МЕТОДЫ ИНДИКАЦИИ КИШЕЧНЫХ ВИРУСОВ В ВОДЕ РАЗЛИЧНОЙ СТЕПЕНИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ
До последнего времени при текущем санитарном надзоре за эпидемическим благополучием питьевой воды, воды открытых водоемов и сточных вод о возможном присутствии в них кишечных вирусов судили по косвенному показателю — наличию кишечной палочки. Однако, если последняя не без основания считается достаточно надежным санитарным показателем для группы патогенных кишечных бактерий, то в отношении энтеровирусов и этиологического агента эпидемического гепатита ее санитарно-показательное значение ставится под сомнение из-за более низкой устойчивости ее к воздействию неблагоприятных факторов окружающей среды по сравнению с большинством кишечных вирусов. Это подтверждают данные как ряда зарубежных авторов, так и исследования, проведенные отечественными специалистами в ряде городов страны (Е. Л. Ловцевич, 1963; Л. В. Григорьева, 1968; Г. А. Багдасарьян, Е. Л. Ловцевич, 1972; Clarke е. а., 1964; Чанг, 1969, и др.). Таким образом, эпидемическую безопасность воды в отношении возбудителей кишечных вирусных инфекций необходимо обосновывать результатами непосредственного исследования на присутствие вирусов.
Следует отметить, что до настоящего времени отсутствуют унифицированные методы обнаружения кишечных вирусов в воде. В связи с тем что наибольшие концентрации вирусов кишечной группы содержатся в сточных водах, первые методические исследования по обнаружению энтеровирусов относились именно к этому объекту окружающей среды.
Первые попытки обнаружения энтеровирусов в воде проводились с использованием обезьян, которым внутрибрюшинно вводили большие объемы исследуемой воды (до 200 мл), предварительно обработанной эфиром. Естественно, что такие исследования были единичными и лишь в отдельных случаях удавалось таким образом выделить вирус полиомиелита из внешней среды (Paul, Trask, 1939; Melnick, 1946).
Большая заслуга в деле разработки методов индикации вирусов кишечной группы в воде принадлежит Kelly. Ею начиная с 1952 г. систематически проводились санитарно-вирусологические исследования сточных вод (1953, 1957).
На протяжении 1940—1960 гг. происходило постепенное усложнение методов индикации энтеровирусов в воде, что способствовало увеличению количества положительных находок вирусов вначале в сточной воде, а затем и в более чистых водах. В указанный период усовершенствование методов индикации в основном развивалось по линии включения таких этапов, как первичное концентрирование энтеровирусов в пробе и использование для их выделения не только восприимчивых животных (обезьяны, новорожденные мыши), но и чувствительных первичных и перевиваемых клеточных линий.
развитии санитарно-вирусологических исследований и, в частности, в разработке чувствительных методов индикации в воде большую роль сыграли два фактора: 1) развитие методики однослойных тканевых культур, позволившее неизмеримо расширить объем проводимых исследований и отказаться от дорогостоящих лабораторных животных, и 2) разработка тампонного метода отбора проб (Moore, 1948),
В последующие годы арсенал методов, применяемых для выделения кишечных вирусов из сточных вод, а впоследствии — из воды открытых водоемов, был значительно расширен. В связи с этим если первым исследователям удавалось лишь в единичных случаях выделять вирус полиомиелита во время эпидемических вспышек, то с усовершенствованием методов выделения и концентрирования вирусов в пробах, кроме вируса полиомиелита, удавалось изолировать и вирусы группы ECHO, а также Коксаки А и В, причем их удавалось выделять довольно систематически из сточных вод и изредка из воды открытых водоемов и во внеэпидемический период.
В санитарно-вирусологических исследованиях в настоящее время применяются такие методы концентрирования вирусов, как адсорбция на марлевых тампонах и на ионообменных смолах с последующей элю- Цией, ультрацентрифугирование, ультрафильтрация, диализ и др.
Для определения вирусов кишечной группы в сточных водах наиболее широко используется отбор проб тампонпым методом по Моору с последующей обра- боткой по Риордану (Riordan, 1962). Тампоны помещают в ток сточных вод летом на 3 сут, в зимний период - на 7 сут. Место отбора пробы зависит от целей
исследования: при изучении спектра кишечных вирусов в сточных водах тампон помещают в ток сточных вод, поступающих на очистные сооружения; при изучении эффективности очистки сточных вод от кишечных вирусов на отдельных этапах очистных сооружений или на всей станции в целом отбор проб производится также после соответствующих этапов очистки и па выходе очищенной сточной воды с очистных сооружений. Обработка отжима из тампона по методу Риордана заключается в элюции энтеровирусов с образующейся на тампоне биологической пленки путем изменения pH среды на щелочную с последующим повторным центрифугированием при 2500 об/мин и обработкой эфиром и антибиотиками.
Нами разработана модификация этого метода, заключающаяся в использовании при выделении из обработанных проб вирусов метода бляшек под полужидким агаровым покрытием. Это позволило не только получить данные о наличии вирусов в сточных водах, но и разделять их в смеси в пробах сточных вод, а главное — дало возможность судить об их концентрации в пробе (по количеству БОЕ в 1 мл).
С использованием указанного метода было проведено изучение распространения энтеровирусов в сточных водах, показавшее достаточную его эффективность: процент выделения кишечных вирусов из просточной воды на очистных сооружениях Москвы и Московской области составлял 85,3. Сопоставление полученных данных о циркуляции энтеровирусов в сточных водах с результатами одновременного вирусологического обследования (методом фекальных проб) нескольких детских коллективов показало преимущества метода обследования сточных вод перед индивидуальным обследованием населения. Этот метод позволяет следить за циркуляцией кишечных вирусов в больших коллективах, районах города или отдельных населенных пунктах и осуществлять длительные санитарно-вирусологические наблюдения.
Наиболее совершенным методом концентрирования вирусов вообще и энтеровирусов в частности в настоящее время является ультрацентрифугирование.
Gravell и Chin (1961) провели санитарно-вирусологическое исследование сточных вод с целью выделения вирусов с использованием различных методов концентрации вирусосодержащего материала. Сравнение полученных результатов показало преимущество метода, ультрацеитрифугирования. При помощи этого метода энтеровирусы были выделены из 94% проб сточных вод, а при использовании ионообменных смол - в 55% проб.
Высокая чувствительность метода ультрацентри- фугирования была также подтверждена Lamb с соавт.
(1964) : кишечные вирусы были ими выделены из 80% проб сточных зод и из 38% проб речной воды, отобранных ниже очистных сооружений. К сожалению, метод ультрацентрифугирования из-за своей технической сложности доступен лишь крупным научно-исследовательским и практическим учреждениям и поэтому сравнительно редко используется в практике для концентрирования энтеровирусов.
Для выделения энтеровирусов из воды открытых водоемов нами были разработаны два метода индикации: метод вращающегося тампона и сорбция на пене (Г. А. Багдасарьян, В. Ф. Жевержеева, 1967).
Принцип метода вращающегося тампона заключается в концентрировании энтеровирусов из большого объема первичной пробы воды (3—5 л) при помощи тампона в лабораторных условиях. Длительность контакта тампона с пробой воды при постоянном перемешивании составляет 30—40 мин. В течение этого времени происходит адсорбция энтеровирусов на тампоне, чему способствует предварительное нанесение на него сывороточных белков. Последующая обработка тампона производится по методу Риордана в нашей модификации, которая способствует более полному выделению энтеровирусов и обеспечивает активное освобождение пробы воды от сопутствующей бактериальной микрофлоры. Повышение титра вируса полиомиелита при использовании метода вращающегося тампона составляло 1,0—1,4 1 g. Метод вращающегося тампона был апробирован в естественных условиях при санитарно-вирусологическом обследовании воды реки Москвы и ее верхнего бассейна и оказался весьма эффективным: процент выделения кишечных вирусов из проб речной воды составлял 34,1.
Перспективным для выделения вирусов из воды открытых водоемов является также концентрирование их в пробе воды с помощью разработанного нами метода пенной флотации. Принцип метода заключается в сорбции вирусов пеной, которая образуется при добавлении в пробу воды пенообразователя (нативная бычья сыворотка) и продувании через нее воздуха.
Процесс отделения пены из исследуемой пробы длится 2—3 мин. Объем жидкости, образующейся после распада пены (в которой происходит концентрирование вирусов), составляет 4—6% объема исследуемой пробы воды. Повышение титра вируса полиомиелита при использовании метода пенной флотации составляет 1,5—2 lg. Этот метод был апробирован в естественных условиях при санитарно-вирусологическом изучении воды открытых водоемов и оказался весьма эффективным. Он также был использован за рубежом для концентрирования вируса ящура в биологических средах (Morrow, 1969) и также получил положительную оценку.
В ряде работ последних лет широко используются для концентрирования кишечных вирусов такие методы, как повторное замораживание и оттаивание, уль- трафильтрация, адсорбция на полиэлектролитах (Fo- liguet, 1973; Rubcnstein е. а., 1973; Belfor с. а., 1974). Sobsey и соавт. (1973) рекомендуют проводить концентрирование энтеровирусов из больших объемов воды с. использованием стекловолокна и нитроцеллюлозных фильтров; с помощью этого метода удается выделить до 77% от общего числа внесенных вирусных частиц. Немалый интерес представляет работа Buras (1973), которому удалось без всякого концентрирования выделить кишечные вирусы из сточной воды.
Для концентрирования энтеровирусов из слабоза- грязненных вод в последние годы довольно широко применяются ионообменные смолы. Последние представляют собой неорганические или органические высокомолекулярные вещества, содержащие активные группы с легкообменивающимися ионами. Широкое применение в лабораторной практике в последние годы нашли синтетические высокомолекулярные иониты.
Известно, что многие вирусы, в том числе вирус полиомиелита и другие энтеровирусы, являются отрицательно заряженными частицами. На этом их свойстве основано использование для адсорбции этих вирусов сильноосновных анионитов.
Заслуга в широком внедрении в санитарно-вирусологическую практику ионообменных смол принадлежит Kelly. По ее данным, наиболее эффективным для адсорбции энтеровирусов является анионит Do- wex-1. Адсорбцию энтеровирусов первоначально проводили в статических условиях. В дальнейшем этот метод был модифицирован рядом исследователей: пробу воды фильтровали через колонку, наполненную ионообменной смолой, чем достигалась более полная адсорбция энтеровирусов на смоле и исключалась необходимость в повторном центрифугировании осадка.
Этот метод был успешно применен в исследованиях Coin с соавт. (1964), Nestor (1964), Francovа
(1965) для выделения вирусов из поверхностных и сточных вод. Отбор проб производили при помощи марлевых тампонов. Отжим из тампона фильтровали и пропускали через колонку е ионитом Dowex-1. Вирусы со смолы элюировали 10% раствором двузамещенного фосфата калия.
В последнее время для концентрирования энтеровирусов успешно используются и отечественные марки ионообменных смол. По данным Е. Л. Ловцевич
(1966) , значительная концентрация энтеровирусов в пробах воды достигается при применении ионообменной смолы АВ-17. Автор рекомендует пропускать через колонку с анионитом не отжим из тампона, а исследуемую пробу воды в объеме 3—5 л, что позволяет проводить санитарно-вирусологические исследования при одноразовом отборе воды. Л. В. Григорьева
(1968) для концентрирования вирусов в пробах сточной воды и почвы рекомендует использовать анионит ЭДЭ-10П. Исследования, проведенные В. Ф. Локтевой (1970), показали эффективность отечественной ионообменной смолы АВ-117 для индикации вирусов кишечной группы. Для концентрирования вирусов могут быть использованы и естественные сорбенты (В. ГГ. Широбоков, 1974, и др.).
Концентрирование вирусов может производиться также методом ультрафильтрации. Принцип этого ме-
тода заключается в концентрировании энтеровирусов из больших объемов воды (1—3 л) на фильтры с малым размером пор. Предварительно воду фильтруют через стеклянный или крупнопористый мембранный фильтр для удаления взвешенных частиц и частичнобактериальной микрофлоры. Для ультрафильтрации могут быть использованы специальные промышленные фильтры миллипор или лантановые фильтры, которые приготавливаются непосредственно перед их использованием (Ю. В. Первиков и др., 1973; Wallis, Melnick, 1967; Berg e. a„ 1968; Chang e. a„ 1968, и др.). Вирусы, осевшие на фильтре миллипор, отмывают небольшим объемом щелочного буфера. Лантановые фильтры растворяют в небольшом объеме слабокислой среды. При использовании ультрафильтрации достигается концентрирование вирусов порядка 1-2 lg.
Недостатками метода ультрафильтрации являются следующие: 1) неполная элюция вирусов с фильтров миллипор в результате частичной адсорбции их в теле фильтра; 2) крайняя непрочность лантановых фильтров; 3) быстрое засорение фильтров, несмотря па предварительную очистку воды от взвешенных частиц.
При исследовании водопроводной воды концентрирование вирусов рационально проводить из большого объема пробы. Coulon и Netter (1967) в обзорной статье приводят модификацию тампонного метода, разработанную Coin применительно к индикации кишечных вирусов в питьевой воде. Авторы пропускали струю воды из водопроводного крана через длинный марлевый тампон (1 м), помещенный в поливиниловый цилиндр. Скорость тока воды составляла примерно 0,5 л/мин, экспозиция — 24 ч (общий объем воды, пропущенной через тампон, составлял, таким образом, около 700 л). Отечественными авторами (А. М. Ошерович, Г. С. Часовникова, 1968) для выделения энтеровирусов из водопроводной воды был использован метод концентрирования на ионообменных смолах: воду из водопроводного крана пропускали в течение 6—12 ч через колонку с сильноосновным анионитом AB-17.
Приведенные данные свидетельствуют о большом разнообразии методических приемов, используемых в последние годы отечественными и зарубежными авто-
рами для выделения кишечных вирусов из воды. На основании^результатов лабораторных и натурных исследований нами разработаны принципы выбора методических приемов для индикации кишечных вирусов в водах различной степени загрязнения (сточные воды, вода открытых водоемов, питьевая вода) и разработана схема санитарно-вирусологических исследований воды.
Исходя из предложенных методических подходов рекомендуется применение следующих методов выделения кишечных вирусов из воды в зависимости от степени ее загрязнения:
— для индикации кишечных вирусов в воде открытых водоемов могут быть рекомендованы метод концентрирования на марлевом тампоне, метод вращающегося тампона, методы сорбции на ионообменных смолах и пенной флотации;
для выделения вирусов из питьевой воды перспективным является использование тампопного метода и метода сорбции на ионообменных смолах в модификациях, которые дают возможность концентрировать вирусы из большого объема пробы (10—15 л).
Разработанные методы индикации и принципы санитарно-вирусологических исследований воды нашли свое отражение в методических указаниях по обнаружению кишечных и респираторных вирусов в объектах внешней среды, изданных Министерством здравоохранения РСФСР в 1969 г., а также в инструктивных указаниях по обнаружению в воде возбудителей кишечных инфекций бактериальной и вирусной природы Министерством здравоохранения СССР в 1974 г.
А так же в разделе «МЕТОДЫ ИНДИКАЦИИ КИШЕЧНЫХ ВИРУСОВ В ВОДЕ РАЗЛИЧНОЙ СТЕПЕНИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ »
- РОЛЬ ВОДНОГО ФАКТОРА В РАСПРОСТРАНЕНИИ КИШЕЧНЫХ ВИРУСНЫХ ИНФЕКЦИЙ
- РАСПРОСТРАНЕНИЕ КИШЕЧНЫХ ВИРУСОВ В ВОДЕ
- ВЫЖИВАЕМОСТЬ КИШЕЧНЫХ ВИРУСОВ В ВОДЕ РАЗЛИЧНОЙ СТЕПЕНИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ
- ЭФФЕКТИВНОСТЬ МЕТОДОВ ОЧИСТКИ ПИТЬЕВОЙ воды ОТ КИШЕЧНЫХ ВИРУСОВ
- ЭФФЕКТИВНОСТЬ МЕТОДОВ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ В ОТНОШЕНИИ КИШЕЧНЫХ ВИРУСОВ
- ЭФФЕКТИВНОСТЬ МЕТОДОВ ОЧИСТКИ И ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ СТОЧНЫХ ВОД В ОТНОШЕНИИ КИШЕЧНЫХ ВИРУСОВ