Noroviruses in Archival Samples

Application of recent techniques to detect current pathogens in archival effluent samples collected and concentrated in 1987 lead to the characterization of norovirus GGII.6 Seacroft, unrecognized until 1990 in a clinical sample. Retrospective studies will likely increase our knowledge about waterborne transmission of emerging pathogens

Abundance and Distribution of Enteric Bacteria and Viruses in Coastal and Estuarine Sediments—a Review

The long term survival of fecal indicator organisms (FIOs) and human pathogenic microorganisms in sediments is important from a water quality, human health and ecological perspective. Typically, both bacteria and viruses strongly associate with particulate matter present in freshwater, estuarine and marine environments. This association tends to be stronger in finer textured sediments and is strongly influenced by the type and quantity of clay minerals and organic matter present. Binding to particle surfaces promotes the persistence of bacteria in the environment by offering physical and chemical protection from biotic and abiotic stresses. How bacterial and viral viability and pathogenicity is influenced by surface attachment requires further study. Typically, long-term association with surfaces including sediments induces bacteria to enter a viable-but-non-culturable (VBNC) state. Inherent methodological challenges of quantifying VBNC bacteria may lead to the frequent under-reporting of their abundance in sediments. The implications of this in a quantitative risk assessment context remain unclear. Similarly, sediments can harbor significant amounts of enteric viruses, however, the factors regulating their persistence remains poorly understood. Quantification of viruses in sediment remains problematic due to our poor ability to recover intact viral particles from sediment surfaces (typically <10%), our inability to distinguish between infective and damaged (non-infective) viral particles, aggregation of viral particles, and inhibition during qPCR. This suggests that the true viral titre in sediments may be being vastly underestimated. In turn, this is limiting our ability to understand the fate and transport of viruses in sediments. Model systems (e.g., human cell culture) are also lacking for some key viruses, preventing our ability to evaluate the infectivity of viruses recovered from sediments (e.g., norovirus). The release of particle-bound bacteria and viruses into the water column during sediment resuspension also represents a risk to water quality. In conclusion, our poor process level understanding of viral/bacterial-sediment interactions combined with methodological challenges is limiting the accurate source apportionment and quantitative microbial risk assessment for pathogenic organisms associated with sediments in aquatic environments

Molecular screening of blue mussels indicated high mid-summer prevalence of human genogroup II Noroviruses, including the pandemic “GII.4 2012” variants in UK coastal waters during 2013

Pandemic norovirus in coastal blue mussels during summer in UK This molecular study is the first report, to the best of our knowledge, on identification of norovirus, NoV GII.4 Sydney 2012 variants, from blue mussels collected from UK coastal waters. Blue mussels (three pooled samples from twelve mussels) collected during the 2013 summer months from UK coastal sites were screened by RT-PCR assays. PCR products of RdRP gene for noroviruses were purified, sequenced and subjected to phylogenetic analysis. All the samples tested positive for NoVs. Sequencing revealed that the NoV partial RdRP gene sequences from two pooled samples clustered with the pandemic “GII.4 Sydney variants” whilst the other pooled sample clustered with the NoV GII.2 variants. This molecular study indicated mussel contamination with pathogenic NoVs even during mid-summer in UK coastal waters which posed potential risk of NoV outbreaks irrespective of season. As the detection of Sydney 2012 NoV from our preliminary study of natural coastal mussels interestingly corroborated with NoV outbreaks in nearby areas during the same period, it emphasizes the importance of environmental surveillance work for forecast of high risk zones of NoV outbreaks

Comparative study of enteric viruses, coliphages and indicator bacteria for evaluating water quality in a tropical high-altitude system

<p>Abstract</p> <p>Background</p> <p>Bacteria used as indicators for pathogenic microorganisms in water are not considered adequate as enteric virus indicators. Surface water from a tropical high-altitude system located in Mexico City that receives rainwater, treated and non-treated wastewater used for irrigation, and groundwater used for drinking, was studied.</p> <p>Methods</p> <p>The presence of enterovirus, rotavirus, astrovirus, coliphage, coliform bacteria, and enterococci was determined during annual cycles in 2001 and 2002. Enteric viruses in concentrated water samples were detected by reverse transcriptase-polymerase chain reaction (RT-PCR). Coliphages were detected using the double agar layer method. Bacteria analyses of the water samples were carried out by membrane filtration.</p> <p>Results</p> <p>The presence of viruses and bacteria in the water used for irrigation showed no relationship between current bacterial indicator detection and viral presence. Coliphages showed strong association with indicator bacteria and enterovirus, but weak association with other enteric viruses. Enterovirus and rotavirus showed significant seasonal differences in water used for irrigation, although this was not clear for astrovirus.</p> <p>Conclusion</p> <p>Coliphages proved to be adequate faecal pollution indicators for the irrigation water studied. Viral presence in this tropical high-altitude system showed a similar trend to data previously reported for temperate zones.</p

Intérêt des bactériophages en tant que témoin de contamination fécale et de présence de virus entériques pathogènes dans les eaux de la rivière Moselle

Non disponible/Not availableActuellement le contrôle microbiologique du milieu hydrique repose uniquement sur la recherche d'indicateurs bactériens de contamination fécale tels que les coliformes thermotolérants, E. coli, les entérocoques et les spores de bactéries anaérobies sulfito-réductrices. Or, ces indicateurs bactériens sont de mauvais indicateurs de la contamination virale. Il est donc nécessaire de définir un ou plusieurs indicateurs qui prennent en compte le risque viral lié au milieu hydrique. Dans ce contexte, certains bactériophages ont été proposés pour jouer ce rôle. Il s'agit des coliphages somatiques des bactériophages F-spécifiques et des phages de Bacteroides fragilis. Notre travail a consisté à comparer les informations apportées d'une part par les indicateurs bactériens classiques et d'autre part par les bactériophages afin de déterminer si ces derniers apportent des informations originales en tant qu'indicateur. Ainsi, six microorganismes (coliformes thermotolérants, entérocoques, spores de bactéries anaérobies sulfito-réductrices, coliphages somatiques, bactériophages F-spécifiques et phages de Bacteroides fragilis) ont été comparés en tant qu'indicateur d'efficacité des traitements d'épuration des eaux usées, en tant qu'indicateur de la contamination fécale des eaux de rivière et des eaux souterraines et enfin, en tant qu'indicateur de la contamination spécifiquement virale des eaux de rivière. Notre travail a montré que, en terme d'efficacité de traitement, les indicateurs phagiques n'apportent pas d'informations supplémentaires par rapport aux indicateurs bactériens lorsqu'un traitement biologique classique est analysé qu'il soit ou non suivi d'un traitement tertiaire de déphosphatation. Par contre, lorsqu'un traitement de désinfection par UV est appliqué après un traitement biologique, des différences importantes au niveau de l'abattement de la charge fécale apparaissent. Les spores sont les plus résistantes suivies des phages de Bacteroides fragilis et des bactériophages F-spécifiques. Les entérocoques présentent une résistance intermédiaire alors que les coliformes thermotolérants et les coliphages somatiques apparaissent comme les plus sensibles au traitement. En ce qui concerne l'estimation de la charge fécale dans les eaux de rivière et les eaux souterraines, nous avons introduit la notion d'abattement de la contamination fécale initiale (ACFI). Ceci nous a permis d'évaluer la qualité d'une eau pour chaque indicateur et de constater que, dans l'eau de rivière, les coliformes thermotolérants sous- estiment le niveau de la charge fécale alors que les coliphages somatiques donnent une estimation plus importante de la pollution fécale dans l'espace et le temps. L'explication de ce phénomène a été en partie donnée par les résultats de l'étude de survie réalisée in vitro à partir d'échantillons d'eau de la rivière Moselle. Ces résultats démontrent en effet que les coliphages somatiques survivent significativement plus longtemps que les coliformes thermotolérants quelles que soient les conditions expérimentales (température et composition de l'eau). Au cours de la dernière partie de notre travail consacrée à la contamination virale proprement dite, seuls les coliphages somatiques et les coliformes thermotolérants ont été pris en compte en tant qu'indicateur. Concernant les virus pathogènes, nous avons recherché les entérovirus par culture cellulaire et RT -PCR qualitative (in situ) ou quantitative (in vitro) ainsi que les Norwalk-like virus par RT-PCR qualitative (in situ). Nos résultats in vitro montrent que, dans l'eau de rivière, le génome viral peut être considéré soit comme un indicateur de contamination fécale spécifiquement viral qui présente la même écologie que les virus pathogènes infectieux, soit comme un indicateur de la pollution virale qui sur-estime légèrement le risque par rapport aux virus infectieux. L'étude in situ dans les eaux de la rivière Moselle, si elle n'a pas permis la mise en évidence d'entérovirus infectieux, a montré que lorsque les concentrations en coliphages somatiques augmentent, la probabilité de détecter du génome viral augmente également ce qui n'est pas le cas avec les coliformes thermotolérants. De plus, nous avons observé que la quasi-totalité des échantillons positifs en génome viral (33/34) est obtenue lorsque la concentration en coliphages somatiques est supérieure à 100 ufp/100mL. Nous proposons donc cette valeur en tant que seuil dans l'évaluation du risque viral dans les eaux de rivière

Comparison of Coliforms and Coliphages as Tools for Assessment of Viral Contamination in River Water

The aim of the study was to evaluate the presence of pathogenic viruses in the Moselle River and to compare the usefulness of thermotolerant coliforms and somatic coliphages as tools for river water quality assessment in terms of viral contamination. Thermotolerant coliforms and somatic coliphages were enumerated by standardized methods in 170 samples of river water drawn from five sampling sites along the Moselle River (eastern France). BGM cell culture and integrated cell culture-reverse transcription-PCR DNA enzyme immunoassay were used to determine the presence of pathogenic viral genome (Enterovirus and Norovirus genogroup II [GGII]) and infectious Enterovirus spp. in 90 1-liter samples. No infectious Enterovirus spp. were isolated, but Enterovirus and Norovirus GGII genomes were detected in 38% of the samples. Norovirus GGII genome was mostly detected in winter, whereas Enterovirus genome was mostly detected in summer and fall. Somatic coliphages appeared to be less sensitive to higher river water temperature than thermotolerant coliforms. Furthermore, the number of river water samples positive for pathogenic viral genome increased with increasing concentration of somatic coliphages, whereas coliform concentration was unrelated to viral genome contamination. Consequently somatic coliphages, which are less sensitive to environmental factors than thermotolerant coliforms in river water, would provide a promising tool for assessment of river water quality in terms of fecal and viral pollution

Intérêt des bactériophages en tant que témoin de contamination fécale et de présence de virus entériques pathogènes dans les eaux de la rivière Moselle

Actuellement le contrôle microbiologique du milieu hydrique repose uniquement sur la recherche d'indicateurs bactériens de contamination fécale tels que les coliformes thermotolérants, E. coli, les entérocoques et les spores de bactéries anaérobies sulfito-réductrices. Or, ces indicateurs bactériens sont de mauvais indicateurs de la contamination virale. Il est donc nécessaire de définir un ou plusieurs indicateurs qui prennent en compte le risque viral lié au milieu hydrique. Dans ce contexte, certains bactériophages ont été proposés pour jouer ce rôle. Il s'agit des coliphages somatiques des bactériophages F-spécifiques et des phages de Bacteroides fragilis. Notre travail a consisté à comparer les informations apportées d'une part par les indicateurs bactériens classiques et d'autre part par les bactériophages afin de déterminer si ces derniers apportent des informations originales en tant qu'indicateur. Ainsi, six microorganismes (coliformes thermotolérants, entérocoques, spores de bactéries anaérobies sulfito-réductrices, coliphages somatiques, bactériophages F-spécifiques et phages de Bacteroides fragilis) ont été comparés en tant qu'indicateur d'efficacité des traitements d'épuration des eaux usées, en tant qu'indicateur de la contamination fécale des eaux de rivière et des eaux souterraines et enfin, en tant qu'indicateur de la contamination spécifiquement virale des eaux de rivière. Notre travail a montré que, en terme d'efficacité de traitement, les indicateurs phagiques n'apportent pas d'informations supplémentaires par rapport aux indicateurs bactériens lorsqu'un traitement biologique classique est analysé qu'il soit ou non suivi d'un traitement tertiaire de déphosphatation. Par contre, lorsqu'un traitement de désinfection par UV est appliqué après un traitement biologique, des différences importantes au niveau de l'abattement de la charge fécale apparaissent. Les spores sont les plus résistantes suivies des phages de Bacteroides fragilis et des bactériophages F-spécifiques. Les entérocoques présentent une résistance intermédiaire alors que les coliformes thermotolérants et les coliphages somatiques apparaissent comme les plus sensibles au traitement. En ce qui concerne l'estimation de la charge fécale dans les eaux de rivière et les eaux souterraines, nous avons introduit la notion d'abattement de la contamination fécale initiale (ACFI). Ceci nous a permis d'évaluer la qualité d'une eau pour chaque indicateur et de constater que, dans l'eau de rivière, les coliformes thermotolérants sous- estiment le niveau de la charge fécale alors que les coliphages somatiques donnent une estimation plus importante de la pollution fécale dans l'espace et le temps. L'explication de ce phénomène a été en partie donnée par les résultats de l'étude de survie réalisée in vitro à partir d'échantillons d'eau de la rivière Moselle. Ces résultats démontrent en effet que les coliphages somatiques survivent significativement plus longtemps que les coliformes thermotolérants quelles que soient les conditions expérimentales (température et composition de l'eau). Au cours de la dernière partie de notre travail consacrée à la contamination virale proprement dite, seuls les coliphages somatiques et les coliformes thermotolérants ont été pris en compte en tant qu'indicateur. Concernant les virus pathogènes, nous avons recherché les entérovirus par culture cellulaire et RT -PCR qualitative (in situ) ou quantitative (in vitro) ainsi que les Norwalk-like virus par RT-PCR qualitative (in situ). Nos résultats in vitro montrent que, dans l'eau de rivière, le génome viral peut être considéré soit comme un indicateur de contamination fécale spécifiquement viral qui présente la même écologie que les virus pathogènes infectieux, soit comme un indicateur de la pollution virale qui sur-estime légèrement le risque par rapport aux virus infectieux. L'étude in situ dans les eaux de la rivière Moselle, si elle n'a pas permis la mise en évidence d'entérovirus infectieux, a montré que lorsque les concentrations en coliphages somatiques augmentent, la probabilité de détecter du génome viral augmente également ce qui n'est pas le cas avec les coliformes thermotolérants. De plus, nous avons observé que la quasi-totalité des échantillons positifs en génome viral (33/34) est obtenue lorsque la concentration en coliphages somatiques est supérieure à 100 ufp/100mL. Nous proposons donc cette valeur en tant que seuil dans l'évaluation du risque viral dans les eaux de rivière.NANCY1-SCD Pharmacie-Odontologie (543952101) / SudocSudocFranceF

Survival of infectious Poliovirus-1 in river water compared to the persistence of somatic coliphages, thermotolerant coliforms and Poliovirus-1 genome

International audienceThe microbiological quality of water is currently assessed by search for fecal bacteria indicators. There is, however, a body of knowledge demonstrating that bacterial indicators are less resistant to environmental factors than human pathogenic viruses and therefore underestimate the viral risk. As river water is often used as a resource for drinking water production, it is particularly important to obtain a valid estimation of the health hazard, including specific viral risk. This work was conducted to compare the survival of infectious Poliovirus-1 used as a pathogenic virus model to the persistence of, on the one hand, thermotolerant coliforms commonly used as indicators and on the other hand, to somatic coliphages and Poliovirus-1 genome considered as potential indicators. We studied the behavior of infectious Poliovirus-1 and the three (potential) indicators of viral contamination in river water at three different temperatures (4°C,18°C and 25°C). This experiment was performed twice with river water sampled at two different periods, once in winter and once in summer. Our results showed that the survival of thermotolerant coliforms can be 1.5-fold lower than infectious Poliovirus-1. In contrast, under all our experimental conditions, somatic coliphages and Poliovirus-1 genome persisted longer than infectious Poliovirus-1, surviving, respectively, 2–6-fold and about 2-fold longer than infectious Poliovirus-1. According to our results exclusively based on survival capacity, somatic coliphages and viral genome, unlike thermotolerant coliforms appear to be better indicators of viral contamination in river water. Moreover, the disappearance of viral genome is well-correlated to that one of infectious virus irrespective of the conditions tested

Fates of bacteriophages and bacterial indicators in the Moselle river (France)

International audienceIt has been suggested that bacteriophages can provide useful information about the pathogenic microorganisms, particularly enteric viruses, present in water. This information is complementary to that obtained from bacterial indicators of faecal contamination, which would be of great value for evaluating the risks associated with the use of certain types of water. Before bacteriophages can be used as indicators of faecal contamination, we need to confirm that bacteriophages give a different response to that given by the well-known bacteria indicators and to determine what happens to bacteriophages in river water. Indeed, drinking water is often produced from river water, either by natural filtration through the soil or after undergoing various treatments. We collected 96 river water samples from six different sites between February and November 2000. The samples were analysed for three faecal indicator bacteria (thermotolerant coliforms, enterococci and spores of sulphite-reducing anaerobes) and three types of bacteriophages (somatic coliphages, F-specific phages and Bacteroides fragilis phages). The densities of thermotolerant coliforms and enterococci depended mainly on physical factors such as flow rate and water temperature. High temperature and low flow rate led to a decrease in the density of these microorganisms, especially in the absence of a major input of faecal pollution. Conversely, the densities of somatic coliphages, F-specific phages and spores of sulphite-reducing anaerobes remained constant regardless of the flow rate and temperature. The density of Bacteroides fragilis phages was too low for unambiguous determination of their fate in river water