Вирусы в сточных водах помогают точно определить очаги брюшного тифаВирусы в сточных водах помогают точно определить очаги брюшного тифа
Анализ сточных вод на наличие бактериофагов, а не на сами бактерии, вызывающие брюшной тиф, может помочь в эффективной вакцинации населения, говорится в двух исследованиях, проведенных в Бангладеш и Непале.
По словам Сенджути Саха, молекулярного микробиолога из Исследовательского фонда детского здоровья в Дакке, участвовавшего в обоих исследованиях, этот подход дает возможность доказать принципиальную возможность дешевого, быстрого и широкомасштабного наблюдения и проверить эффективность усилий по предотвращению распространения этого заболевания.
Тиф вызывается бактерией Salmonella enterica серотипа Typhi, контаминирующей продукты питания и воду. Ежегодно в мире этим заболеванием страдают около 14 миллионов человек, оно вызывает лихорадку и диарею и уносит жизни более 135 000 человек. Это заболевание можно лечить антибиотиками, однако быстрое появление резистентных к антибиотикам штаммов привело к тому, что в 2018 году ВОЗ рекомендовала странам с высоким уровнем заболеваемости внедрять вакцины. Страны Азии и Африки начинают иммунизацию своего населения, сначала нацеливаясь на регионы с высоким риском, то есть регионы с низким качеством воды и санитарии.
Должностные лица общественного здравоохранения обычно полагаются на количество инфицированных людей, чтобы выявить сообщества для проведения приоритетных кампаний по вакцинации, но эти данные ограничены, поскольку они зависят от тестирования в медицинских учреждениях, к которым многие люди в бедных ресурсами регионах не имеют доступа. Некоторые исследователи пытались улучшить эпиднадзор путем тестирования на наличие S. Typhi в сточных водах, но выделение бактерии требует сбора большого количества воды и часто не дает результатов. Молекулярные подходы, такие как секвенирование ДНК и ПЦР, являются дорогостоящими.
В последних исследованиях ученые решили вместо этого поискать бактериофаги, которые, как правило, дольше выживают в окружающей среде, чем их бактериальные хозяева. "Если фаги присутствуют, это означает, что бактерии-хозяева, которых они заражают, должны тоже присутствовать", - объясняет Ана Лэнхем, биотехнолог по вопросам окружающей среды из Лиссабонского университета. По ее словам, эта информация может послужить основой для усилий по минимизации распространения брюшного тифа в этих районах.
Группа, работавшая в Бангладеш, собрала около 300 образцов воды из канализации, рек и озер, а также из застойных луж, образовавшихся после наводнений или сильных дождей, в Дакке и Мирзапуре, сельском районе к северо-западу от столицы, в период с августа по декабрь 2021 года. Образцы объемом менее 10 миллилитров фильтровались для удаления бактерий и крупного мусора. Затем образцы воды наносили на колонии S. Typhi, растущие на "газонах" в чашках Петри. Если в воде присутствовали специфические для тифа бактериофаги, они убивали бактерий, образуя четкие чистые участки на пышных газонах.
Подобный метод обычно используется для проверки воды на фекальное загрязнение путем скрининга на Escherichia coli и Bacteroides fragilis, бактерии, обычно встречающиеся в кишечнике людей, говорит Джеймс Эбдон, микробиолог из Брайтонского университета, Великобритания. По его словам, это, вероятно, первый случай, когда ученые использовали этот подход для выявления брюшного тифа. Но Эбдон считает, что необходимо провести дополнительную работу, чтобы оценить, могут ли бактериофаги размножаться в условиях, в которых бактерии не могут, чтобы избежать переоценки распространенности брюшного тифа в сообществах.
Бактериофаги были обнаружены примерно в 31% из 211 образцов, собранных в Дакке, городе с высокой заболеваемостью брюшным тифом, по сравнению с 3% из 92 образцов из Мирзапура с низкой заболеваемостью. Эти результаты соответствуют данным, собранным в больницах - около 5% из 4620 образцов крови, взятых в двух крупнейших педиатрических больницах Дакки, содержали S. Typhi, по сравнению с всего 0,05% из 3788 образцов из крупнейшей больницы в Мирзапуре.
Непальская группа заметила аналогичную корреляцию. В Катманду и близлежащем Банепе - регионах, известных высокой распространенностью брюшного тифа - около 55% из 361 пробы речной воды, собранных в период с ноября 2019 года по октябрь 2021 года, содержали бактериофаги возбудителя брюшного тифа. Речные образцы, собранные выше по течению, содержали фаги с меньшей частотой. Исследователи не обнаружили фагов в речных пробах, собранных в местах, расположенных дальше на восток страны, где брюшной тиф встречается редко.
Кезия да Сильва, микробиолог из Стэнфордского университета и соавтор исследования в Непале, отмечает, что выращивание бактериофагов требует лишь небольшого количества воды и дает значительную экономию средств. Например, анализ образца воды на наличие бактерии с помощью ПЦР стоит около 100 долларов США, в то время как выявление бактериофагов с помощью чашки Петри обходится всего в 2 доллара. Да Сильва говорит, что она и ее коллеги надеются использовать эту методику в других регионах, где клинические данные ограничены, но брюшной тиф распространен. "У нас есть более достоверные данные о заболеваемости брюшным тифом в Южной Азии, но есть много других стран, где у нас нет таких данных", - добавляет она.
По словам Саха, ее группа недавно получила финансирование от Фонда Билла и Мелинды Гейтс для расширения эпиднадзора на всю территорию Бангладеш. Это поможет правительству принять решение о том, где приоритетнее проводить вакцинацию, в том числе в районах, где люди имеют ограниченный доступ к больницам и клиникам для сдачи крови на анализ. Это даст "очень быстрое представление о том, где есть риск распространения заболевания", - уверена она.
