Hygiene and SanitationHygiene and SanitationГигиена и санитария0016-99002412-0650Federal Scientific Center of Hygiene named after F.F. Erisman63978310.47470/0016-9900-2019-98-11-1240-1244EXPERIMENTAL INVESTIGATIONSЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯComparative stability of poliovirus, hepatitis a virus and their RNA to the impact of ultraviolet radiationСравнительная устойчивость полиовирусов, вируса гепатита А и их РНК к воздействию ультрафиолетового облученияhttps://orcid.org/0000-0001-6544-2959NedachinAleksandr E.НедачинАлександр Евгеньевич
Russian Federation

MD, Ph.D., DSci., professor, leading researcher of the Laboratory of sanitary virology of the Center for Strategic Planning, Russian Ministry of Health, Moscow, 119121, Russian Federation.

e-mail: microblab@list.ru

Кандидат мед. наук, ведущий научный сотрудник лаборатории санитарной вирусологии ФГБУ «Центр стратегического планирования» Минздрава России, 119121, Москва.

e-mail: microblab@list.ru

microblab@list.ruhttps://orcid.org/0000-0002-4408-9831DmitrievaR. A.ДмитриеваР. А.
Russian Federation
https://orcid.org/0000-0002-3613-4305DoskinaT. V.ДоскинаТ. В.
Russian Federation
DolginV. A.ДолгинВ. А.
Russian Federation
Center for Strategic Planning, Russian Ministry of HealthФедеральное государственное бюджетное учреждение «Центр стратегического планирования и управления медико-биологическими рисками здоровью» Министерства здравоохранения Российской Федерации1511201998111240124425102024Copyright ©; 2024, Nedachin A.E., Dmitrieva R.A., Doskina T.V., Dolgin V.A.Copyright ©; 2024, Недачин А.Е., Дмитриева Р.А., Доскина Т.В., Долгин В.А.2024Nedachin A.E., Dmitrieva R.A., Doskina T.V., Dolgin V.A.Недачин А.Е., Дмитриева Р.А., Доскина Т.В., Долгин В.А.https://journals.eco-vector.com/0016-9900/article/view/639783

Introduction. The results of experimental studies on the comparative assessment of the effects of various doses of UV radiation on the survival of poliovirus type I LSc2ab, phage MS-2, hepatitis A viruses and their RNA in tap water are presented.

Material and methods. Poliomyelitis viruses of type I strain LSc2ab (PV), viruses of hepatitis A, strain HAS-15 (HAV), phages MS-2, free RNA isolated from hepatitis viruses and poliomyelitis were introduced into model reservoirs with dechlorinated Moscow tap water. Water samples were taken from each tank and subjected to ultraviolet irradiation (UVR) with a wavelength of 254 nm with doses of 25, 40, 60, 80 and 100 mJ/cm2. PV titration was performed on a BGM monkey kidney cell transplant line; MS-2 phages were determined by the agar layer method using the E. coli K12F + Str. detector; determination of PV RNA and HAV was carried out on the Rotor GeneTM 6000 amplifier in RT-PCR reaction in real-time using appropriate test systems. Extraction and isolation of RNA from samples of PV and HAV were also performed using reagent kits of domestic and foreign production.

Results. Ultraviolet irradiation in doses from 25 to 100 mJ/cm2 was shown to have a pronounced inhibitory effect on phages MS-2 and PV, determined by traditional methods in accordance with the methodological guidelines MUK 4.2.1018-01 and MUK 4.2.2029-05. At UVR doses of 80 and 100 mJ/cm2, complete inactivation of MS-2 and PV phages in water was noted. At the same time, these same doses of UVR had a less inhibitory effect on PVA, HAV RNA, as well as on isolated free PVA RNA/X and HAV, which were more stable and continued to be determined by RT-PCR in water at all doses of UVR, including 80 and 100 mJ/cm2.

Conclusion. If only RNA viruses are detected in the treated drinking water and there are no other direct or indirect indices of viral contamination, it is impossible to unambiguously judge the extent of the potential epidemic hazard of the water body. This requires the development of reliable additional tests confirming the infectivity of viruses, determined only by RNA or DNA markers.

Введение. Представлены результаты экспериментальных исследований по сравнительной оценке воздействия различных доз УФО на выживаемость полиовирусов I типа LSc2ab, фагов MS-2, вирусов гепатита А и их РНК в водопроводной воде.

Материал и методы. В модельные водоёмы с дехлорированной московской водопроводной водой были внесены вирусы полиомиелита I типа штамм LSc2ab (PV), вирусы гепатита А штамм HAS-15 (HAV), фаги MS-2, свободные РНК, изолированные из вирусов гепатита и полиомиелита. Из каждой ёмкости отбирали пробы воды и подвергали ультрафиолетовому облучению (УФО) с длиной волны 254 нм дозами 25; 40; 60; 80 и 100 мДж/см2. Титрование PV производили на перевиваемой линии клеток почек обезьян BGM; фаги MS-2 определяли методом агаровых слоёв с использованием детекторной E. coli K12F+Str.; определение РНК PV и HAV проводили на амплификаторе Rotor GeneTM 6000 в реакции ОТ-ПЦР real-time с использованием соответствующих тест-систем. Экстракцию и выделение РНК из образцов PV и HAV также проводили с использованием комплектов реагентов отечественного и зарубежного производства.

Результаты. Было показано, что УФО в дозах от 25 до 100 мДж/см2 оказывало выраженное угнетающее действие на фаги MS-2 и РV, определяемые традиционными методами в соответствии с МУК 4.2.1018-01 и МУК 4.2.2029-05. При дозах УФО 80 и 100 мДж/см2 отмечена полная инактивация фагов MS-2 и PV в воде. Одновременно эти же дозы УФО оказывали менее угнетающее действие на РНК PV, HAV, а также на изолированные свободные РНК/Х PV и HAV, которые были более устойчивы и продолжали определяться в ОТ-ПЦР в воде при всех дозах УФО, включая 80 и 100 мДж/см2 (табл. 1).

Заключение. В случае обнаружения в обработанной питьевой воде только РНК вирусов и отсутствия других прямых или косвенных показателей вирусного загрязнения невозможно однозначно судить о степени потенциальной эпидемической опасности водного объекта. Это требует разработки надёжных дополнительных тестов, подтверждающих инфекционность вирусов, определяемых только по маркёрам РНК или ДНК.

virusescoliphagesindices of viral contaminationpolymerase chain reactionepidemic dangerinfectivityultraviolet radiationdisinfection efficiencycomparative resistanceвирусыколифагииндикаторы вирусного загрязненияполимеразная цепная реакцияэпидемическая опасностьинфекционностьультрафиолетовое облучениеэффективность обеззараживаниясравнительная устойчивостьNedachin А.Е., Dmitrieva R.A., Doskina T.V., Dolgin V.A. Indicative value of individual indicators and markers for viral water contamination. Gigiyena i sanitariya [Hygiene and Sanitation, Russian Journal]. 2015; 6: 51–4. (in Russian)Недачин А.Е., Дмитриева Р.А., Доскина Т.В., Долгин В.А. Показательное значение отдельных индикаторов и маркёров в отношении вирусного загрязнения воды. Гигиена и санитария. 2015; 6: 51-4.Nedachin А.Е., Dmitrieva R.A., Doskina T.V., Dolgin V.A. Indicators and markers of viral water pollution. Proceedings of the Plenum of the Scientific Council of the Russian Federation on Human Ecology and Environmental Hygiene “Integrated Impact of Environmental Factors and Lifestyles on Public Health: Diagnostics, Correction, Prevention” [Materialy Plenuma Nauchnogo soveta RF po ekologii cheloveka i gigiyeny okruzhayushchey sredy “Kompleksnoye vozdeystviye faktorov okruzhayushchey sredy i obraza zhizni na zdorov’ye naseleniya: diagnostika, korrektsiya, profilaktika”]. Мoscow; 2014: 276–8. (in Russian)Недачин А.Е., Дмитриева Р.А., Доскина Т.В., Долгин В.А. Показатели и маркёры вирусного загрязнения воды. Материалы Пленума Научного совета РФ по экологии человека и гигиены окружающей среды «Комплексное воздействие факторов окружающей среды и образа жизни на здоровье населения: диагностика, коррекция, профилактика» 11-12 декабря 2014 г. М.: 276-8.Farkas K, Varsani A, Marjoshi D, Easingwood R, McGill E5, Pang L. Size exclusion-based purification and PCR-based quantitation of MS2 bacteriophage particles for environmental applications. J Virol Methods. 2014; 213C: 135–8. https://doi.org/10.1016/j.jviromet.2014.11.024Farkas K, Varsani A, Marjoshi D, Easingwood R, McGill E5, Pang L. Size exclusion-based purification and PCR-based quantitation of MS2 bacteriophage particles for environmental applications. J Virol Methods. 2014; 213C: 135-8. https://doi.org/10.1016/j.jviromet.2014.11.024Marinho A.N.R., Rocha D.C.C., Kanai Y.K., Alves C.M., Costa D.C., Sousa A.H. et al. Rotavirus analyses by SYBR Green real-time PCR and microbiological contamination in bivalves cultivated in coastal water of Amazonian Brazil. J Water Health. 2018; 16 (6): 970–9. https://doi.org/10.2166/wh.2018.130Marinho A.N.R., Rocha D.C.C., Kanai Y.K., Alves C.M., Costa D.C., Sousa A.H. et al. Rotavirus analyses by SYBR Green real-time PCR and microbiological contamination in bivalves cultivated in coastal water of Amazonian Brazil. J Water Health. 2018; 16 (6): 970-9. https://doi.org/10.2166/wh.2018.130Income N., Kosoltanapiwat N., Taksinoros S., Leaungwutiwong P., Maneekan P., Chavez I.F. Molecular Identification of Enteroviruses from Cattle and Goat Feces and Environment in Thailand. Appl Environ Microbiol. 2019; 85 (5). PII: e02420-18. https://doi.org/0.1128/AEM.02420-18 Print 2019 Mar 1.Lowther J.A., Henshilwood K., Lees D.N. Determination of norovirus contamination in oysters from two commercial harvesting areas over an extended period, using semiquantitative real-time reverse transcription PCR. J Food Prot. 2008; 71 (7): 1427–33.Lowther J.A., Henshilwood K., Lees D.N. Determination of norovirus contamination in oysters from two commercial harvesting areas over an extended period, using semiquantitative real-time reverse transcription PCR. J Food Prot. 2008; 71 (7): 1427-33.Karim M.R., Fout G.S., Johnson C.H., White K.M., Parshionikar S.U. Propidium monoazide reverse transcriptase PCR and RT-qPCR for detecting infectious enterovirus and norovirus. J Virol Methods. 2015; 219: 51–61. https://doi.org/10.1016/j.jviromet.2015.02.020Karim M.R., Fout G.S., Johnson C.H., White K.M., Parshionikar S.U. Propidium monoazide reverse transcriptase PCR and RT-qPCR for detecting infectious enterovirus and norovirus. J Virol Methods. 2015; 219: 51-61. https://doi.org/10.1016/j.jviromet.2015.02.020Parshionikar S., Laseke I., Fout G.S. Use of Propidium Monoazide in Reverse Transcriptase PCR To Distinguish between Infectious and Noninfectious Enteric Viruses in Water Samples. Appl Environ Microbiol. 2010; 76 (13): 4318–26.Parshionikar S., Laseke I., Fout G.S. Use of Propidium Monoazide in Reverse Transcriptase PCR To Distinguish between Infectious and Noninfectious Enteric Viruses in Water Samples. Appl Environ Microbiol. 2010; 76 (13): 4318-26.Kitajima M, Tohya Y, Matsubara K, Haramoto E, Utagawa E, Katayama H. Chlorine inactivation of human norovirus, murine norovirus and poliovirus in drinking water. Lett Appl Microbiol. 2010; 51 (1): 119–21. https://doi.org/10.1111/j.1472-765X.2010.02869.x Epub 2010 May.Kitajima M, Tohya Y, Matsubara K, Haramoto E, Utagawa E, Katayama H. Chlorine inactivation of human norovirus, murine norovirus and poliovirus in drinking water. Lett Appl Microbiol. 2010; 51 (1): 119-21. https://doi.org/10.1111/j.1472-765X.2010.02869.x Epub 2010 May.Nedachin А.Е., Dmitrieva R.A., Doskina T.V. The effect of chemical pollution on the ratio of indicator microorganisms and intestinal viruses in the water of surface water bodies. Proceedings of the Plenum of the Scientific Council of the Russian Federation on Human Ecology and Environmental Hygiene, December 17–18, 2015 [Materialy Plenuma Nauchnogo soveta RF po ekologii cheloveka i gigiyene okruzhayushchey sredy, 17–18 dekabrya 2015 g.]. Moscow; 2015: 297–300. (in Russian)Недачин А.Е., Дмитриева Р.А., Доскина Т.В. Влияние химического загрязнения на сооотношение индикаторных микроорганизмов и кишечных вирусов в воде поверхностных водоёмов. Материалы Пленума Научного совета РФ по экологии человека и гигиене окружающей среды, 17-18 декабря 2015 г. М.; 2015: 297-300Sigstam T., Gannon G., Cascella M., Pecson B.M., Wigginton K.R., Kohn T. Subtle Differences in Virus Composition Affect Disinfection Kinetics and Mechanisms. Appl Environ Microbiol. 2013; 79 (11): 3455–67.Sigstam T., Gannon G., Cascella M., Pecson B.M., Wigginton K.R., Kohn T. Subtle Differences in Virus Composition Affect Disinfection Kinetics and Mechanisms. Appl Environ Microbiol. 2013; 79 (11): 3455-67Lavrova D.V., Nedachin A.E. The study of the possibility of using PCR to control infectious enteroviruses in water samples that underwent UV treatment. II International Scientific and Practical Conference “Ecology and Scientific and Technical Progress” [II mezhdunarodnaya nauchno-prakticheskaya konferentsiya “Ekologiya i nauchno-tekhnicheskiy progress]. Perm; 2003: 128–9. (in Russian)Лаврова Д.В., Недачин А.Е. Изучение возможности использования ПЦР для контроля инфекционных энтеровирусов в пробах воды, прошедшей обработку УФО. II международная научно-практическая конференция «Экология и научно-технический прогресс». Пермь; 2003: 128-9Cho K., Li S., Park S., Kim J., Choy Y., Kim M.S. et al. Use of coliphages for the study of contamination by noroviruses in the area of cultivation of mollusks in the Republic of Korea. Environ Sci Pollut Res Int. 2018; 25 (30): 30044–55. https://doi.org/10.1007/s11356-018-2857-6 Epub 2018.Cho K., Li S., Park S., Kim J., Choy Y., Kim M.S. et al. Use of coliphages for the study of contamination by noroviruses in the area of cultivation of mollusks in the Republic of Korea. Environ Sci Pollut Res Int. 2018; 25 (30): 30044-55. https://doi.org/10.1007/s11356-018-2857-6 Epub 2018.Akihiko Hata, Seiya Hanamoto, Yuya Shirasaka, Naoyuki Yamashita, Hiroaki Tanaka. Quantitative Distribution of Infectious F-Specific RNA Phage Genotypes in Surface Waters. Environ Microbiol. https://doi.org/10.1128/AEM.00621-16