Ludzkie enterowirusy można wykryć w osadach ściekowych z oczyszczalni ścieków oraz w osadach morskich. Poniżej znajduje się przegląd czterech najczęściej występujących wirusów w wodzie.
I. Enterowirusy
Enterowirusy należą do rodziny Picomaviridae, obejmującej wirusa polio, wirusa Coxsackie A, wirusa Coxsackie B i wirusa ECHO (Enteric Cytopathogenic Human Orphanvirus).Enterowirusy są najczęściej występującymi wirusami w środowisku wodnym i najdokładniej zbadanymi w wirusologii wodnej. Są one często wykorzystywane jako reprezentatywne patogeny w ocenie bezpieczeństwa wirusów przenoszonych przez wodę ze względu na kilka kluczowych cech: wysokie wskaźniki wydalania wirusa i długie okresy wydalania u zakażonych osób; silną odporność na warunki środowiskowe i długi czas przeżycia; potencjał przenoszenia się drogami innymi niż woda; oraz względną łatwość wykrywania w porównaniu z innymi wirusami.
Enterowirusy mają następujące cechy wspólne: ① Wiriony są kuliste, o symetrii dwudziestościennej, o średnicy 22–39 nm i bez otoczki; ② Kwas nukleinowy składa się z jednoniciowego RNA o dodatniej polaryzacji; ③ Enterowirusy wykazują odporność na eter i kwasy (pH 3–5), a także na żółć i popularne środki dezynfekujące, takie jak 70% alkohol i 5% lizol;Są wrażliwe na środki utleniające, takie jak 1% nadmanganian potasu, 1% nadtlenek wodoru i środki dezynfekujące na bazie chloru. Ponadto są wrażliwe na wysokie temperatury, wysychanie i promieniowanie ultrafioletowe; ekspozycja na temperaturę 56°C przez 30 minut powoduje inaktywację wirusa. Wirusy mogą przetrwać w kale i ściekach przez kilka miesięcy; ④ Wszystkie mogą replikować się w przewodzie pokarmowym i przedostawać się do krwiobiegu, powodując wiremię, co prowadzi do różnych zespołów klinicznych.
1. Wirus poliomyelitis
Wirus ten jest kulistym, drobnym wirusem o średnicy 8–30 nm, należącym do rodzaju enterowirusów. Poliomyelitis jest ostrą chorobą zakaźną. Zakażenie często objawia się gorączką i bólem kończyn, a pierwotne zmiany dotyczą układu nerwowego. W konsekwencji u niektórych pacjentów może dojść do paraliżu, a ciężkie przypadki mogą skutkować trwałym paraliżem.Choroba dotyka głównie dzieci, stąd jej alternatywna nazwa – dziecięce porażenie.
Osoby zakażone wydalają wirusa wraz z wydzielinami z nosogardła i kałem. Żywność i woda mogą ulec skażeniu poprzez przenoszenie kału, co sprawia, że głównym drogą zakażenia jest spożycie doustne. Skażone źródła wody mogą sprzyjać znacznym epidemiom.
Wirus wykazuje wysoką żywotność poza organizmem człowieka, przetrwa miesiące w wodzie i kale oraz utrzymuje się przez długi czas w niskich temperaturach. Jest jednak wrażliwy na ciepło i wysychanie. Podgrzanie do temperatury 60°C lub ekspozycja na promieniowanie ultrafioletowe powoduje jego inaktywację w ciągu 0,5 do 1 godziny. Różne środki chlorujące, 2% nalewka jodowa, formaldehyd i chlorek rtęci mają działanie dezynfekujące.Dezynfekcja chlorem resztkowym w stężeniu 0,3–0,5 mg/l przez godzinę kontaktu może unieszkodliwić tego wirusa.
2. Inne enterowirusy
Oprócz wirusa polio, do enterowirusów należą również wirusy Coxsackie i Echovirus. Te dwa wirusy są również szeroko rozpowszechnione na całym świecie i atakują głównie dzieci.Zazwyczaj krążą one częściej latem i jesienią. Oba wirusy charakteryzują się przejściową kolonizacją przewodu pokarmowego człowieka. Wirusy te są stosunkowo małe, mają zazwyczaj mniej niż 30 nm średnicy i wykazują znaczną odporność, są odporne na eter, 70% etanol i 5% roztwór mydła z smołą węglową, choć są bardzo wrażliwe na środki utleniające.
Objawy kliniczne wywoływane przez te wirusy są złożone i zmienne. Wirusy tego samego serotypu mogą powodować różne zespoły objawów, podczas gdy wirusy różnych serotypów mogą wywoływać podobne objawy kliniczne. Typowe objawy to: aseptyczne zapalenie opon mózgowych, zapalenie mózgu; ostre zapalenie mięśnia sercowego i osierdzia; epidemiczna pleurodynia; opryszczkowe zapalenie gardła; choroby wysypkowe; infekcje dróg oddechowych; oraz biegunka dziecięca.
II. Wirusy zapalenia wątroby
Wirusowe zapalenie wątroby dzieli się ogólnie na zapalenie wątroby typu A (zakaźne zapalenie wątroby lub zapalenie wątroby o krótkim okresie inkubacji) i zapalenie wątroby typu B (zapalenie wątroby surowicze lub zapalenie wątroby o długim okresie inkubacji), wykazujące w dużej mierze identyczne zmiany patologiczne i objawy kliniczne.Główne objawy kliniczne obejmują utratę apetytu, nudności, dyskomfort w górnej części brzucha (lub ból w okolicy wątroby) oraz zmęczenie. U niektórych pacjentów występuje żółtaczka i gorączka, a u większości z nich powiększenie wątroby towarzyszące upośledzeniu czynności wątroby.
Wirus zapalenia wątroby typu A (HAV) jest pikornawirusem, który wykazuje znaczne różnice morfologiczne w porównaniu z innymi przedstawicielami swojego rodzaju. W 1981 r. sklasyfikowano go jako enterowirus 72, ale ostatnio został on przeklasyfikowany do rodziny Hepamavirus ze względu na jego odrębne cechy charakterystyczne od enterowirusów pod wieloma względami.
HAV jest wydalany głównie z kałem i przenoszony drogą pokarmową. Ogniska choroby mogą wystąpić po skażeniu źródeł wody lub zapasów żywności.
Wirus zapalenia wątroby wykazuje silną odporność na popularne chemiczne środki dezynfekujące, przetrwa miesiące lub lata w warunkach suchych lub zamrożonych. Inaktywacja wymaga naświetlania promieniowaniem ultrafioletowym przez 1 godzinę lub gotowania przez ponad 30 minut. Dezynfekcja chlorem wykazuje pewne działanie inaktywujące.
III. Rotawirus
Rotawirus należy do rodzaju Rotavirus z rodziny Reoviridae. Po raz pierwszy został wyizolowany w 1973 r. przez Bishopa i wsp. w Australii z komórek nabłonkowych dwunastnicy pacjentów z biegunką. Cząsteczka wirusa jest kulista i ma dwuwarstwową kapsydę, z których każda tworzy dwudziestościan.Cząsteczki wewnętrznej kapsydy są ułożone promieniowo wzdłuż obrzeża wirionu, przypominając szprychy koła. Nienaruszony wirus ma rozmiar około 70–75 nm, natomiast cząsteczki pozbawione zewnętrznej kapsydy mają średnicę 50–60 nm. Tylko wiriony z dwuwarstwową kapsydą są zakaźne.
Rotawirus jest jedną z najczęstszych przyczyn ostrej biegunki u dzieci na całym świecie. Szacuje się, że ponad 140 milionów dzieci na całym świecie zapada rocznie na rotawirusowe zapalenie żołądka i jelit, co powoduje setki tysięcy zgonów. Szczyt zachorowań występuje głównie jesienią i zimą, stąd powszechne określenie „jesienna biegunka”.
Rotawirus wykazuje znaczną odporność na różne czynniki fizyczne i chemiczne, utrzymując się w kale przez wiele dni, a nawet miesięcy.Wirus zachowuje zakaźność po poddaniu działaniu eteru, chloroformu, wielokrotnych cyklach zamrażania i rozmrażania, ultradźwiękach, inkubacji w temperaturze 37°C przez 1 godzinę lub w temperaturze pokojowej (25°C) przez 24 godziny. Jest odporny na kwasy i zasady, zachowując zakaźność w zakresie pH od 3,5 do 10,0. Najskuteczniejszym środkiem do jego inaktywacji jest 95% etanol, podobnie jak ogrzewanie w temperaturze 56°C przez 30 minut.
Rotawirus przenoszony jest głównie drogą fekalno-oralną, rozprzestrzeniając się poprzez spożycie skażonej wody lub żywności lub kontakt z skażonymi przedmiotami. Wybuch epidemii w Kolorado w USA w 1981 r. był związany ze skażeniem miejskich zasobów wody. Od 1982 r. w Chinach miało miejsce kilka epidemii rotawirusa grupy B na dużą skalę, które dotknęły setki osób i były spowodowane skażeniem wody pitnej ściekami.
IV. Koronawirus SARS (SARS-CoV)
Pierwszy przypadek zespołu ostrej niewydolności oddechowej (SARS, powszechnie znanego jako atypowe zapalenie płuc) został zidentyfikowany w prowincji Guangdong w Chinach pod koniec 2002 r. Do czerwca 2003 r. SARS rozprzestrzenił się na 380 krajów i regionów, powodując ponad 8000 potwierdzonych przypadków i ponad 800 zgonów.Początkowe objawy obejmowały zazwyczaj gorączkę powyżej 38°C, której towarzyszyły dreszcze lub bóle głowy, zmęczenie i bóle mięśni. W późniejszych stadiach choroby występował suchy kaszel bez flegmy i zaburzenia oddychania. Do zakażenia dochodziło głównie poprzez rozprzestrzenianie się kropelek z bliskiej odległości, chociaż kontakt z wydzielinami z dróg oddechowych poprzez ręce, a następnie ekspozycja na usta, nos lub oczy również ułatwiały przenoszenie wirusa.
Obecne badania identyfikują patogen SARS jako koronawirusa SARS, sklasyfikowanego w rzędzie Nidovirales i rodzinie Coronaviridae, należącego do grupy jednoniciowych wirusów RNA. Wirus ma średnicę 80–140 nm.
W ludzkich odchodach zidentyfikowano ponad 100 rodzajów wirusów wykrytych w nieoczyszczonych ściekach.Każdy gram ludzkich odchodów może zawierać ponad milion wirusów, a stężenie zakaźnych cząstek wirusowych w ściekach może osiągać nawet 500 000 na litr. Wirusy te są podstawową przyczyną przenoszenia chorób. Aby zmniejszyć częstość występowania chorób, należy zwrócić uwagę nie tylko na higienę osobistą i bezpieczeństwo żywności, ale przede wszystkim na eliminowanie źródła zakażenia poprzez oczyszczanie zbiorników wodnych i minimalizowanie odprowadzania ścieków bytowych i przemysłowych do źródeł wody.