Людські ентеровіруси можуть бути виявлені в осаді стічних вод з очисних споруд та в морських відкладах. Нижче наведено огляд чотирьох найпоширеніших вірусів, що зустрічаються у воді.
I. Ентеровіруси
Ентеровіруси належать до родини Picomaviridae, що включає поліовірус, вірус Коксакі А, вірус Коксакі В та вірус ECHO (ентеральний цитопатогенний людський орфанний вірус).Ентеровіруси є найпоширенішими вірусами у водних середовищах і найбільш дослідженими у водній вірусології. Вони часто використовуються як типові патогени для оцінки безпеки вірусів, що передаються через воду, завдяки кільком ключовим характеристикам: високій швидкості вірусного виділення та тривалому періоду екскреції у інфікованих осіб; сильній стійкості до навколишнього середовища та тривалому періоду виживання; потенційній можливості передачі шляхами, що не пов'язані з водою; та відносній легкості виявлення порівняно з іншими вірусами.
Ентеровіруси мають такі спільні характеристики: ① Віріони мають сферичну форму з ікосаедричною симетрією, діаметром 22–39 нм і без оболонки; ② Нуклеїнова кислота складається з одноланцюгової РНК позитивної полярності; ③ Ентеровіруси виявляють стійкість до ефіру та кислот (pH 3–5), а також до жовчі та звичайних дезінфікуючих засобів, таких як 70% спирт і 5% лізол;Вони чутливі до окислювачів, таких як 1% перманганат калію, 1% перекис водню та дезінфікуючі засоби на основі хлору. Крім того, вони вразливі до високих температур, висушування та ультрафіолетового світла; вплив температури 56 °C протягом 30 хвилин інактивує вірус. Віруси можуть зберігатися у фекаліях та стічних водах протягом декількох місяців; ④ Усі вони можуть реплікуватися в кишечнику та проникати в кровотік, викликаючи віремію, що призводить до різних клінічних синдромів.
1. Вірус поліомієліту
Цей вірус є сферичним, крихітним вірусом діаметром 8–30 нм, що належить до роду ентеровірусів. Поліомієліт — це гостре інфекційне захворювання. Інфекція часто супроводжується лихоманкою та болем у кінцівках, а первинні ураження вражають нервову систему. Як наслідок, у деяких пацієнтів може розвинутися параліч, а у важких випадках — залишковий параліч.Захворювання переважно вражає дітей, тому його ще називають дитячим паралічем.
Інфіковані особи виділяють вірус через носоглоткові виділення та фекалії. Харчі та вода можуть бути забруднені через фекальну передачу, тому основним шляхом інфікування є пероральне проникнення. Забруднені джерела води можуть сприяти значним спалахам захворювання.
Вірус виявляє високу життєздатність поза організмом людини, виживаючи протягом місяців у воді та фекаліях. Він зберігається протягом тривалого часу при низьких температурах, але чутливий до тепла та сухості. Нагрівання до 60 °C або вплив ультрафіолетового світла інактивує його протягом 0,5–1 години. Різні хлоруючі речовини, 2% йодна настоянка, формальдегід та хлорид ртуті мають дезінфікуючі властивості.Дезінфекція залишковим хлором у концентрації 0,3–0,5 мг/л протягом однієї години контакту може інактивувати цей вірус. 2. Інші ентеровіруси Крім поліовірусу, до ентеровірусів належать віруси Коксакі та Ехо. Ці два віруси також поширені в усьому світі і вражають переважно дітей.Зазвичай вони циркулюють частіше влітку та восени. Обидва віруси мають властивість тимчасово колонізувати кишковий тракт людини. Ці віруси відносно невеликі, зазвичай мають діаметр менше 30 нм, і володіють значною стійкістю, витримуючи ефір, 70% етанол та 5% розчин вугільного мила, хоча вони дуже чутливі до окислювачів.
Клінічні прояви, спричинені цими вірусами, є складними і мінливими. Віруси одного серотипу можуть викликати різні синдроми, тоді як віруси різних серотипів можуть викликати подібні клінічні прояви. До поширених симптомів належать: асептичний менінгіт, енцефаліт; гострий міокардит і перикардит; епідемічна плевродинія; герпетичний фарингіт; екзантематозні захворювання; респіраторні інфекції; та дитяча діарея.
II. Віруси гепатиту
Вірусний гепатит зазвичай класифікують на гепатит А (інфекційний гепатит або гепатит з коротким інкубаційним періодом) та гепатит В (сироватковий гепатит або гепатит з інкубаційним періодом), які мають майже однакові патологічні зміни та клінічні прояви.Основні клінічні симптоми включають втрату апетиту, нудоту, дискомфорт у верхній частині живота (або біль у ділянці печінки) та втому. У деяких пацієнтів розвивається жовтяниця та лихоманка, у більшості спостерігається гепатомегалія, що супроводжується порушенням функції печінки.
Вірус гепатиту А (HAV) є пікорнавірусом, який має значні морфологічні відмінності від інших представників свого роду. У 1981 році він був класифікований як ентеровірус 72, але нещодавно був перекласифікований до родини Hepamaviridae через його відмінності від ентеровірусів у багатьох аспектах.
HAV в основному виділяється з калом і передається оральним шляхом. Спалахи можуть виникати після забруднення джерел води або запасів їжі.
Вірус гепатиту виявляє сильну стійкість до звичайних хімічних дезінфікуючих засобів, виживаючи місяцями або роками в сухих або заморожених умовах. Для інактивації необхідне ультрафіолетове опромінення протягом однієї години або кип'ятіння протягом більше 30 хвилин. Дезінфекція на основі хлору демонструє певний інактивуючий ефект.
III. Ротавірус
Ротавірус належить до роду Rotavirus родини Reoviridae. Вперше він був виділений з епітеліальних клітин дванадцятипалої кишки пацієнтів з діареєю Бішопом та ін. в Австралії в 1973 році. Вірусна частинка має сферичну форму з двошаровим капсидом, кожен шар якого утворює ікосаедр.Внутрішні частинки капсиду розташовані радіально по периферії віріону, нагадуючи спиці колеса. Розмір інтактного вірусу становить приблизно 70–75 нм, а діаметр шорстких частинок, що не мають зовнішнього капсиду, — 50–60 нм. Інфекційними є лише двошарові віріони капсиду.
Ротавірус є однією з найпоширеніших причин гострої діареї у дітей у всьому світі. За оцінками, щорічно понад 140 мільйонів дітей у всьому світі заражаються ротавірусним гастроентеритом, що призводить до сотень тисяч смертей. Пік захворюваності припадає переважно на осінь і зиму, тому його часто називають осінньою діареєю.
Ротавірус виявляє значну стійкість до різних фізичних і хімічних факторів, зберігаючись у фекаліях протягом днів або навіть місяців.Вірус зберігає інфекційність після обробки ефіром, хлороформом, багаторазових циклів заморожування-розморожування, ультразвукової обробки, інкубації при 37 °C протягом 1 години або при кімнатній температурі (25 °C) протягом 24 годин. Він стійкий до кислот і лугів, зберігаючи інфекційність в діапазоні pH від 3,5 до 10,0. Найефективнішим для інактивації є 95% етанол, а також нагрівання до 56 °C протягом 30 хвилин.
Ротавірус передається переважно фекально-оральним шляхом, поширюючись через вживання забрудненої води або їжі, або контакт із забрудненими предметами. Спалах захворювання в Колорадо, США, в 1981 році був пов'язаний із забрудненням муніципального водопостачання. З 1982 року в Китаї відбулося кілька масштабних спалахів ротавірусу групи B, які зачепили сотні людей і були спричинені забрудненням питної води стічними водами.
IV. Коронавірус SARS (SARS-CoV)
Перший випадок тяжкого гострого респіраторного синдрому (SARS, широко відомого як атипова пневмонія) був виявлений у провінції Гуандун, Китай, наприкінці 2002 року. До червня 2003 року SARS поширився на 380 країн і регіонів, з понад 8000 підтверджених випадків і більше ніж 800 летальними наслідками.Початкові симптоми зазвичай включали лихоманку вище 38 °C, супроводжувану ознобом, або головний біль, втому та міалгію. Пізніші стадії проявлялися сухим кашлем без мокротиння та дихальною недостатністю. Передача вірусу відбувалася переважно через краплі на близькій відстані, хоча контакт з респіраторними виділеннями через руки з подальшим потраплянням до рота, носа або очей також сприяли передачі вірусу.
Сучасні дослідження ідентифікують збудника SARS як коронавірус SARS, класифікований в порядку Nidovirales і родині Coronaviridae, що належить до групи одноланцюгових РНК-вірусів. Діаметр вірусу становить 80–140 нм.
У фекаліях людини виявлено понад 100 типів вірусів, виявлених у необроблених стічних водах.Кожен грам людських фекалій може містити понад мільйон вірусів, а концентрація інфекційних вірусних частинок у стічних водах може досягати 500 000 на літр. Ці віруси є основною причиною передачі захворювань. Щоб зменшити рівень захворюваності, необхідно приділяти увагу не тільки особистій гігієні та безпеці харчових продуктів, але й, що більш важливо, усуненню джерела зараження шляхом очищення водойм та мінімізації скидання побутових та промислових стічних вод у водойми.