基于污水流行病学的肠道病毒监测：揭示高致病性罕见型别及种群传播动态

这篇研究通过污水监测(WBE)技术，在意大利伦巴第大区系统分析了2022-2023年399份污水样本中的肠道病毒(EV)谱系。研究采用实时荧光RT-PCR结合新一代测序(NGS)代谢条形码技术，成功鉴定出26种非脊髓灰质炎肠道病毒(NPEV)，包括与急性出血性结膜炎(CVA24)和急性弛缓性麻痹(EV-D68)相关的高致病型别。创新性地证实了污水监测可同步检测症状/无症状感染，为公共卫生预警提供了新视角。

　　

ABSTRACT

肠道病毒属(EV)作为单股正链RNA病毒，其无症状感染占比高达90%，但致病型别可引发从手足口病到急性弛缓性麻痹的广泛疾病。本研究通过伦巴第大区布雷西亚、克雷莫纳和贝加莫三省399份污水样本的两年监测，揭示EV在环境中的复杂分布模式。

INTRODUCTION

EV的传播具有粪-口途径主导、环境持久性（存活达16周）和免疫缺陷者长期排毒（数年）三大特征。其衣壳蛋白VP1的序列变异（<75%核苷酸相似性）成为分型金标准。研究特别关注与严重疾病相关的EV-A71、EV-D68型别，以及可能重组产生高毒力株的EV-C物种。

RESULTS

检测动态
• 107份阳性样本（26.8%）呈现明显季节峰，春秋季检出率最高达83%
• NGS代谢条形码技术较Sanger测序多检出56%的型别，单样本最多检出7种EV共循环

型别分布
• 优势物种：EV-B（83% reads）> EV-A（13%）> EV-C（4%）> EV-D（0.001%）
• 高频型别：

• EV-B：埃可病毒11型(E11，占该物种62% reads)、柯萨奇B5型(CVB5)
• EV-A：CVA16（手足口病相关）、CVA6、CVA5（占EV-A reads 35%）
• EV-C：CVA13、EV-C99及致结膜炎爆发的CVA24
  • 唯一EV-D型别：呼吸系统病原EV-D68（18 reads）

技术对比
• Sanger测序：成功分型60样本，检出16型别
• NGS技术：59样本中检出25型别，包括传统方法难培养的CVA19（13 reads）
• 一致性：NGS主导序列与Sanger结果在型别水平吻合率达99.9%

DISCUSSION

研究印证了EV-B在欧美的优势地位，同时发现本应非洲流行的EV-C99在意大利的持续存在。污水监测成功捕获临床罕报的CVA24和EV-D68，证实其作为"环境哨兵"的价值。值得注意的是：
• EV-C与疫苗衍生脊灰病毒(VDPV)的重组风险需持续监控
• 降水导致的污水稀释可能造成假阴性
• 建议将病毒学参数纳入污水处理效能评估标准

MATERIALS AND METHODS

创新方法学
• 病毒富集：PEG₈₀₀₀沉淀法结合超速离心（12,000×g/2h）
• 双重质控：添加门戈病毒过程对照，要求回收效率ΔCt≤3
• NGS建库：采用Illumina双端测序（MiSeq平台），严格过滤Q30以下碱基

生物信息学分析
• Genome Detective平台实现自动化病毒分型
• 进化树构建：邻接法（Neighbor-Joining）基于VP1片段序列

该研究为理解EV的隐性传播提供了分子流行病学模板，其技术路线可拓展至诺如病毒、肝炎病毒等的水环境监测。