Worldwide diversity of hepatitis A and E viruses in urban wastewater
Diese Studie nutzte die Metagenomik von Abwasser aus 62 Städten in 38 Ländern, um die globale Diversität der Hepatitis-A- und -E-Viren abzubilden, wobei eine weit verbreitete zoonotische Übertragung von HEV durch Ratten aufgedeckt wurde und der Wert der Abwasserüberwachung für die Überwachung sowohl menschlicher als auch tierischer Hepatitisstämme demonstriert wurde.
Originalarbeit lizenziert unter CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Dies ist eine KI-generierte Erklärung eines Preprints, das nicht peer-reviewed wurde. Dies ist kein medizinischer Rat. Treffen Sie keine Gesundheitsentscheidungen auf Grundlage dieses Inhalts. Vollständigen Haftungsausschluss lesen
Stellen Sie sich die Städte der Welt als riesige, geschäftige Bienenstöcke vor. In diesen Stöcken leben Millionen von Menschen, Haustieren und Schädlingen, die essen und ständig einen stetigen Strom von Abfall hinterlassen. Wenn man einen winzigen Schluck des Abwassers trinken könnte, das aus einer Stadt fließt, würde es nicht nur schlecht riechen; es wäre eine leuchtende, chaotische Bibliothek genetischer Geheimnisse. Dies ist die Welt der Abwasser-basierte Epidemiologie. Anstatt darauf zu warten, dass Menschen krank werden und einen Arzt aufsuchen, nutzen Wissenschaftler das Kanalsystem einer Stadt wie einen riesigen, kontinuierlichen Bluttest für die gesamte Bevölkerung.
In dieser Bibliothek suchen zwei spezifische „Bösewichte“ ständig nach Ärger: das Hepatitis-A-Virus (HAV) und das Hepatitis-E-Virus (HEV). Betrachten Sie diese Viren als unsichtbare Spione, die durch kontaminierte Lebensmittel, Wasser oder engen Kontakt reisen. Während Hepatitis A ein klassischer Mensch-zu-Mensch-Spion ist, ist Hepatitis E etwas komplizierter; es hat eine „zoonotische“ Seite, was bedeutet, dass es von Tieren (wie Schweinen) auf Menschen überspringen kann. Aber es gibt einen dritten, hinterlistigen Charakter in dieser Geschichte: die Ratte. Lange Zeit glaubten Wissenschaftler, dass ein bestimmter Typ des Hepatitis-E-Virus nur in Ratten lebt und Menschen niemals belästigt. Jüngste Flüstern deuten jedoch darauf hin, dass diese Ratten-Spione versuchen könnten, überzugreifen. Die große Frage ist: Wie weit verbreitet sind diese Spione, und verstecken sie sich mehr in unseren Abwasserkanälen, als wir dachten?
Die große Abwasser-Spionenjagd
Ein Team von Wissenschaftlern aus der ganzen Welt beschloss, Detektiv zu spielen. Sie schauten nicht nur auf eine einzige Stadt; sie warfen ein riesiges Netz aus und sammelten Abwasserproben aus 62 Städten in 38 Ländern auf sechs verschiedenen Kontinenten. Sie verwendeten eine hochmoderne Methode namens „Hybrid-Capture-Metagenomik“, die wie ein superstarker Magnet funktioniert, um winzige genetische Fragmente von Viren aus der unordentlichen Suppe des Abwassers herauszuziehen, selbst wenn sie im Hintergrundrauschen versteckt sind. Sie untersuchten Proben, die zwischen 2017 und 2019 gesammelt wurden, und gruben dann tiefer in fünf europäischen Städten mit Proben aus den Jahren 2020 bis 2021.
Hier ist, was sie in der „genetischen Bibliothek“ der Stadt fanden:
Der Ratten-Spion ist überall
Die größte Überraschung war das Ratten-Hepatitis-E-Virus (wissenschaftlich bekannt als Rocahepevirus ratti). Das Team fand dieses Virus in 70 % der getesteten Städte. Vor dieser Studie kannten wir es nur an wenigen Orten; jetzt hat sich die Landkarte um 12 Länder erweitert, darunter Australien, Indien und Teile Afrikas.
Aber hier kommt der entscheidende Wendepunkt: Die Wissenschaftler nutzten einen klugen Trick, um herauszufinden, woher das Virus kam. Sie suchten im selben Abwasser nach Astroviren (einer anderen Art von Virus). Da verschiedene Tiere ihre eigenen spezifischen Astroviren haben, fungiert die Mischung der Astroviren wie ein Fingerabdruck für den Kot in der Leitung. Als sie das Ratten-Hep-E fanden, fanden sie auch eine riesige Menge an Ratten-Astroviren und sehr wenige menschliche Viren. Dies deutet stark darauf hin, dass das Ratten-Hep-E im Abwasser von in den Kanälen lebenden Ratten stammt und nicht von infizierten Menschen. Es ist, als fände man einen Haufen Rattenkot neben einem Rattenspielzeug; die Ratte ist die Quelle, nicht der Mensch.
Der menschliche Spion: Hepatitis E
Die „menschliche“ Version von Hepatitis E (Paslahepevirus balayani) wurde in 42 % der Städte gefunden. In Europa war die häufigste Version der Genotyp 3, speziell ein Subtyp namens 3c. Das ergibt Sinn, da Europa viel Schweinemast betreibt und Schweine die Hauptreservoire für dieses Virus sind. Die Studie fand in Städten wie Budapest und Wien eine wilde Mischung verschiedener Hep-E-Subtypen, was wahrscheinlich auf den Handel und die Bewegung von Schweinen zurückzuführen ist. Interessanterweise fanden sie den „nur beim Menschen vorkommenden“ Genotyp 1 an Orten wie Togo und Malaysia, was zu den bekannten wasserbedingten Ausbrüchen in diesen Regionen passt.
Der klassische Spion: Hepatitis A
Hepatitis A wurde in 37 % der Proben nachgewiesen. Die gefundenen Typen von Hepatitis A entsprachen dem, was man üblicherweise in diesen Regionen sieht. In Afrika beispielsweise fanden sie den Genotyp IB, der dort häufig vorkommt. In Europa fanden sie den Genotyp IA, der mit einem bekannten Ausbruch unter Männern, die Sex mit Männern haben (MSM), um 2016–2017 in Verbindung stand. Dies zeigt, dass das Abwasser Viren erfassen kann, die klinische Ärzte übersehen könnten, weil die Infizierten nicht ins Krankenhaus gegangen sind.
Das „Was wäre wenn“ und das „Was wir wissen“
Die Studie legt nahe, dass das Ratten-Hep-E zwar überall in den Abwasserkanälen vorhanden ist, aber wahrscheinlich bei den Ratten bleibt. Die Autoren sind jedoch vorsichtig zu sagen, dass wir das vollständige Bild noch nicht kennen. Wir wissen, dass Ratten in den Abwasserkanälen leben und dass ihr Kot im Wasser ist. Wir wissen, dass einige wenige Fälle von Ratten-Hep-E in Krankenhäusern gemeldet wurden, aber die Abwasserdaten deuten darauf hin, dass das Rattenvirus für den Moment hauptsächlich ein „Rattenproblem“ in den Rohren ist und keine weit verbreitete menschliche Infektion darstellt.
Die Forscher merkten auch an, dass ihre Methode etwas weniger sensitiv ist als ein Standard-Labortest. In einer Stadt (Yaoundé) fanden sie beispielsweise kein Ratten-Hep-E, obwohl andere Tests es zuvor gefunden hatten. Das bedeutet, dass sie möglicherweise einige Viren übersehen haben und die wahre Diversität sogar noch höher sein könnte.
Das Fazit
Dieses Paper zeichnet ein lebendiges Bild der unsichtbaren Welt in unseren Abwasserkanälen. Es bestätigt, dass Ratten-Hep-E ein globaler Bewohner unserer städtischen Rattenpopulationen ist und sich durch die Abwassersysteme von 70 % der untersuchten Städte verbreitet. Es zeigt auch, dass die Abwasserüberwachung ein mächtiges Werkzeug ist, das die „stille“ Zirkulation von Viren sehen kann – Ausbrüche und tierische Viren erfasst, die die klinische Testung oft übersieht. Während das Rattenvirus derzeit hauptsächlich bei seinen Nagetier-Wirten verweilt, ist seine Präsenz in unseren Wassersystemen eine Erinnerung daran, dass die Grenze zwischen Tiergesundheit und menschlicher Gesundheit dünner ist, als wir dachten, und dass die Beobachtung der Abwässer einer der besten Wege ist, um den Spionen einen Schritt voraus zu sein.
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