ここでは、バッファロー・グリーンモンキー腎臓細胞株を使用して培養可能なウイルス全体を測定する手順を紹介します。この手順は、環境水および飲料水中の感染性ウイルスの発生を測定するための標準化されたツールを提供します。
方法論記事
ここでは、バッファロー・グリーンモンキー腎臓細胞株を使用して培養可能なウイルス全体を測定する手順を紹介します。この手順は、環境水および飲料水中の感染性ウイルスの発生を測定するための標準化されたツールを提供します。
環境水や飲料水におけるウイルスの発生に関する全国的な研究が複数の分析ラボを利用する場合、標準化された方法が必要です。米国環境保護庁(USEPA)のメソッド1615は、これらの水域でエンテロウイルスとノロウイルスを測定するためのそのような標準を提供することを目的として開発されました。ウイルスは、電気陽性フィルターを使用して水から濃縮され、フィルター表面から牛肉抽出物で溶出され、さらに有機凝集によって濃縮されます。ここでは、フィルター溶出、二次濃縮、および全培養ウイルスの測定に関するメソッド1615のプロトコルを示します。各サンプルからの濃縮溶出液の一部を、バッファローグリーンモンキー腎臓細胞の10個の複製フラスコに接種します。細胞変性効果を示すフラスコの数は、1リットルあたりの感染単位の最可能性数(MPN)を定量するために使用されます。この分析法では、データ品質を向上させ、ラボ間およびラボ内のばらつきを減らすために、多くの品質管理を使用します。ラボは、定義された性能基準を満たさなければなりません。メソッド 1615 は、Sabin ポリオウイルス 3 型を播種した試薬グレードおよび地下水からのウイルス回収率を調べることによって評価されました。全培養アッセイによるポリオウイルスの平均回収率は、試薬グレードの水で111%、地下水で58%でした。
腸溶性ウイルスはヒトの腸のシステムに感染し、糞口経路を介して送信されるウイルスの多様なグループです。これらのウイルスは、下水処理場や浄化槽排水、不適切に設計された、または壊れた浄化槽、壊れた下水道、合流式下水道のオーバーフロー、および他のポイントとの非点源1-4を介して表面と地面の水を入力してください。水性ウイルスからヒトへの感染および疾患は、汚染されたか、不十分な消毒した水の消費を介して、またはレクリエーションの水との接触を介して起こります。病気の症状が重度の胃腸炎に軽度伴ってもよいです。結膜炎;熱;上部呼吸窮迫。手足口病。心筋炎;無菌性髄膜炎;脳炎;麻痺;敗血症5-8、および死亡9,10。
USEPAメソッド1615は、環境や飲料水中の感染性腸内ウイルス粒子を測定するための手順を提供します。これらの水は含めることができます感染性および非感染性ウイルス粒子の混合物が、唯一の感染性粒子は、潜在的な健康被害をもたらします。感染性ウイルス粒子は、タンパク質カプシドの完全性の喪失、太陽光から起因するUV放射線への核酸の損傷、および11-13存在することができる任意の消毒剤による損傷から環境や飲料水の中で時間をかけて感染性を失います。メソッドで提供される総培養可能ウイルスの手順はバッファローミドリザル腎臓(BGM)細胞株における細胞変性効果(CPE)の生産に基づいています。この細胞株は、検出された感染性ウイルスの種類の範囲を特定のエンテロウイルス15に主に制限されていても、なぜなら環境ウイルス学の分野14,15におけるその広範な使用を選択しました。本稿の目的は、5インチの電気陽性カートリッジフィルターの溶出、二次濃度、および全培養可能なウイルスの測定のための方法1615の手順を記述することです。の評価全体的な方法はCashdollar ら 16に記載されています。
注:定義のリストのための補足的な材料セクションS1を参照してください。 USEPAメソッド1615に関連したQA手順は補足材料セクションS2に記載されています。
1.フィルター溶出手順
2.有機凝集濃度の手順
式(1) 3.総培養可能なウイルス素量アッセイ
注:すべての手順については、常に細胞単層を乱さないように注意してくださいソリューションを追加します。
式(2) ウイルスは、3つの飲料水処理プラント及び電気陽性のフィルタを使用して、プライベートものソース地下水から濃縮しました。フィールドサンプルとLFSM制御からなる2つのサンプルセットは、別々の機会に処理プラントから回収し、一つのサンプルセットは、プライベートウェルから収集しました。各サンプルで使用される種子のMPN値を正確に起因し決定することができなかったため、全体的なウイルス回収は計算から除外された植物やプライベートウェル(1工場と別の1サンプルからの2つのサンプルの2からLFSMサンプルを用いて決定しました複製のフラスコの中で異常なCPE結果)へ。地下水試料からのポリオウイルスの回収は79%( 図2)16の変動係数58%の平均を意味します。何の培養可能なウイルスは、重複播種していない地下水フィールドサンプルのいずれにおいても検出されませんでした。
この方法の性能はまた、LFB Sを用いて測定しました。二つの異なる種のレベルを使用して変更amples。ポリオウイルス1,000 MPNがで性能を試験するために使用されたのポリオウイルスの300 MPNの「低」力価は、USEPAメソッド1615 A "ハイ"力価で使用される「標準的な」500 MPN LFBレベルより低いレベルでの性能を評価するために使用されましたLFSM制御のレベル。これらのコントロール111%で、平均回収率100%の変動係数( 図2)と同様に行います。すべてのLRBサンプルは陰性であったし、すべてのLFBサンプルが合格範囲(補足材料表S1)内で行います。

図1のフィルタ溶出カートリッジフィルターを溶出するための圧力容器を使用するための概略図が示されています。正の空気圧は、カートリッジハウジングコン介して圧力容器内の牛肉抽出液を押し出すために使用され電気陽性カートリッジフィルターをtaining。蠕動ポンプは、牛肉抽出液を保持する容器内に配置され、ポンプの入口を、圧力容器の代わりに用いることができます。

地上から図2.平均ポリオウイルス回復(%)および試薬グレード水。平均回収率は、地上からのポリオウイルスのために示されています(
; N = 4)および試薬グレード水(
; N = 12)のサンプル。 12試薬グレードの水サンプルは、6が300 MPNを播種し、6は、ポリオウイルスの千MPNを播種含まれています。エラーバーは標準誤差を表します。
USEPAメソッド1615 17(UCMR3)未規制汚染物質の監視規則の第三の監視サイクル中に使用するために開発され、主に地下水にウイルスの発生を測定するために設計されました。これは、情報収集ルール(ICR)法、15,18と共通のステップ数を共有するが、2つの小さな違いがあります。両方とも、最確数(MPN)の計算に基づいている定量でBGM細胞の単層上でCPEを生成するウイルスを測定するための量子アッセイを使用しています。方法1615が、様々な水マトリックスからウイルスを濃縮するための新しい電気陽性のフィルタの使用を可能にし、細胞培養試験容器の数が20から両方の軽微な変更は、方法全体のコストを削減10に希釈ごと複製減少します。反復数の減少は、労働力を減少させるが、わずかに低い検出限界をもたらします。地下水が地表水よりもウイルスの低い濃度を有することが期待されるものの、19,20番目アッセイしたサンプルの電子の量が違いを部分的に補償する、地表水の5倍です。少ない繰り返しの使用が最も地表水には十分だろうが、いくつかは、サンプル希釈が必要になります。
方法1615は、いくつかの重要なステップと制限があります。牛肉抽出物は、ロットごとに異なります。記載されているように各ロットは、ウイルスの溶出および二次濃縮工程を経てウイルス濃度の能力の有効性について試験されるべき補足材料セクションS2.3です。この方法は、BGM細胞培養物に接種し、ウイルス力価を決定するために試料の量を計算するための正確な公式を使用します。これらの式は厳密に従わない場合は不正確な結果が生成されます。適切な無菌技術は、細胞培養物を維持するために使用されなければなりません。 14日間のインキュベーション期間の間に苦痛を示す非感染BGM細胞培養コントロールは、おそらく細胞培養の維持の問題を示しています。細心の注意はまた、TAでなければなりません交差汚染を避けるための接種及び細胞培養フラスコに培地添加に伴うピペッティングステップの間ケン。補足材料セクションS2で説明した品質管理を厳格に守る必要があります。セクションS2はまた、品質問題のトラブルシューティングに関するアドバイスを提供します。
フィルタを電気陽性するウイルス吸着の主要なメカニズムは、フィルター上の正電荷の強さとその等電点に関連したウイルスの負電荷の強さと21をテストされている水のpHに関連する電荷相互作用です。フィルターからの溶出はまた、これらの相互作用の強さに影響されます。彼らはウイルス型の間であっても、同一タイプ内の菌株によって異なるため、フィルターからの溶出は一様ではありません。これは、任意の結果は環境水中に存在するウイルスの実際のレベルを過小評価してもよいことを意味します。単一BGM細胞株の使用は、ウイルスの発生を過小評価します。範囲主にポリオウイルスとエンテロウイルスB種の血清型だけでなく、いくつかのレオ14,15,22に限定され、この細胞株でCPEを生成することができます腸内ウイルスの。他の感染性ウイルスの型は検出されません。
地面と試薬グレード水からのポリオウイルスの回収率は、両方の性能評価のためのUSEPAメソッド1615パフォーマンス受け入れ基準を満たした(PE;開始前にアナリストの性能を評価するために使用されているアナリストに未知の力価を有する、すなわち 、シードされた試薬グレードの水サンプル研究の)とLFBサンプル(補足材料表S1)。培養の手順を使用して地下水から58%回収は、水道水23,24を使用して他の人が報告したものと同様です。変動係数100%の(CV)と111%とLFBサンプルからの平均回収率はまた、PEのサンプルについて観察されたものよりも高いにもかかわらず、メソッド性能受け入れ基準を満たしたDURICRをる。 ICRは、平均intralaboratory回収率は85%(; ICR PEデータベースからの未発表データのCV 58〜131%)に36から変化させながら、施設間回収率は92%の変動係数(CV)で56%であったわけ。高い回収率がより高い種子サンプル(122 42対%)の場合よりも低いシードLFBのサンプルについて、本研究で観察されました。 ICRは、計画された時点で、それは、低いシード値を受信したPEのサンプルを、それらの高い種を受信することがより低い回収率を有するであろうことが予想されました。 LFBサンプルについてここで観察されたものと同様の、ICR PEサンプルのポリオウイルスの回収は、シード値の(CV 100%)、54%(CV 69%)、44%(CV 71%)71%であった≤300MPN、300-それぞれ1500 MPN、および> 1500 MPN、。
水試料25中の感染性ウイルスを測定するための多くの方法があります。この方法は、標準化の程度の他の方法に関してで重要です。標準化は、品質と性能のコントロールが含まれていないだけで、だけでなく、すべての分析ラボは、同一の方法を実行することを確実にするために定義されているボリュームと数式を使用しています。標準化せず、実験室全体で結果を比較することは困難であり、複数の分析研究室における大規模な研究を行う際に、従って標準化が不可欠です。内蔵の標準化と、この方法は、追加のウイルス型および細胞株が含まれるように、将来的に拡張することができます。研究は、メソッドへのアデノウイルスの混入のためのデータを提供するために進行中です。
著者らは開示するものは何もない。
著者は、この研究で使用されたSabinポリオウイルス血清型3を提供してくれた米国農務省、マーシュフィールド、ウィスコンシン州、マーク・ボーチャード博士に感謝します。Dynamac CorporationのMary Jean See、Nancy Schable、Jenifer JonesはBGM文化の準備を担当しました。Nichole E. Brinkman、Shannon M. Griffin、Brian R. McMinn、Eric R. Rhodes、Eunice A. Varughese、Ann C. Grimm、Sandhya U. Parshionikar、Larry Wymer は、USEPA Method 1615の全体的な評価に貢献していただきました。グレッチェン・サリバン(Gretchen Sullivan)氏(技術支援)そして、水のサンプルを収集することを許可してくれた地元の私有井戸の所有者と公益事業。この研究はUSEPAによってレビューされ、出版が承認されましたが、必ずしも公式の機関の方針を反映しているとは限りません。商号または商用製品への言及は、使用を推奨または推奨するものではありません。
| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| 牛肉抽出物、乾燥粉末 | BD Bacto | 211520 | |
| 極低温チューブサー | モフィ | ッシャー3775 / 945373 | |
| ハンクs balanced salt solution | Invitrogen | 14170-112 | |
| 機械式ロッキングプラットフォーム | Daigger | EF4907G | |
| Orbital shaker | Thermo Fisher | 14-285-729 | |
| プレフィルター付き滅菌フィルター | VWR | 28143-295 | |
| 滅菌シリンジフィルター | Corning | 431219 | |
| pH Standards | Sigma-Aldrich | 33643, 33646, 33648 | |
| MEM | Sigma-Aldrich | M1018 or M4642 | |
| Leibovitz L-15 | Sigma-Aldrich | L4386 | |
| 重炭酸ナトリウム, 7.5% | Sigma-Aldrich | S8761 | |
| ウシ胎児血清 | Invitrogen | 10082-139 | |
| Antibiotic-Antimycotic | Life Technologies | 15240-062 | |
| トリプシン、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.