Человеческие энтеровирусы могут быть обнаружены в осадках сточных вод из очистных сооружений и в морских отложениях. Ниже приводится обзор четырех наиболее распространенных вирусов, обнаруживаемых в воде.
I. Энтеровирусы
Энтеровирусы относятся к семейству Picomaviridae, которое включает полиовирус, коксакивирус A, коксакивирус B и энтерический цитопатогенный человеческий орфанный вирус (ECHOvirus).Энтеровирусы являются наиболее распространенными вирусами в водной среде и наиболее изученными в водной вирусологии. Они часто используются в качестве типичных патогенов при оценке безопасности воды в отношении вирусов из-за нескольких ключевых характеристик: высокая скорость выделения вируса и длительный период выделения у инфицированных лиц; высокая устойчивость к воздействию окружающей среды и длительный период выживаемости; возможность передачи по каналам, не связанным с водой; относительная легкость обнаружения по сравнению с другими вирусами.
Энтеровирусы обладают следующими характеристиками: ① Вирионы имеют сферическую форму с икосаэдрической симметрией, диаметр 22–39 нм и отсутствуют оболочки; ② Нуклеиновая кислота состоит из одноцепочечной РНК положительной полярности; ③ Энтеровирусы обладают устойчивостью к эфирам и кислотам (pH 3–5), а также к желчи и распространенным дезинфицирующим средствам, таким как 70% спирт и 5% лизол;Они чувствительны к окислителям, таким как 1% перманганат калия, 1% перекись водорода и дезинфицирующие средства на основе хлора. Кроме того, они уязвимы к высоким температурам, высушиванию и ультрафиолетовому излучению; воздействие температуры 56 °C в течение 30 минут инактивирует вирус. Вирусы могут сохраняться в фекалиях и сточных водах в течение нескольких месяцев; ④ Все они могут размножаться в кишечном тракте и проникать в кровоток, вызывая виремию, что приводит к различным клиническим синдромам.
1. Вирус полиомиелита
Этот вирус представляет собой сферический микроскопический вирус диаметром 8–30 нм, принадлежащий к роду энтеровирусов. Полиомиелит — острое инфекционное заболевание. Инфекция часто сопровождается лихорадкой и болью в конечностях, при этом первичные поражения затрагивают нервную систему. В результате у некоторых пациентов может развиться паралич, а в тяжелых случаях — остаточный паралич.Заболевание преимущественно поражает детей, отсюда и его другое название — детский паралич.
Инфицированные лица выделяют вирус через носоглоточные выделения и фекалии. Пища и вода могут заражаться через фекальную передачу, что делает оральное попадание в организм основным путем распространения. Зараженные источники воды могут способствовать значительным вспышкам заболевания.
Вирус обладает высокой жизнеспособностью вне организма человека, выживая в воде и кале в течение нескольких месяцев. Он сохраняет жизнеспособность в течение длительного времени при низких температурах, но чувствителен к теплу и сухости. Нагревание до 60 °C или воздействие ультрафиолетового света инактивирует его в течение 0,5–1 часа. Различные хлорирующие вещества, 2% йодная настойка, формальдегид и хлорид ртути обладают дезинфицирующими свойствами.Дезинфекция с использованием остаточного хлора в концентрации 0,3–0,5 мг/л в течение одного часа контакта может инактивировать этот вирус.
2. Другие энтеровирусы
Помимо полиовируса, к энтеровирусам относятся коксакивирус и эховирус. Эти два вируса также широко распространены во всем мире и поражают в основном детей.Они обычно циркулируют более активно летом и осенью. Оба вируса обладают свойством временной колонизации кишечного тракта человека. Эти вирусы относительно малы, их диаметр обычно не превышает 30 нм, и обладают значительной устойчивостью, выдерживая воздействие эфира, 70% этанола и 5% раствора каменноугольного мыла, хотя они очень чувствительны к окислителям.
Клинические проявления, вызываемые этими вирусами, сложны и разнообразны. Вирусы одного и того же серотипа могут вызывать различные синдромы, в то время как вирусы разных серотипов могут вызывать схожие клинические проявления. Общие симптомы включают: асептический менингит, энцефалит; острый миокардит и перикардит; эпидемическую плевродинию; герпетический фарингит; экзантематозные заболевания; респираторные инфекции; и детскую диарею.
II. Вирусы гепатита
Вирусный гепатит обычно подразделяется на гепатит A (инфекционный гепатит или гепатит с коротким инкубационным периодом) и гепатит B (сывороточный гепатит или гепатит с инкубационным периодом), которые демонстрируют в основном идентичные патологические изменения и клинические проявления.Основные клинические симптомы включают потерю аппетита, тошноту, дискомфорт в верхней части живота (или боль в области печени) и усталость. У некоторых пациентов развивается желтуха и лихорадка, у большинства наблюдается гепатомегалия, сопровождающаяся нарушением функции печени.
Вирус гепатита А (HAV) является пикорнавирусом, который имеет значительные морфологические отличия от других представителей своего рода. В 1981 году он был классифицирован как энтеровирус типа 72, но недавно был переклассифицирован в семейство Hepamaviridae из-за его отличительных характеристик от энтеровирусов по многим аспектам.
HAV в основном выделяется с калом и передается оральным путем. Заражение источников воды или пищи может вызвать эпидемические вспышки.
Вирус гепатита обладает высокой устойчивостью к обычным химическим дезинфицирующим средствам, выживая в течение месяцев или лет в сухих или замороженных условиях. Для его инактивации требуется ультрафиолетовое облучение в течение 1 часа или кипячение в течение более 30 минут. Дезинфекция хлором демонстрирует некоторый инактивирующий эффект.
III. Ротавирус
Ротавирус принадлежит к роду Rotavirus семейства Reoviridae. Впервые он был выделен из эпителиальных клеток двенадцатиперстной кишки пациентов с диареей Бишопом и др. в Австралии в 1973 году. Вирусная частица имеет сферическую форму с двухслойным капсидом, каждый слой которого образует икосаэдр.Внутренние частицы капсида расположены радиально по периферии вируса, напоминая спицы колеса. Размер неповрежденного вируса составляет примерно 70–75 нм, а размер грубых частиц, не имеющих внешнего капсида, — 50–60 нм. Инфекционным является только вирус с двухслойным капсидом.
Ротавирус является одной из наиболее распространенных причин острой диареи у детей во всем мире. По оценкам, ежегодно более 140 миллионов детей во всем мире заражаются ротавирусным гастроэнтеритом, что приводит к сотням тысяч смертельных случаев. Пик заболеваемости приходится преимущественно на осень и зиму, отсюда и его общее название «осенний понос».
Ротавирус обладает значительной устойчивостью к различным физическим и химическим факторам, сохраняясь в фекалиях в течение нескольких дней или даже месяцев.Вирус сохраняет инфекционность после обработки эфиром, хлороформом, многократных циклов замораживания-размораживания, ультразвуковой обработки, инкубации при 37 °C в течение 1 часа или при комнатной температуре (25 °C) в течение 24 часов. Он устойчив к кислотам и щелочам, сохраняя инфекционность в диапазоне pH от 3,5 до 10,0. Наиболее эффективным средством для инактивации является 95% этанол, а также нагревание при 56 °C в течение 30 минут.
Ротавирус в основном передается фекально-оральным путем, распространяясь через употребление загрязненной воды или пищи или при контакте с загрязненными предметами. Вспышка заболевания в Колорадо, США, в 1981 году была связана с загрязнением муниципального водоснабжения. С 1982 года в Китае произошло несколько крупномасштабных вспышек ротавируса группы B, затронувших сотни людей, вызванных загрязнением питьевой воды сточными водами.
IV. Коронавирус SARS (SARS-CoV)
Первый случай тяжелого острого респираторного синдрома (SARS, широко известного как атипичная пневмония) был выявлен в провинции Гуандун, Китай, в конце 2002 года. К июню 2003 года SARS распространился на 380 стран и регионов, с более чем 8000 подтвержденных случаев и более чем 800 летальных исходами.Начальные симптомы обычно включали лихорадку с температурой выше 38 °C, сопровождающуюся ознобом, головными болями, усталостью и миалгией. На более поздних стадиях проявлялся сухой кашель без мокроты и дыхательная недостаточность. Передача инфекции в основном происходила через капельные брызги на близком расстоянии, хотя контакт с респираторными выделениями через руки с последующим попаданием в рот, нос или глаза также способствовал передаче инфекции.
Текущие исследования идентифицируют возбудитель SARS как коронавирус SARS, классифицированный в отряде Nidovirales и семействе Coronaviridae, принадлежащий к группе одноцепочечных РНК-вирусов. Диаметр вируса составляет 80–140 нм.
В человеческих фекалиях было идентифицировано более 100 типов вирусов, обнаруженных в неочищенных сточных водах.Каждый грамм человеческих фекалий может содержать более миллиона вирусов, а концентрация инфекционных вирусных частиц в сточных водах может достигать 500 000 на литр. Эти вирусы являются основной причиной передачи заболеваний. Для снижения заболеваемости необходимо уделять внимание не только личной гигиене и безопасности пищевых продуктов, но и, что более важно, устранению источника загрязнения путем очистки водоемов и минимизации сброса бытовых и промышленных сточных вод в водоемы.