La epidemiología de las aguas residuales puede guiar las decisiones clínicas locales sobre los virus en circulación

Los resultados de un nuevo estudio han sido publicados en medRxiv* Servidor de preimpresión Imagine que la epidemiología basada en aguas residuales (WBE) puede proporcionar información sobre los virus respiratorios que circulan en una comunidad. Además de ahorrar tiempo y dinero, este método puede ayudar a tomar decisiones clínicas apropiadas, modificación del comportamiento e intervenciones de salud pública.

estancia: Monitoreo de aguas residuales para influenza humana, virus neumónicos, parainfluenza, virus respiratorio sincitial (RSV), rinovirus y coronavirus estacionales durante la pandemia de COVID-19. Haber de imagen: Daniel Jedzura/Shutterstock

antecedentes

La enfermedad respiratoria aguda es una de las principales causas de muerte y se asocia con una morbilidad significativa en niños menores de 5 años. Las IRA pueden ser de origen bacteriano, fúngico o viral, y los síntomas graves generalmente se observan en las infecciones del tracto respiratorio inferior (LRTI), con complicaciones como neumonía y bronquiolitis. La infección secundaria puede resultar de la exacerbación de infecciones del tracto respiratorio superior (URTI).

Hoy en día, la mayoría de las infecciones respiratorias agudas tienen una etiología viral con el coronavirus 2 (SARS-CoV-2), el síndrome respiratorio agudo severo (SARS-CoV-2) y el coronavirus humano estacional que ocupan posiciones clave como patógenos causantes. Otros virus que contribuyen a la patogenia de las infecciones respiratorias agudas son: rinovirus, influenza, influenza humana (HPIV), adenovirus, virus respiratorio sincitial, enterovirus no rinovirus y bocavirus humanos.

Muchas infecciones respiratorias agudas se resuelven espontáneamente y su manejo puede no requerir una prueba de diagnóstico. Esto limita el registro preciso de la incidencia de la enfermedad en función del agente causal, el conocimiento de la enfermedad respiratoria diseminada y la comprensión de la epidemiología de la enfermedad, la intervención de la enfermedad y la coinfección.

WBE puede ayudar a comprender mejor la incidencia de enfermedades infecciosas en las comunidades porque consiste en muestras biológicas combinadas con secreciones corporales que muestran signos de enfermedades infecciosas. Este estilo de análisis de muestras no requiere investigaciones individuales ni intervención médica. Además, este método también puede explicar infecciones asintomáticas en fuentes de datos de toda la comunidad.

WBE ha demostrado ser útil para monitorear enfermedades y comprender la circulación comunitaria de los principales virus, por ejemplo, poliovirus, salmonelaHepatitis A y enterovirus. Sin embargo, no ha sido ampliamente utilizado.

La pandemia de coronavirus 2019 (COVID-19) llevó a la aplicación WBE a documentar enfermedades respiratorias. La precisión de este método de registro de la incidencia de la enfermedad se ha demostrado durante el período de prueba clínica ampliamente accesible para COVID-19.

el estudio

Este estudio probó la utilidad y precisión de la WBE en el registro de la incidencia y circulación de enfermedades respiratorias virales a nivel comunitario.

Aquí, se desarrollaron nuevos ensayos de RT-PCR basados ​​en sondas de hidrólisis para validar la detección de genomas virales respiratorios. Los sólidos de las aguas residuales se analizaron tres veces por semana durante 17 meses durante la pandemia de COVID-19. Se probó principalmente la principal etiología viral de la infección del tracto respiratorio; Opuesto Coronavirus humanos estacionales (229E, OC43, NL63, HKU-1), RSV A y B, influenza A y B, parainfluenza (1-4), metapneumovirus y ácido ribonucleico (ARN) de rinovirus.

consecuencias

El análisis de calidad mostró la consistencia de la fuerza de las heces y la eficiencia de extracción de ARN. Se detectó ARN de todos los virus analizados en muestras de aguas residuales. No se detectaron influenza A intermedia, influenza B y RSV A, mientras que el ARN viral de estos virus se detectó en el 28 %, 6 % y 14 % de las muestras, respectivamente.

La concentración promedio de SARS-CoV-2 fue de 48000 cp/g, mientras que todas las concentraciones fueron las más bajas al comienzo del estudio en febrero de 2021. Hubo un aumento en la concentración de ARN viral hasta enero de 2022, después de lo cual disminuyó significativamente.

Los ARN virales comenzaron a aumentar hasta que pasó la ola de Omicron BA.1, excepto RSV B. Las altas concentraciones de ARN de coronavirus humano aparecieron por primera vez cuando las concentraciones de todos los demás virus (incluido el SARS-CoV-2) eran relativamente bajas.

Casi todo el ARN del coronavirus humano era OC43, en siete de las nueve muestras analizadas, antes de abril de 2022. Después de eso, las concentraciones de ARN de OC43 disminuyeron, lo que representa solo el 20-30 % de las infecciones por coronavirus humano. Mientras tanto, 229E y HKU-1 aumentaron de <10 % a más del 50 % y 20-30 %, respectivamente.

De manera similar, medimos las concentraciones de ARN de VPH (1, 2, 3, 4a y 4b) en 239 muestras que cubren la serie temporal. Estaba presente el ARN de los cuatro tipos de VPH; El VPH 3 dominó la mayoría de las 240 muestras (40-90 % del VPH total), aunque tanto el VPH 2 como el 4B también dominaron en una de las 241 muestras analizadas. Los VPH 1 y 4a contribuyeron al menos al VPH total actual (mediana > <10٪ إلى> 50% y 20% a 30%, respectivamente.

Las pruebas revelaron ARN de los cuatro virus de influenza humana, con predominio de HPIV 3. Una de las muestras analizadas también mostró altas concentraciones de HPIV 2 y 4B, mientras que HPIV 1 y 4A tuvieron la menor contribución.

Cuando se calcularon las tasas de positividad del estado agrupado para infecciones respiratorias de patógenos virales con las concentraciones de ARN viral de aguas residuales, se pudieron establecer correlaciones significativas entre los dos. Además, se encontraron asociaciones positivas para todos los virus excepto influenza B.

Entre los coronavirus humanos, OC43 mostró los niveles más altos de positividad. Mientras que entre los virus de influenza humana, HPIV 3 dominó en las tasas de positividad. Los VPH 2 y 4 tuvieron tasas de positividad más bajas, mientras que el VPH 1 fue raro en las muestras clínicas.

Es de destacar que las concentraciones de ARN viral están correlacionadas entre sí y las concentraciones del gen N del SARS-CoV-2 son de RMP. Cuando se realizó una prueba de concentración de aguas residuales sin problemas de tres días, el ARN de influenza B y RSV A no se asoció con otras concentraciones de ARN viral. Además, las concentraciones de ARN del coronavirus humano no se correlacionaron con otras concentraciones de ARN viral.

El registro de abundantes virus circulantes puede ser útil para desarrollar estrategias de prevención y control de enfermedades y puede ayudar a contener brotes de infecciones virales. Esta información también puede ayudar en la planificación de campañas de concientización de salud pública apropiadas, para alentar la toma de decisiones informadas y la modificación del comportamiento.

*Nota IMPORTANTE

medRxiv Publica informes científicos preliminares que no han sido revisados ​​por pares y, por lo tanto, no deben considerarse concluyentes, orientar la práctica clínica o el comportamiento relacionado con la salud ni tratarse como información establecida.