Varför vill vi veta något om vilka patogener som finns i avloppsvattnet och hur gör vi? Per-Eric Lindgren Inst för klinisk och experimentell medicin Linköpings universitet Linköping
Grupper av humanpatogener Bakterier prokaryota, encelliga organismer, finns i alla miljöer Virus egentligen endast en partikel bestående av nukleinsyra (arvsmassa) och proteiner, kräver en värdcell för förökning Parasiter eukaryta organismer
Spridning av tarmpatogener genom vatten Människor och djur fekalier Jord Avloppsvatten Fast avfall Hav Floder och sjöar Grundvatten Bevattning Skaldjur Badvatten Dricksvatten Grödor Aerosol Humana infektioner
Faktorer som inaktiverar patogener i vatten Kemiska Joner (ph och salt) Oxidanter Denaturanter Desinfektionsmedel Organiskt material Fällning med polymer, järn mm Fysikaliska Temperatur Tryck Strålning Adsorption Filtrering Biologiska Immunologiska Molekylära Avsaknad av receptor Enzymer Metabola inhibitorer Konkurrens
Miljöövervakning av patogener Vad ska vi leta efter? Patogenerna själva Indikatorer Var ska vi leta? Aerosol Ytor Vattenmiljöer Hur studerar vi dem? Provtagningsteknik Odlingsmetodik Molekylära metoder
Hur ska vi studera patogenerna? Egenskaper hos metoder använda för att detektera patogener i miljön och i livsmedel 1 Robusthet, reproducerbarhet, enkelhet 2 Hög känslighet 3 Hög specificitet 4 Snabbhet
Hur ska vi studera patogenerna? Provtagning Provpreparering Icke-odlingsmetodik Odling/Cellkulturer Molekylärbiologi Elektronmikroskopi Immunologiska tester
PARAMIXOVIRUS MORBILLOVIRUS TOGAVIRUS RHINOVIRUS RESPIRATORY SINCITIAL HERPES VARICELLA-ZOSTER ORTOMIXOVIRUS CORONAVIRUS ADENOVIRUS FILOVIRUS RESPIRATORISK SEKRETION Ortomixovirus HBV HIV HBV HCV HIV CMV EBV HTLV HAEMORRAGIC FEVER VIRUS PARVOVIRUS ARBOVIRUS BLOOD CMV Poliovirus Rotavirus Adenovirus Coronavirus Astrovirus Calicivirus ENTEROVIRUS ADENOVIRUS REOVIRUS ROTAVIRUS HAV CALICIVIRUS HEV ASTROVIRUS CORONAVIRUS PAPOVAVIRUS FAECES Papovavirus HUMANA VIRUS Adenovirus Coronavirus Paramixovirus
Egenskaper hos virus i miljön som bör beaktas 1 Få partiklar krävs för infektion 2 3 4 De kan orsaka asymptomatiska infektioner Immuniteten hos värden är ofta kortlivad De har ofta stor genetisk variabilitet 5De utsöndras i stort antal från infekterade 6 De har olika transmissionsvägar 7De är ofta mycket resistenta i miljön för olika behandlingar
Vilka virus är viktiga att detektera? Vattenburen smitta Sjukdom Mag-tarmsjukdomar Hepatit Andra sjukdomar Vanligt Norovirus Hepatit A Virus Tillfälligtvis Enteriska adenovirus (typ 40-41) Rotavirus (grupp A-C) Hepatit E Virus (genom vatten) Enterovirus Sapovirus Astrovirus Coronavirus
Vad ska vi studera? Patogena virus direkt According to WHO: Epidemiological relevance: disease prevalence, infectivity, environmental distribution, transmission with environmental matrices, ecc. Clinical relevance of the disease Limited host specificity Limited variability of serogroups/ genotypes Simple testing techniques High resistence to environmental stress and treatment PROPOSED: Enterovirus, HAV, rotavirus, adenovirus, norovirus, polyomavirus Indikatorer Bakteriella Virala Tot bakt. räkning Bakteriofager Colimetri Reovirus Enterokocker TTV Clostridier Adenovirus Adenovirus Reovirus TTV
Klinsk virologi Höga koncentrationer Humana virus Endast en eller ett fåtal virustyper Provsammansättningen vanligtvis konstant Miljövirologi Låga koncentrationer Humana och animala virus Ofta många oliak virustyper Extrem variabilitet i provsammansättningen
Jämförelse mellan olika tekniker för virusdetektion Test Sensitivitet Specificitet Tidsåtgång Cellkulturer 1 PFU/ml Låg till hög 1 3 veckor Elektronmikroscopi 10 6 partiklar/ml Låg 2 - x h ELISA 10 4.5 10 5 virus/ml Hög 2-3 h Molekylära prober 10 3 10 5 virus/ml Hög 24 48 h PCR 1 virus/ml Hög 5 6 h
Hur förvärvar bakterier antibiotikaresistens? Mutationer genom selektion i närvaro av antibiotika har mutanterna en fördel Genom upptag av gen kodande för resistens Gradvis anpassning Vissa bakteriearter kan dock vara naturligt resistenta
Överföring av antibiotikaresistensgener Transformation upptag av fritt DNA Konjugation överföring av DNA genom cellcellkontakt Transduktion- överföring med bakteriofager (bakterievirus)
Forskningsmiljö Forskargruppen vid Medicinsk mikrobiologi, IKE/Linköpings universitet: Med dr Johan Nordgren, doktorand Stefan Börjesson, doktorand Björn Berglund, civ ing Erik Dalin, MSc Magalí Martí Samarbeten: Molekylär virologi, LiU: prof Lennart Svensson och hans grupp Analytisk kemi, UmU: fo ass Jerker Fick m fl Infektionsmedicin, UU: prof Björn Olsen