نقدم هنا إجراء لقياس إجمالي الفيروسات القابلة للزراعة باستخدام خط خلايا الكلى Buffalo Green Monkey. يوفر الإجراء أداة موحدة لقياس حدوث الفيروسات المعدية في المياه البيئية ومياه الشرب.
مقالة منهجية
نقدم هنا إجراء لقياس إجمالي الفيروسات القابلة للزراعة باستخدام خط خلايا الكلى Buffalo Green Monkey. يوفر الإجراء أداة موحدة لقياس حدوث الفيروسات المعدية في المياه البيئية ومياه الشرب.
مطلوب طريقة موحدة عندما تستخدم الدراسات الوطنية حول حدوث الفيروس في المياه البيئية ومياه الشرب مختبرات تحليلية متعددة. تم تطوير طريقة 1615 لوكالة حماية البيئة الأمريكية (USEPA) بهدف توفير مثل هذا المعيار لقياس الفيروس المعوي والنوروفيروس في هذه المياه. يتركز الفيروس من الماء باستخدام مرشح إيجابي للكهرباء ، يتم شطفه من سطح المرشح بمستخلص اللحم البقري ، ثم يتركز بشكل أكبر باستخدام التلبد العضوي. نقدم هنا البروتوكول من الطريقة 1615 لشطف المرشح والتركيز الثانوي وقياس إجمالي الفيروسات القابلة للزراعة. يتم تلقيح جزء من التحفيص المركز من كل عينة على عشر قوارير مكررة من خلايا الكلى Buffalo Green Monkey. يتم استخدام عدد القوارير التي توضح تأثيرات الاعتلال الخلوي لتحديد العدد الأكثر احتمالا (MPN) للوحدات المعدية لكل لتر. تستخدم الطريقة عددا من ضوابط الجودة لزيادة جودة البيانات وتقليل التباين بين المختبرات وداخلها. يجب أن تفي المختبرات بمعايير الأداء المحددة. تم تقييم الطريقة 1615 من خلال فحص تعافي الفيروس من درجة الكاشف والمياه الجوفية المزروعة بفيروس شلل الأطفال من النمط 3. كان متوسط حالات التعافي من فيروس شلل الأطفال مع إجمالي المقايسة القابلة للزراعة 111٪ في المياه من الدرجة الكاشف و 58٪ في المياه الجوفية.
الفيروسات المعوية هي مجموعة متنوعة من الفيروسات التي تصيب الجهاز المعوي البشري والتي تنتقل من طريق البراز إلى الفم. هذه الفيروسات تدخل مياه السطحية والجوفية من خلال محطة معالجة مياه الصرف الصحي والنفايات السائلة خزان الصرف الصحي، والمصممة بشكل غير صحيح أو كسر خزانات الصرف الصحي، وخطوط الصرف الصحي المكسورة، وتجاوزات الصرف الصحي جنبا إلى جنب، وغيرها من نقطة وغير نقطة مصادر 1-4. الإصابات البشرية ومرض من الفيروسات المنقولة عن طريق المياه تحدث عبر استهلاك المياه الملوثة أو تطهيرها بشكل كاف أو من خلال الترفيهية ملامسة الماء. أعراض المرض قد تنطوي خفيفة الى التهاب المعدة والأمعاء الحاد. التهاب الملتحمة؛ حمى؛ الضائقة التنفسية العليا. مرض اليد و القدم و الفم؛ التهاب عضلة القلب. التهاب السحايا العقيم. التهاب الدماغ؛ شلل؛ الإنتان 5-8، والموت 9،10.
وكالة حماية البيئة أسلوب 1615 يوفر إجراء لقياس المعدية جزيئات الفيروس المعوي في المياه البيئية والشرب. يمكن أن تحتوي هذه المياه علىخليط من virions المعدية وغير المعدية، ولكن الجسيمات المعدية فقط تشكل خطرا على الصحة. تفقد جزيئات الفيروس المعدية العدوى مع مرور الوقت في المياه البيئية والشرب من فقدان النزاهة البروتين قفيصة، الأضرار التي لحقت الأحماض النووية بسبب الأشعة فوق البنفسجية من أشعة الشمس، والأضرار الناجمة عن أي المطهرات التي قد تكون موجودة 11-13. ويستند هذا الإجراء فيروس زروع الكلي المنصوص عليها في طريقة على إنتاج آثار الاعتلال الخلوي (CPE) في خط خلية بافالو الأخضر قرد الكلى (BGM). وقد تم اختيار هذا الخط الخلية بسبب الاستخدام الواسع النطاق في مجال علم الفيروسات البيئي 14،15، على الرغم من أن تقتصر على مجموعة من أنواع الفيروسات المعدية الكشف في المقام الأول إلى بعض الفيروسات المعوية 15. والغرض من هذه الورقة هو وصف الإجراءات طريقة 1615 لشطف من خمسة بوصة مرشحات خرطوشة كهربي، وتركيز الثانوي، وقياس مجموع الفيروسات زروع. تقييم ليوصف أسلوب شامل في Cashdollar وآخرون. 16.
ملاحظة: الرجاء راجع قسم المواد التكميلية S1 للحصول على قائمة من التعاريف. ووصف إجراءات ضمان الجودة المرتبطة كالة الحماية البيئية أسلوب 1615 في قسم S2 مواد تكميلية.
1. تصفية إجراء شطف
الإجراءات التركيز 2. التلبد العضوية
المعادلة 1 3. إجمالي زروع الفيروسات كمي الفحص
ملاحظة: للحصول على جميع الخطوات يضيف دائما حلول بعناية لتجنب إزعاج أحادي الطبقة الخلية.
المعادلة 2 وتركز الفيروس من المياه الجوفية مصدر من ثلاث محطات لمعالجة مياه الشرب وخاصة جيدا باستخدام مرشحات كهربي. مجموعتين عينة، تتألف من العينة الميدانية ومراقبة LFSM، تم جمعها من محطات المعالجة في مناسبات منفصلة، وجمعت مجموعة واحدة عينة من البئر الخاص. تم تحديد العام للاسترداد الفيروس باستخدام عينات LFSM من اثنين من النباتات وكذلك الخاص (عينتين من مصنع واحد وعينة واحدة من آخر استبعدت من الحساب لأنه لا يمكن تحديد قيمة مبن من البذور المستخدمة مع كل عينة بدقة بسبب إلى نتائج CPE غير طبيعية بين قوارير مكرر). يعني انتعاش فيروس شلل الأطفال من عينات المياه الجوفية في المتوسط 58٪ مع معامل الاختلاف من 79٪ (الشكل 2) 16. تم الكشف عن أي فيروس زروع في أي من العينات الميدانية المياه المكررة الأرض غير المصنف.
وقد تم قياس الأداء الأسلوب أيضا باستخدام LFB الصورةamples تعديلها باستخدام مستويين مختلفة من البذور. تم استخدام "منخفض" عيار 300 مبن من فيروس شلل الأطفال لتقييم الأداء على مستويات أقل من 500 مستوى مبن LFB "قياسي" المستخدمة في أسلوب وكالة حماية البيئة 1615. وعيار "عالية" من كان يستخدم 1000 مبن من فيروس شلل الأطفال لاختبار الأداء في مستوى السيطرة LFSM. هذه الضوابط أداء مماثل مع انتعاش متوسط من 111٪ ومعامل الاختلاف من 100٪ (الشكل 2). وكانت جميع LRB سلبية العينات وجميع العينات LFB أداء ضمن نطاق القبول (الجدول المواد التكميلية S1).

ويظهر الشكل 1. تصفية شطف. التخطيطي لاستخدام وعاء الضغط لتصفية خرطوشة شطف. يستخدم ضغط الهواء الإيجابي لدفع لحم البقر استخراج الحل في حاوية ضغط من خلال يخدع خرطوشة الإسكانtaining تصفية خرطوشة كهربي. يمكن أن تكون بديلا مضخة تحوي للحاوية الضغط، مع مدخل المضخة التي وضعت في حاوية عقد استخراج اللحم البقري حل.

الشكل 2. متوسط فيروس شلل الأطفال الاسترداد (٪) من الأرض والكاشف الصف المياه. وأظهرت انتعاش متوسط في المئة لفيروس شلل الأطفال من الأرض (
. ن = 4) والصف كاشف المياه (
. ن = 12) عينات. شملت عينات المياه اثني عشر الصف كاشف ستة المصنف مع 300 مبن وستة المصنف مع 1000 مبن من فيروس شلل الأطفال. أشرطة الخطأ تمثل الخطأ المعياري.
وكالة حماية البيئة أسلوب 1615 تم تطويرها للاستخدام خلال دورة الرصد الثالثة على غير المنظم الملوثات تنظيم الرصد (UCMR3) 17 و تهدف في المقام الأول لقياس حدوث الفيروس في المياه الجوفية. وتشترك في عدد من الخطوات المشتركة مع أسلوب جمع المعلومات القاعدة (مجلس النواب)، 15،18 ولكن اثنين من الاختلافات الطفيفة. كلا استخدام فحوصات كمي لقياس الفيروس التي تنتج CPE على الطبقات الوحيدة الخلية BGM مع الكميات التي تستند إلى معظم (MPN) حسابات عدد محتمل. طريقة 1615 يسمح باستخدام فلتر كهربي أحدث لتركيز الفيروس من مختلف المصفوفات المياه ويقلل من عدد من زراعة الخلايا عاء الاختبار نسخ متماثلة في التخفيف من 20 إلى 10. كل التغييرات الطفيفة خفض التكاليف طريقة الشاملة. التخفيض في عدد مكررات يقلل من العمل، ولكن النتائج في حد اكتشاف أقل قليلا. على الرغم من أن من المتوقع أن يكون تركيز أقل من الفيروسات من المياه السطحية المياه الجوفية، 19،20 ثمبلغ (ه) من عينة يعاير خمس مرات من المياه السطحية، وتعويض جزئيا عن الاختلافات. فإن استخدام عدد أقل من مكررات تكون كافية لمعظم المياه السطحية، ولكن بعض سيتطلب تخفيف عينة.
طريقة 1615 لديها العديد من الخطوات الحاسمة والقيود. تختلف مقتطفات لحوم البقر من الكثير الكثير. كل الكثير ينبغي اختبار لفعالية شطف الفيروس والقدرة على تركيز الفيروس من خلال الخطوات تركيز الثانوية كما هو موضح هي مواد تكميلية قسم S2.3. يستخدم الأسلوب الصيغ دقيقة لحساب كمية عينة لتطعيم على مزارع الخلايا BGM وتحديد التتر الفيروس. سيتم إنشاء نتائج غير دقيقة إذا لم يتم اتباع هذه الصيغ بدقة. يجب استخدام تقنية العقيم المناسبة للحفاظ على الثقافات الخلية. غير المصابة BGM الضوابط ثقافة الخلية التي تظهر الضيق أثناء فترة الحضانة لمدة 14 يوما على الأرجح يشير إلى مشاكل مع صيانة ثقافة الخلية. عناية كبيرة يجب أن يكون أيضا تاكين خلال pipetting لالخطوات المتبعة مع تلقيح وبالإضافة المتوسطة لقوارير زراعة الخلايا لتجنب انتقال التلوث. ومراقبة الجودة وصفها في القسم التكميلي المواد S2 يجب اتباعها بدقة. كما يوفر قسم S2 المشورة حل لمشاكل قضايا الجودة.
الآلية الأولى من امتصاص الفيروس إلى كهربي المرشحات هو التفاعل تهمة تتعلق قوة شحنة موجبة على مرشح وقوة الشحنة السالبة للفيروس "تتعلق نقطة تساوي الكهربية والرقم الهيدروجيني للمياه التي يجري اختبارها 21. شطف من المرشحات أيضا يتأثر قوة هذه التفاعلات. لأنها تختلف بين أنواع الفيروسات وحتى بين السلالات داخل نفس النوع، شطف من المرشحات ليست موحدة. وهذا يعني أن أي نتيجة قد نقلل من المستوى الفعلي للفيروس الحالي في المياه البيئية. استخدام خط الخلية BGM واحد أيضا يقلل حدوث الفيروس. النطاقفيروس المعوي التي يمكن أن تنتج CPE في هذا الخط خلية في المقام الأول يقتصر على فيروس شلل الأطفال والأنماط المصلية الأنواع الفيروسة المعوية B وكذلك بعض reoviruses 14،15،22. لن يتم الكشف عن أنواع الفيروسات المعدية الأخرى.
اجتمع المستردة فيروس شلل الأطفال من المياه الجوفية والصف كاشف الطريقة وكالة حماية البيئة 1615 معايير القبول الأداء لكل من تقييم الأداء (PE، أي عينات من المياه المصنف كاشف الصف مع التتر غير معروفة لأحد المحللين التي تستخدم لتقييم أداء المحلل قبل بدء دراسة) وعينات LFB (مواد تكميلية الجدول S1). استعادة 58٪ من المياه الجوفية باستخدام الإجراء الثقافة هي مماثلة لتلك التي ذكرت من قبل الآخرين باستخدام ماء الصنبور 23،24. التقى متوسط التعافي من عينات LFB من 111٪ مع معامل الاختلاف (CV) من 100٪ أيضا معايير القبول أداء طريقة حتى ولو كانت أعلى من تلك التي لوحظت لعينات PE الدرجي في مجلس النواب. مجلس النواب يعني كان الانتعاش بين المختبرات 56٪ مع معامل الاختلاف (CV) من 92٪ في حين المبالغ المستردة intralaboratory متوسط تنوعت 36-85٪ (السير الذاتية 58-131٪، بيانات غير منشورة من قاعدة البيانات النواب PE). وقد لوحظت المبالغ المستردة أعلى في هذه الدراسة لعينات LFB البذور منخفضة من عينات البذور أعلى (122 مقابل 42٪). في الوقت الذي النواب كان يجري التخطيط، كان من المتوقع أن عينات PE تلقي القيم البذور منخفضة سيكون الانتعاش أقل أن أولئك الذين يتلقون بذور عالية. مماثلة لتلك التي لوحظت هنا للحصول على عينات LFB، كان الانتعاش فيروس شلل الأطفال لعينات مجلس النواب PE 71٪ (CV 100٪) و 54٪ (CV 69٪)، و 44٪ (CV 71٪) للقيم البذور ≤300 مبن، 300- 1500 مبن، و> 1500 مبن على التوالي.
هناك العديد من الطرق لقياس الفيروسات المعدية في عينات المياه 25. هذا الأسلوب هو مهم بالنسبة للطرق الأخرى في درجة التوحيد. توحيد يشمل ليس فقط الجودة والأداء الضوابط،ولكنه يستخدم أيضا كميات وصيغ محددة لضمان أن جميع المختبرات التحليلية أداء أسلوب مماثل. دون التوحيد، فمن الصعب مقارنة النتائج بين المختبرات، وبالتالي توحيد ضروري عند إجراء دراسات واسعة النطاق في المختبرات التحليلية متعددة. مع توحيد المدمج في ويمكن توسيع نطاق هذا الأسلوب في المستقبل لتشمل أنواع فيروس إضافية وخطوط الخلايا. وتجري حاليا بحوث لتوفير بيانات لإدراج اتش في الأسلوب.
ليس لدى المؤلفين ما يكشفون عنه.
يشكر المؤلفون الدكتور مارك بورشارت ، وزارة الزراعة الأمريكية ، مارشفيلد ، ويسكونسن ، على توفير النمط المصلي لفيروس شلل الأطفال سابين 3 المستخدم في هذه الدراسة. ماري جان سي ونانسي شابل وجينيفر جونز من شركة Dynamac Corporation لإعداد ثقافات BGM ؛ نيكول إي برينكمان ، شانون إم جريفين ، بريان آر ماكمين ، إريك آر رودس ، يونيس أ. فاروجيز ، آن سي جريم ، سانديا يو بارشيونيكار ، ولاري وايمر للمساهمات في التقييم العام لطريقة وكالة حماية البيئة الأمريكية 1615 ؛ جريتشن سوليفان للمساعدة الفنية. وأصحاب الآبار الخاصة والمرافق المحلية للسماح لنا بجمع عينات المياه. على الرغم من أن هذا العمل قد تمت مراجعته من قبل وكالة حماية البيئة الأمريكية والموافقة على نشره ، إلا أنه قد لا يعكس بالضرورة سياسة الوكالة الرسمية. لا يشكل ذكر الأسماء التجارية أو المنتجات التجارية تأييدا أو توصية بالاستخدام.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| مستخلص لحم البقر ، مسحوق مجفف | BD Bacto | 211520 | |
| أنابيب مبردة | Thermo Fisher | 3775 / 945373 | |
| Hank ' s محلول ملح متوازن | Invitrogen | 14170-112 | |
| منصة هزاز ميكانيكية | Daigger | EF4907G | |
| شاكر مداري | Thermo Fisher | 14-285-729 | |
| فلتر تعقيم مع مرشح مسبق | VWR | 28143-295 | |
| تعقيم فلتر حقنة | Corning | 431219 | |
| معايير | الأس الهيدروجينيSigma-Aldrich | 33643 ، 33646 ، 33648 | |
| MEM | Sigma-Aldrich | M1018 أو M4642 | |
| Leibovitz L-15 | Sigma-Aldrich | L4386 | |
| بيكربونات الصوديوم ، 7.5٪ | Sigma-Aldrich | S8761 | |
| مصل الأبقار الجنيني | Invitrogen | 10082-139 | |
| تقنيات الحياة | المضادة للمضادات الحيوية والفطريات | 15240-062 | |
| التربسين ، EDTA | Invitrogen | 25200072 |
A correction was made to: EPA Method 1615. Measurement of Enterovirus and Norovirus Occurrence in Water by Culture and RT-qPCR. II. Total Culturable Virus Assay. The values for Reagent Grade Water shown in Figure 2 were changed from a mean value of 111% with a standard error of 8% to a mean value of 82% with a standard error of 26%.
The penultimate sentence of the last paragraph of the Representative Results section was changed from:
These controls performed similarly with a mean recovery of 111% and a coefficient of variation of 100% (Figure 2),
to:
These controls had a mean recovery of 82% and a coefficient of variation of 110% (Figure 2).
The third sentence of the fourth paragraph of the Discussion section was changed from:
The mean recovery from the LFB samples of 111% with a coefficient of variation (CV) of 100% also met the method performance acceptance criteria even though they are higher than that observed for PE samples during the ICR,
to:
The mean recovery from the LFB samples of 82% with a coefficient of variation (CV) of 110% also met the method performance acceptance criteria even though they are higher than that observed for PE samples during the ICR.