כאן אנו מציגים נוהל למדידת סך כל הנגיפים הניתנים לתרבית באמצעות קו תאי הכליה של הקוף הירוק של באפלו. הנוהל מספק כלי סטנדרטי למדידת הופעת נגיפים זיהומיים במי הסביבה ובמי השתייה.
מאמר שיטה
כאן אנו מציגים נוהל למדידת סך כל הנגיפים הניתנים לתרבית באמצעות קו תאי הכליה של הקוף הירוק של באפלו. הנוהל מספק כלי סטנדרטי למדידת הופעת נגיפים זיהומיים במי הסביבה ובמי השתייה.
נדרשת שיטה סטנדרטית כאשר מחקרים לאומיים על הופעת וירוסים במי סביבה ושתייה משתמשים במעבדות אנליטיות מרובות. שיטת 1615 של הסוכנות להגנת הסביבה של ארה"ב (USEPA) פותחה במטרה לספק תקן כזה למדידת אנטרו-וירוס ונורו-וירוס במים אלה. הנגיף מרוכז מהמים באמצעות מסנן אלקטרו-פוזיטיבי, נפלט ממשטח המסנן עם תמצית בקר, ולאחר מכן מרוכז עוד יותר באמצעות פלוקולציה אורגנית. כאן אנו מציגים את הפרוטוקול משיטה 1615 לפליטת מסנן, ריכוז משני ומדידה של סך הנגיפים הניתנים לתרבות. חלק מהפליטה המרוכזת מכל דגימה מחוסן על עשר צלוחיות משוכפלות של תאי כליה של באפלו גרין קוף. מספר הצלוחיות המדגימות השפעות ציטופתיות משמש לכימות המספר הסביר ביותר (MPN) של יחידות זיהומיות לליטר. השיטה משתמשת במספר בקרות איכות כדי להגביר את איכות הנתונים ולהפחית את השונות הבין-מעבדתית והתוך-מעבדתית. מעבדות חייבות לעמוד בתקני ביצועים מוגדרים. שיטה 1615 הוערכה על ידי בחינת התאוששות הנגיף ממי תהום בדרגת ריאגנט ומי תהום שנזרעו בנגיף פוליו סבין מסוג 3. ממוצע המחלימים מנגיף הפוליו עם סך הבדיקה הניתנת לתרבות היה 111% במים בדרגת ריאגנט ו-58% במי תהום.
וירוסים מעיים הם קבוצה מגוונת של וירוסים המדביקים מערכת העיכול האנושית ואשר מועברים באמצעות מחזור צואה-פה. וירוסים אלה להיכנס למים משטח הקרקע באמצעות מכון טיהור שפכים וקולחין בור ספיגה, בורות שופכין תוכנן או שבורה כהלכה, קווי ביוב שבורים, גלישות הביוב בשילוב, ומקורות נקודת והלא נקודה אחרת 1-4. זיהומים ומחלות אדם מפני וירוסי waterborne להתרחש באמצעות צריכת מים מזוהמים או לחטא כראוי או באמצעות מגע מים ופנאי. תסמיני המחלה עשויה להיות כרוכה קלה עד גסטרואנטריטיס חמור; דַלֶקֶת הַלַחמִית; קַדַחַת; מצוקת נשימת עליונות; מחלת הפה, הידיים והרגליים; דַלֶקֶת שְׁרִיר הַלֵב; דלקת קרום המוח; דַלֶקֶת הַמוֹחַ; שיתוק; אלח דם 5-8, ומוות 9,10.
USEPA שיטה 1615 מספקת הליך למדוד חלקיקי נגיף מעיים זיהומיות במי סביבה ושתייה. מים אלה יכולים להכילתערובת של virions זיהומיות שאינם מדבק, אלא רק את חלקיקי זיהומיות להוות סיכון בריאותי פוטנציאלי. חלקיקי הנגיף מדבק לאבד infectivity לאורך זמן במים הסביבה ושתייה מאיבוד שלמות קפסיד חלבון, נזק חומצות גרעין בשל קרינת UV מפני השמש, ונזק עקב כל חומרי חיטוי שעשויים להיות נוכחים 11-13. הליך הווירוס culturable הכולל שנקבע השיטה מבוסס על הייצור של תופעות cytopathic (CPE) בכליות הקוף באפלו גרין (BGM) שורת התאים. שורת תא זו נבחרה בגלל השימוש הנרחב שלה בתחום וירולוגיה הסביבתי 14,15, למרות מגוון סוגי וירוס מדבקים שיאותרו מוגבלים בעיקר enteroviruses מסוים 15. מטרת מאמר זה היא לתאר לנהלי שיטת 1615 עבור elution של מסנני מחסנית electropositive חמש אינץ ', ריכוז משני, ומדידה של וירוסי culturable הכולל. הערכה שלשיטה הכוללת מתוארת Cashdollar et al. 16.
הערה: אזור עיין חומרים משלימים S1 עבור רשימה של הגדרות. נהלי QA קשורים שיטת USEPA 1615 מתוארי S2 הסעיף והחומרים משלימים.
1. מסנן Elution נוהל
נוהל ריכוז 2. אורגני הפתתה
משוואה 1 3. וירוס סה"כ culturable Assay quantal
הערה: כל השלבים תמיד להוסיף פתרונות בזהירות כדי להימנע משיבוש monolayer התא.
משוואה 2 וירוס התרכז מהמקור מי התהום של מתקני טיהור מי שלוש שתייה מסננת electropositive באמצעות היטב פרטי. שני סטים מדגמים, מורכבת מדגם שדה ובקרת LFSM, נאספו מתקני הטיהור בהזדמנויות נפרדות, וערכת דגימה אחת נאספה מן הבאר הפרטית. התאוששות וירוס בסך הכל נקבע באמצעות דגימות LFSM משני של צמחים ובעלי הבאר פרטית (שתי דגימות מצמח אחד מדגם אחד למשנהו לא נכללו בחישוב מפני ששווי MPN מזרע בשימוש עם כל דגימה לא ניתן לקבוע במדויק בשל לתוצאות CPE נורמליות בין צלוחיות לשכפל). Mean התאוששות poliovirus ממדגמים תהום בממוצע 58% עם מקדם השונה של 79% (איור 2) 16. אין וירוסי culturable זוהו באף אחד דגימות תחום מים הכפולות unseeded קרקע.
ביצועי שיטה גם נמדדו באמצעות LFB samples שונה באמצעות שתי רמות זרע שונות. כייל "נמוך" של 300 MPN של poliovirus שמש להעריך את ביצועים ברמות פחות מאשר 500 MPN LFB הרמה "הסטנדרטית" המשמשת USEPA שיטת 1615. כייל "גבוה" של 1,000 MPN של poliovirus שמש כדי לבדוק ביצועים בבית רמת השליטה LFSM. בקרות אלה באופן דומה עם התאוששות ממוצעת של 111% וכן מקדם שונה של 100% (איור 2). כל LRB הדגימות היו שליליות וכל דגימות LFB בצעו בטווח הקבלה (S1 טבלת חומרים משלימים).

איור 1. מסנן Elution. סכימטי לשימוש במיכל הלחץ elution מסנן מחסנית מוצג. לחץ אוויר חיובי משמש לדחוף פתרון תמצית בשר במיכל הלחץ דרך con דיור מחסניתtaining מסנן מחסנית electropositive. משאבת peristaltic ניתן להחליף עבור מיכל הלחץ, עם הכניסה של המשאבה שתוצב בתוך המכל מחזיק פתרון תמצית בשר.

איור 2. ממוצע poliovirus Recovery (%) מגראונד ו מגיב-כיתה מים. ההתאוששות אחוז ממוצע מוצג עבור שנגיף הפוליו מן הקרקע (
; n = 4) ומים מגיבים כיתה (
; n = 12) דגימות. שנים עשר דגימות מים כיתה מגיב כלל שישה זורעים עם 300 MPN ושישה זורעים עם 1,000 MPN של poliovirus. ברי שגיאה מייצגים סטיית התקן.
USEPA שיטת 1615 פותחה לשימוש במהלך מחזור הניטור השלישי של תקנת הניטור המזהמת ללא פיקוח (UCMR3) 17 ו מיועדת בעיקר למדידת התרחשות וירוס במי תהום. היא חולקת מספר צעדים משותפים עם כלל איסוף מידע (ICR) השיטה, 15,18 אבל יש שני הבדלים קלים. שניהם להשתמש מבחני quantal למדוד וירוס מייצרי CPE על משטחי תא BGM עם quantitation בהיותה מבוססת על חישובים רוב מספר Probable (MPN). השיטה 1615 מאפשרת השימוש במסנן electropositive חדש לריכוז מוירוס מטריצות מים שונים מפחיתה את מספר כלי בדיקת תרבית תאים משכפל לכל דילול מ -20 עד 10. שניהם שינויים קלים להפחית עלויות שיטה כוללות. הירידה במספר משכפל מפחית עבודה, אבל התוצאה היא גבול הגילוי נמוך במקצת. למרות groundwaters צפוי להיות בעלי ריכוזים נמוכים של וירוסים מאשר מים עיליים, 19,20 הכמות מדגם E assayed גבוה פי חמישה מריכוז של מים עיליים, פיצוי בין השאר על ההבדלים. השימוש משכפל יהיה פחות נאות עבור המים העיליים ביותר, אבל כמה ידרשו דילול מדגם.
יש שיטה 1615 מספר צעדים ומגבלות קריטיים. תמציות בשר להשתנות ממגרש למגרש. כל הרבה צריך ייבדקו אפקטיבי של elution הווירוס ואת יכולת ריכוז וירוס לאורך שלבי ריכוז משני כמתואר הוא S2.3 סעיף וחומרים משלימים. השיטה משתמשת בנוסחאות מדויקות לחישוב כמות מדגם לחסן על תרביות תאים BGM ולקבוע titers וירוס. תוצאות לא מדויקות תופקנה אם נוסחות אלה אינן אחריו בקפדנות. טכניקת aseptic פרופר חייבת לשמש לשמירה על תרביות תאים. שולט נגוע תרבית תאי BGM המראים מצוקה במהלך תקופת דגירת 14 היום להצביע על בעיות סבירות עם תחזוקת תרבית תאים. בזהירות רבה גם חייבת להיות taקן במהלך pipetting השלבים הכרוכים עם חיסון של והוספת בינוני עד צלוחיות תרבית תאים, כדי למנוע זיהום צולב. פקדי האיכות המתוארים S2 סעיף חומרי משלים חייבים להיות מלווה בקפדנות. סעיף S2 גם מספק ייעוץ לפתרון בעיות איכות.
המנגנון העיקרי של ספיחת נגיף electropositive מסנן אינטראקצית תשלום הקשורים לחוזק של המטען החיובי על המסנן ואת הכח של המטען השלילי "הווירוס הקשורים חודה איזואלקטרית ואת ה- pH של המים נבדקים 21. Elution ממסנני מושפע גם את עוצמת האינטראקציות הללו. כי הם משתנים בין סוגי וירוס ואפילו בין זנים בתוך אותו הסוג, elution מהמסננים אינו אחיד. משמעות הדבר היא כי כל תוצאה שעלולה להמעיט בהערכת רמת בפועל של וירוס נוכחי במי סביבה. השימוש של הקו הסלולרי BGM היחיד גם מזלזל התרחשות וירוס. הטווחשל וירוס מעיים שיכולים לייצר CPE בתור תא זה בעיקר מוגבל polioviruses ו קפסיד מינים enterovirus B, כמו גם כמה reoviruses 14,15,22. סוגי וירוס מדבק אחרים לא יזוהו.
החלמת poliovirus ממי קרקע כיתה המגיבה עמדה בקריטריונים לקבלת ביצועי USEPA שיטת 1615 הן הערכת הביצועים (PE; כלומר, דגימות מי כיתה מגיבה זורעת עם טיטר הידוע אנליסט המשמשים כדי להעריך את הביצועים של המטפל לפני התחילה מחקר) ודגימות LFB (S1 טבלת חומרים משלימים). התאוששות 58% ממי תהום באמצעות הליך התרבות דומה לזו שדווחה על ידי אחר באמצעות ברז מים 23,24. ההתאוששות הממוצעת מתחיילת דגימות LFB של 111% עם מקדם שונה (CV) של 100% גם פגשה את הקריטריונים לקבלת ביצועי שיטה למרות שהם גבוהים מזה שנצפה עבור דגימות PE during ICR. ICR מתכוון התאוששות מעבדתיות הייתה 56% עם מקדם השונה (CV) של 92% תוך החלמת intralaboratory ממוצע נעה בין 36 ל -85% (קו"ח 58 כדי 131%; נתונים שלא פורסמו ממסד נתוני PE ICR). החלמה גבוהה נצפתה במחקר זה עבור דגימות נמוכות זרע LFB מאשר דגימות זרע גבוהות יותר (122 לעומת 42%). בזמנו כי ICR היה מתוכנן, זה היה צפוי כי דגימות PE קבלת ערכי זרע נמוכים תצטרכנה התאוששות נמוכה כי מקבלי זרעים גבוהים. דומה לזה שנצפה כאן עבור דגימות LFB, התאוששות poliovirus עבור דגימות PE ICR היו 71% (CV 100%), 54% (CV 69%), ו -44% (CV 71%) עבור ערכים זרע ≤300 MPN, 300 1,500 MPN, ו> 1,500 MPN, בהתאמה.
ישנן שיטות רבות למדידת וירוס מדבק בדגימות מי 25. שיטה זו היא משמעותית ביחס לשיטות אחרות במידת סטנדרטיזציה. הסטנדרטיזציה לא רק כוללת בקרות איכות וביצועים,אלא גם משתמש כרכים ונוסחות מוגדרים על מנת להבטיח כי כל מעבדות האנליטיות לבצע את השיטה זהה. ללא סטנדרטיזציה, קשה להשוות את התוצאות על פני מעבדות, ולכן תקינה חיונית בעת ביצוע מחקרים רחבי היקף מעבדות אנליטיות מרובות. עם סטנדרטיזציה מובנית בשיטה זו ניתן להרחיב בעתיד לכלול סוגי וירוס נוספים שורות תאים. מחקר מתנהל כדי לספק נתונים עבור הכללת אדנו לתוך השיטה.
למחברים אין מה לחשוף.
המחברים מודים לד"ר מארק בורצ'רדט, משרד החקלאות האמריקני, מרשפילד, ויסקונסין, על אספקת נגיף הפוליו סבין סרוטיפ 3 ששימש במחקר זה; מרי ג'ין סי, ננסי שייבל וג'ניפר ג'ונס מתאגיד Dynamac להכנת תרביות BGM; ניקול א. ברינקמן, שאנון מ. גריפין, בריאן ר. מקמין, אריק ר. רודס, יוניס א. ורוגס, אן ס. גרים, סנדיה א. פרשיוניקר ולארי ווימר על תרומתם להערכה הכוללת של שיטת USEPA 1615; גרטשן סאליבן לסיוע טכני; ובעלי בארות ושירותים פרטיים מקומיים שאפשרו לנו לאסוף דגימות מים. למרות שעבודה זו נבדקה על ידי USEPA ואושרה לפרסום, ייתכן שהיא לא בהכרח משקפת את המדיניות הרשמית של הסוכנות. אזכור שמות מסחריים או מוצרים מסחריים אינו מהווה אישור או המלצה לשימוש.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| תמצית בקר, אבקה מיובשת | BD Bacto | 211520 | |
| צינורות קריוגניים | Thermo Fisher | 3775/945373 | |
| Hank' s תמיסת מלח מאוזנת | Invitrogen | 14170-112 | |
| פלטפורמת נדנדה מכנית | Daigger | EF4907G | |
| שייקר אורביטלי | Thermo Fisher | 14-285-729 | |
| מסנן עיקור עם מסנן מקדים | VWR | 28143-295 | |
| מסנן מזרק עיקור | קורנינג | 431219 | |
| תקני | pHסיגמא-אולדריץ' | 33643, 33646, 33648 | |
| MEM | סיגמא-אולדריץ' | M1018 או M4642 | |
| לייבוביץ L-15 | סיגמא-אולדריץ' | L4386 | |
| נתרן ביקרבונט, 7.5% | סיגמא-אולדריץ' | S8761 | |
| סרום בקר עוברי | Invitrogen | 10082-139 | |
| טכנולוגיות חיים | אנטיביוטיות-אנטימיקוטיות | 15240-062 | |
| Trypsin, 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.