Virological Monitoring of Wastewater as an Element of Surveillance for Emergent and Re-Emergent Infections
The risk of biological threats has been constantly increasing in recent years. This is due both to the adaptation of avian and animal pathogens to the human organism as a result of the expansion of the area of human activity and to the development of biotechnologies. Viruses predominate among these...
Збережено в:
| Дата: | 2024 |
|---|---|
| Автори: | , , , , , , , , , , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | English |
| Опубліковано: |
PH "Akademperiodyka" of the NAS of Ukraine
2024
|
| Онлайн доступ: | https://ojs.microbiolj.org.ua/index.php/mj/article/view/149 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Microbiological Journal |
Репозитарії
Microbiological Journal| id |
oai:ojs2.ojs.microbiolj.org.ua:article-149 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Microbiological Journal |
| baseUrl_str |
|
| datestamp_date |
2024-11-07T17:05:22Z |
| collection |
OJS |
| language |
English |
| topic_facet |
virological monitoring wastewater poliovirus enterovirus D68 SARS-CoV-2 monkeypox virus вірусологічний моніторинг стічні води поліовірус ентеровірус типу D68 SARS-CoV-2 вірус мавпячої віспи |
| format |
Article |
| author |
Zadorozhna, V.I. Liulchuk, M.G. Podavalenko, A.P. Malysh, N.G. Surmasheva, O.V. Raksha-Sliusareva, O.A. Murashko, O.V. Задорожна, В.І. Люльчук, М.Г. Подаваленко, А.П. Малиш, Н.Г. Сурмашева, О.В. Ракша-Слюсарева, О.А. Мурашко, О.В. |
| spellingShingle |
Zadorozhna, V.I. Liulchuk, M.G. Podavalenko, A.P. Malysh, N.G. Surmasheva, O.V. Raksha-Sliusareva, O.A. Murashko, O.V. Задорожна, В.І. Люльчук, М.Г. Подаваленко, А.П. Малиш, Н.Г. Сурмашева, О.В. Ракша-Слюсарева, О.А. Мурашко, О.В. Virological Monitoring of Wastewater as an Element of Surveillance for Emergent and Re-Emergent Infections |
| author_facet |
Zadorozhna, V.I. Liulchuk, M.G. Podavalenko, A.P. Malysh, N.G. Surmasheva, O.V. Raksha-Sliusareva, O.A. Murashko, O.V. Задорожна, В.І. Люльчук, М.Г. Подаваленко, А.П. Малиш, Н.Г. Сурмашева, О.В. Ракша-Слюсарева, О.А. Мурашко, О.В. |
| author_sort |
Zadorozhna, V.I. |
| title |
Virological Monitoring of Wastewater as an Element of Surveillance for Emergent and Re-Emergent Infections |
| title_short |
Virological Monitoring of Wastewater as an Element of Surveillance for Emergent and Re-Emergent Infections |
| title_full |
Virological Monitoring of Wastewater as an Element of Surveillance for Emergent and Re-Emergent Infections |
| title_fullStr |
Virological Monitoring of Wastewater as an Element of Surveillance for Emergent and Re-Emergent Infections |
| title_full_unstemmed |
Virological Monitoring of Wastewater as an Element of Surveillance for Emergent and Re-Emergent Infections |
| title_sort |
virological monitoring of wastewater as an element of surveillance for emergent and re-emergent infections |
| title_alt |
Вірусологічний моніторинг стічних вод як елемент нагляду за емерджентними та реемерджентними інфекціями |
| description |
The risk of biological threats has been constantly increasing in recent years. This is due both to the adaptation of avian and animal pathogens to the human organism as a result of the expansion of the area of human activity and to the development of biotechnologies. Viruses predominate among these pathogens. Examples in recent years are the COVID-19 pandemic and the continued spread of monkeypox (MPX). The situation requires the search for objects for research that would have a high informative value and could help in assessing and predicting the spread of infections. The article analyzed and assessed the potential and importance of virological monitoring of wastewater as an element of surveillance for emergent and re-emergent infections, using the example of some of them (enterovirus infections – poliomyelitis and infection caused by enterovirus D68, COVID-19, and MPX). Monitoring of enteroviruses in wastewater is a routine practice in many countries. Poliomyelitis is subject to eradication, and its incidence is extremely low. The study of wastewater makes it possible to indirectly detect the circulation of poliovirus among people, determine its molecular genetic characteristics (“wild”, vaccine, vaccine-derived poliovirus), the duration of circulation, and ways of spread and take appropriate measures in a timely manner. Enterovirus type D68 gained relevance as a re-emergent infection starting in 2014. Large outbreaks caused by it began to be registered in the USA, Canada, and then in the European region. Previously, the virus caused minor respiratory symptoms, but now it has become the cause of severe acute respiratory disease, particularly in children, and has also acquired neurovirulent properties. Its monitoring in wastewater allows for assessing the actual intensity of the epidemic process of this infection in certain territories and in certain countries, which cannot always be done based on clinical diagnosis without an additional etiological diagnosis. During the 3 years of the pandemic, SARS-CoV-2 has taken root in the human population, but a new parasitic system continues to develop. Wastewater monitoring makes it possible to assess the intensity of the epidemic process of COVID-19, which is supported by manifest forms of infection, asymptomatic persistence of the virus, and convalescents. It also allows for analyzing the effectiveness of quarantine and other restrictive measures, detecting genetic changes in the virus and trends in the formation of new variants of the virus. Since May 2022, MРХ has gone beyond the borders of endemic countries and began to spread rapidly, acquiring the character of a re-emergent infection. A variant of the pathogen (clade 3) began to evolve and became transmissible from person to person. The disease it causes began to radically differ from the previously known MRC due to changes in pathogenesis and epidemiological features. First of all, this concerns the pronounced anthroponotic characteristics of re-emergent MРХ in comparison with the zoonotic manifestations of the previously known endemic MРХ. The article discusses the results of studies conducted in different countries on the determination of MPX virus (MPXV) nucleic acids in wastewater samples using OPG002 gene analysis of all MPXVs (G2R_G), the West African clade (G2R_WA), and virus reference genomes of MPXV of the outbreak in 2022 (G2R_NML). Thus, virological monitoring of wastewater can be used as an effective element of surveillance for most infectious diseases, in particular, emergent and re-emergent ones. |
| publisher |
PH "Akademperiodyka" of the NAS of Ukraine |
| publishDate |
2024 |
| url |
https://ojs.microbiolj.org.ua/index.php/mj/article/view/149 |
| work_keys_str_mv |
AT zadorozhnavi virologicalmonitoringofwastewaterasanelementofsurveillanceforemergentandreemergentinfections AT liulchukmg virologicalmonitoringofwastewaterasanelementofsurveillanceforemergentandreemergentinfections AT podavalenkoap virologicalmonitoringofwastewaterasanelementofsurveillanceforemergentandreemergentinfections AT malyshng virologicalmonitoringofwastewaterasanelementofsurveillanceforemergentandreemergentinfections AT surmashevaov virologicalmonitoringofwastewaterasanelementofsurveillanceforemergentandreemergentinfections AT rakshasliusarevaoa virologicalmonitoringofwastewaterasanelementofsurveillanceforemergentandreemergentinfections AT murashkoov virologicalmonitoringofwastewaterasanelementofsurveillanceforemergentandreemergentinfections AT zadorožnaví virologicalmonitoringofwastewaterasanelementofsurveillanceforemergentandreemergentinfections AT lûlʹčukmg virologicalmonitoringofwastewaterasanelementofsurveillanceforemergentandreemergentinfections AT podavalenkoap virologicalmonitoringofwastewaterasanelementofsurveillanceforemergentandreemergentinfections AT mališng virologicalmonitoringofwastewaterasanelementofsurveillanceforemergentandreemergentinfections AT surmaševaov virologicalmonitoringofwastewaterasanelementofsurveillanceforemergentandreemergentinfections AT rakšaslûsarevaoa virologicalmonitoringofwastewaterasanelementofsurveillanceforemergentandreemergentinfections AT muraškoov virologicalmonitoringofwastewaterasanelementofsurveillanceforemergentandreemergentinfections AT zadorozhnavi vírusologíčnijmonítoringstíčnihvodâkelementnaglâduzaemerdžentnimitareemerdžentnimiínfekcíâmi AT liulchukmg vírusologíčnijmonítoringstíčnihvodâkelementnaglâduzaemerdžentnimitareemerdžentnimiínfekcíâmi AT podavalenkoap vírusologíčnijmonítoringstíčnihvodâkelementnaglâduzaemerdžentnimitareemerdžentnimiínfekcíâmi AT malyshng vírusologíčnijmonítoringstíčnihvodâkelementnaglâduzaemerdžentnimitareemerdžentnimiínfekcíâmi AT surmashevaov vírusologíčnijmonítoringstíčnihvodâkelementnaglâduzaemerdžentnimitareemerdžentnimiínfekcíâmi AT rakshasliusarevaoa vírusologíčnijmonítoringstíčnihvodâkelementnaglâduzaemerdžentnimitareemerdžentnimiínfekcíâmi AT murashkoov vírusologíčnijmonítoringstíčnihvodâkelementnaglâduzaemerdžentnimitareemerdžentnimiínfekcíâmi AT zadorožnaví vírusologíčnijmonítoringstíčnihvodâkelementnaglâduzaemerdžentnimitareemerdžentnimiínfekcíâmi AT lûlʹčukmg vírusologíčnijmonítoringstíčnihvodâkelementnaglâduzaemerdžentnimitareemerdžentnimiínfekcíâmi AT podavalenkoap vírusologíčnijmonítoringstíčnihvodâkelementnaglâduzaemerdžentnimitareemerdžentnimiínfekcíâmi AT mališng vírusologíčnijmonítoringstíčnihvodâkelementnaglâduzaemerdžentnimitareemerdžentnimiínfekcíâmi AT surmaševaov vírusologíčnijmonítoringstíčnihvodâkelementnaglâduzaemerdžentnimitareemerdžentnimiínfekcíâmi AT rakšaslûsarevaoa vírusologíčnijmonítoringstíčnihvodâkelementnaglâduzaemerdžentnimitareemerdžentnimiínfekcíâmi AT muraškoov vírusologíčnijmonítoringstíčnihvodâkelementnaglâduzaemerdžentnimitareemerdžentnimiínfekcíâmi |
| first_indexed |
2025-07-17T12:21:13Z |
| last_indexed |
2025-07-17T12:21:13Z |
| _version_ |
1850410643222429696 |
| spelling |
oai:ojs2.ojs.microbiolj.org.ua:article-1492024-11-07T17:05:22Z Virological Monitoring of Wastewater as an Element of Surveillance for Emergent and Re-Emergent Infections Вірусологічний моніторинг стічних вод як елемент нагляду за емерджентними та реемерджентними інфекціями Zadorozhna, V.I. Liulchuk, M.G. Podavalenko, A.P. Malysh, N.G. Surmasheva, O.V. Raksha-Sliusareva, O.A. Murashko, O.V. Задорожна, В.І. Люльчук, М.Г. Подаваленко, А.П. Малиш, Н.Г. Сурмашева, О.В. Ракша-Слюсарева, О.А. Мурашко, О.В. virological monitoring wastewater poliovirus enterovirus D68 SARS-CoV-2 monkeypox virus вірусологічний моніторинг стічні води поліовірус ентеровірус типу D68 SARS-CoV-2 вірус мавпячої віспи The risk of biological threats has been constantly increasing in recent years. This is due both to the adaptation of avian and animal pathogens to the human organism as a result of the expansion of the area of human activity and to the development of biotechnologies. Viruses predominate among these pathogens. Examples in recent years are the COVID-19 pandemic and the continued spread of monkeypox (MPX). The situation requires the search for objects for research that would have a high informative value and could help in assessing and predicting the spread of infections. The article analyzed and assessed the potential and importance of virological monitoring of wastewater as an element of surveillance for emergent and re-emergent infections, using the example of some of them (enterovirus infections – poliomyelitis and infection caused by enterovirus D68, COVID-19, and MPX). Monitoring of enteroviruses in wastewater is a routine practice in many countries. Poliomyelitis is subject to eradication, and its incidence is extremely low. The study of wastewater makes it possible to indirectly detect the circulation of poliovirus among people, determine its molecular genetic characteristics (“wild”, vaccine, vaccine-derived poliovirus), the duration of circulation, and ways of spread and take appropriate measures in a timely manner. Enterovirus type D68 gained relevance as a re-emergent infection starting in 2014. Large outbreaks caused by it began to be registered in the USA, Canada, and then in the European region. Previously, the virus caused minor respiratory symptoms, but now it has become the cause of severe acute respiratory disease, particularly in children, and has also acquired neurovirulent properties. Its monitoring in wastewater allows for assessing the actual intensity of the epidemic process of this infection in certain territories and in certain countries, which cannot always be done based on clinical diagnosis without an additional etiological diagnosis. During the 3 years of the pandemic, SARS-CoV-2 has taken root in the human population, but a new parasitic system continues to develop. Wastewater monitoring makes it possible to assess the intensity of the epidemic process of COVID-19, which is supported by manifest forms of infection, asymptomatic persistence of the virus, and convalescents. It also allows for analyzing the effectiveness of quarantine and other restrictive measures, detecting genetic changes in the virus and trends in the formation of new variants of the virus. Since May 2022, MРХ has gone beyond the borders of endemic countries and began to spread rapidly, acquiring the character of a re-emergent infection. A variant of the pathogen (clade 3) began to evolve and became transmissible from person to person. The disease it causes began to radically differ from the previously known MRC due to changes in pathogenesis and epidemiological features. First of all, this concerns the pronounced anthroponotic characteristics of re-emergent MРХ in comparison with the zoonotic manifestations of the previously known endemic MРХ. The article discusses the results of studies conducted in different countries on the determination of MPX virus (MPXV) nucleic acids in wastewater samples using OPG002 gene analysis of all MPXVs (G2R_G), the West African clade (G2R_WA), and virus reference genomes of MPXV of the outbreak in 2022 (G2R_NML). Thus, virological monitoring of wastewater can be used as an effective element of surveillance for most infectious diseases, in particular, emergent and re-emergent ones. Ризик біологічної небезпеки останніми роками постійно зростає. Це пов’язано з адаптацією патогенів птахів і тварин до людського організму внаслідок розширення ареалу людської діяльності та з розвитком біотехнологій. Серед таких патогенів переважають віруси. Прикладами в останні роки є пандемія COVID-19 і поширення мавпячої віспи (МРХ). Ситуація вимагає пошуку об'єктів для дослідження, які мали б високе інформативне значення і могли б допомогти в оцінці та прогнозі поширення інфекцій. У статті проаналізовано та оцінено потенціал та значення вірусологічного моніторингу стічних вод як елемента нагляду за емерджентними та реемерджентними інфекціями на прикладі деяких з них (ентеровірусні інфекції – поліомієліт та інфекція, спричинена ентеровірусом типу D68, COVID-19, МРХ). Моніторинг ентеровірусів у стічних водах є рутинною практикою для багатьох країн. Поліомієліт підлягає ерадикації, а його захворюваність є надзвичайно низькою. Дослідження стічних вод дозволяє опосередковано виявляти циркуляцію поліовірусу серед людей, визначати його молекулярно-генетичні характеристики («дикий», вакцинний, вакциноспоріднений вірус), тривалість циркуляції, шляхи поширення і своєчасно приймати відповідні заходи. Ентеровірус типу D68 набув актуальності як реемерджентна інфекція, починаючи з 2014 р. Викликані ним великі спалахи захворювань почали реєструватися у США, Канаді, а потім і в Європейському регіоні. Раніше вірус викликав незначні респіраторні прояви, а натепер став причиною тяжкого гострого респіраторного захворювання, зокрема у дітей, а також набув нейровірулентних властивостей. Його моніторинг у стічних водах дозволяє оцінювати дійсну інтенсивність епідемічного процесу цієї інфекції на певних територіях та в окремих країнах, що не завжди можна зробити на підставі клінічного діагнозу без додаткової етіологічної діагностики. За 3 роки пандемії вірус SARS-CoV-2 укоренився в людській популяції, але нова паразитарна система продовжує розвиватися. Моніторинг стічних вод дозволяє оцінювати інтенсивність епідемічного процесу COVID-19, який підтримується за рахунок маніфесних форм інфекції, безсимптомної персистенції вірусу та реконвалесцентів. Також він дозволяє аналізувати ефективність карантинних та інших обмежувальних заходів, виявляти генетичні зміни вірусу та тенденції формування нових його варіантів. Із травня 2022 р. МРХ вийшла за межі ендемічних країн та почала швидко розповсюджуватися, набувши характеру реемерджентної інфекції. Почав еволюціонувати варіант збудника (клада 3), який набув трансмісивності від людини до людини, а хвороба, яку він викликає, почала кардинально відрізнятися від раніше відомої МРХ за рахунок змін у патогенезі та епідеміологічних особливостях. Насамперед це стосується виражених антропонозних характеристик реемерджентної МРХ у порівнянні із зоонозними проявами раніше відомої ендемічної МРХ. У статті обговорюються результати досліджень, проведених у різних країнах, щодо визначення нуклеїнових кислот вірусу МРХ (МРХV) у пробах стічної води з використанням аналізів гену OPG002 усіх МРХV (G2R_G), західно-африканської клади (G2R_WA) та еталонних геномів вірусу спалаху MPX 2022 р. (G2R_NML). Простежувалася кореляція між позитивними результатами та кількістю клінічних випадків МРХ. Таким чином, вірусологічний моніторинг стічних вод може бути використаний як ефективний елемент нагляду за більшістю інфекційних хвороб, зокрема емерджентними і реемерджентними. PH "Akademperiodyka" of the NAS of Ukraine 2024-10-31 Article Article application/pdf https://ojs.microbiolj.org.ua/index.php/mj/article/view/149 10.15407/microbiolj86.05.102 Mikrobiolohichnyi Zhurnal; Vol. 86 No. 5 (2024): Mikrobiolohichnyi Zhurnal; 102-116 Мікробіологічний журнал; Том 86 № 5 (2024): Мікробіологічний журнал; 102-116 2616-9258 1028-0987 10.15407/microbiolj86.05 en https://ojs.microbiolj.org.ua/index.php/mj/article/view/149/93 Copyright (c) 2024 Mikrobiolohichnyi Zhurnal https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0 |