámci plánů bezpečnosti vody, které zajišťují bezpečnou likvidaci lidského odpadu tak, aby nedošlo ke kontaminaci zásob pitné vody. Zlepšení dodávek vody, hygieny, hygieny a řízení našich vodních zdrojů by mohlo zabránit deseti procentům celkových globálních chorob.[12]

Polovina nemocničních lůžek ve světě souvisí s nedostatkem nezávadné pitné vody. Nebezpečná voda vede k 88% celosvětových případů průjmu a 90% úmrtí na průjmová onemocnění u dětí mladších pěti let. K většině těchto úmrtí dochází v rozvojových zemích v důsledku chudoby a vysokých nákladů na nezávadnou vodu.[12] Článek publikovaný v roce 2003 CDC dospěl k závěru, že úmrtí dětí (mladších pěti let) způsobených rotaviry se v celosvětovém měřítku pohybuje mezi 352 000 až 592 000.[13]

Přibližně 1,1 miliardy lidí nemá přístup ke zlepšené vodě a 2,4 miliardy lidí nemá přístup k hygienickým zařízením. Tato situace vede ke 2 milionům úmrtí, kterým lze předcházet každý rok.[14]

Viz také

Reference

  1. ^ „Chřipka: Pohledy na buněčnou specifičnost lidských vs. ptačích virů“. ScienceDaily. 10. října 2007. Citováno 10. května 2020.
  2. ^ Sakoda A, Sakai Y, Hayakawa K, Suzuki M (1. ledna 1997). „Adsorpce virů ve vodním prostředí na pevné povrchy“. Věda o vodě a technologie. Adsorpce ve vodním prostředí a procesy čištění. 35 (7): 107–114. doi:10.1016 / S0273-1223 (97) 00120-0. ISSN  0273-1223. Citováno 10. května 2020.
  3. ^ A b C d E F G h i j Bosch, Albert, ed. (2007). Lidské viry ve vodě. Amsterdam: Elsevier. ISBN  9780080553276.
  4. ^ A b C d Bosch A (září 1998). „Lidské enterické viry ve vodním prostředí: minireview“. Int Microbiol. 1 (3): 191–196. doi:10.3201 / eid0905.020562. PMC  2972763. PMID  12737740. Citováno 7. září 2020.
  5. ^ Potasman I, Paz A, Odeh M (15. října 2002). „Infekční ohniska spojená se spotřebou mlžů: celosvětová perspektiva“. Clin Infect Dis. 35 (8): 921–928. doi:10.1086/342330. PMID  12355378.
  6. ^ Holland H (2. února 2013). „Epidemie hepatitidy zabila 88 v Jižním Súdánu: agentura pomoci“. Reuters. Citováno 6. května 2013.
  7. ^ „Poznámky z terénu: Epidemie hepatitidy E mezi uprchlíky z Jižního Súdánu - Gambella, Etiopie, duben 2014 – leden 2015“. CDC. Citováno 10. května 2020.
  8. ^ A b Pinon A, Vialette M (2018). „Přežití virů ve vodě“. Intervirologie. 61 (5): 214–222. doi:10.1159/000484899. PMID  29316545. Citováno 10. května 2020.
  9. ^ Bosch, Albert (2007). Lidské viry ve vodě: Perspektiva v lékařské virologii. ProQuest Ebook Central: Elsevier Science & Technology. str. 94. ISBN  9780444521576.
  10. ^ A b "Úprava vody". Centrum pro kontrolu nemocí. Citováno 24. května 2013.
  11. ^ Bart De, De Gusseme (2010). „Inaktivace virů ve vodě pomocí biogenního stříbra: inovativní a ekologická dezinfekční technika“. ebscohost. Citováno 29. dubna 2020.
  12. ^ A b „Fakta o vodě: nemoc“. vodní org. Archivovány od originál dne 30. dubna 2013. Citováno 6. května 2013.
  13. ^ Parashar UD, Hummelman EG, Bresee JS, Miller MA, Glass RI (květen 2003). „Globální onemocnění a úmrtí způsobená rotavirovými chorobami u dětí“. Emerg Infect Dis. 9 (5): 565–572. doi:10.3201 / eid0905.020562. PMC  2972763. PMID  12737740.
  14. ^ „Splnění cíle MDG Pitná voda a hygiena: Výzva města a venkova desetiletí“ (PDF). Světová zdravotnická organizace. SZO. 2006. Citováno 6. května 2013.