Novel human protoparvoviruses : Epidemiology and clinical impact

In the beginning of the 21st century, the development of next generation sequencing (NGS) methods revolutionized the discovery of novel viruses and laid the foundations of a new era in virology. With NGS, the amount and quality of sequence data increased tremendously, and the decreasing price made large-scale screening possible. As a result, hundreds of novel viruses have been identified, and especially the number of novel small DNA viruses, including parvoviruses, has grown substantially. This thesis consists of studies of three novel parvoviruses, bufavirus (BuV), tusavirus (TuV), and cutavirus (CuV). All three viruses were originally identified by NGS from the diarrheal feces of children between 2012 and 2016, and they were the first viruses in the Protoparvovirus genus putatively infecting humans. Many of the animal viruses in this genus are known pathogens: for example, canine parvovirus (CPV) can cause severe gastroenteritis with high mortality among puppies. Currently, there are three genotypes of BuV and one genotype each of CuV and TuV. BuVs have been detected mainly in fecal samples, whereas CuV DNA has been detected in skin biopsies of cutaneous T-cell lymphoma (CTCL) and melanoma patients as well. Any findings of TuV have been rare. Here, we developed diagnostic methods for detecting viral DNA and IgG antibodies against BuV1-3, TuV and CuV, and analyzed 4300 samples from 11 cohorts on four continents to determine the epidemiology and potential clinical impact of these viruses. The BuV DNA was detected in diarrheal fecal samples from both adults and children in Finland, although with low prevalence. In addition, one nasal swab harbored BuV DNA. These studies were among the first to show BuV circulation in Europe and among adults, and further, the nasal swab is still the only non-fecal human sample containing BuV DNA. Although we detected BuV exclusively in diarrheic feces, our results did not strongly support a major role of BuV in gastroenteritis. One of the main findings in this thesis was the remarkable difference observed in the BuV seroprevalence between different populations: in the Middle East and Africa, the BuV IgG antibodies were detected in 56-85% of the adult population whereas in Finland and in the USA the seroprevalence was very low, <4%. This indicated that Iraq, Iran and Kenya are endemic areas for BuV. In addition to the seroprevalence difference, the predominant BuV type varied: it was BuV1 in the Middle East and BuV3 in Kenya. In Kenya, an age-dependent increase in BuV seroprevalence in children was apparent, and it seems that BuVs are not infecting young children in particular. The next important step in BuV studies will be identifying patients with acute primary infection to elucidate the symptoms and clinical picture of the infection. Our data on the geographical distribution of BuVs will help defining suitable locations for such studies. In contrast to that of BuV, the CuV seroprevalence was low in all populations analyzed. Therefore, it is interesting that CuV DNA was detected significantly more often in the lesional skin biopsies from CTCL patients in Finland than in those of transplant patients or healthy adults. This indicates that there is an association between the CuV DNA presence and CTCL, however, it is not known whether this association is causal, accidental or something else. The analysis of additional skin biopsies from the CuV DNA-positive patients revealed CuV DNA in every available skin sample, including both healthy and malignant tissue. Furthermore, lymph nodes harbored CuV DNA, while the prostate samples were CuV negative. Serological analysis of archived serum samples showed that the patients with CuV DNA in the skin had CuV IgG-antibodies already 5-21 years before the skin biopsies were taken. This suggests that CuV can persist for decades after primary infection similarly to human parvovirus B19. However, even if some preliminary disease associations exist, the role of CuV in CTCL or other skin cancers needs further investigations. TuV findings, both DNA and antibodies, were absent or scarce. TuV DNA was not detected in any of the skin tissues, and TuV IgG was detected only in one child and one transplant patient among the serum samples of 1500 individuals ranging four continents. Overall, more studies are needed to confirm if TuV truly is a human virus or just accidentally occurring in human samples.Vuosituhannen vaihteessa menetelmät syväsekvensointiin ja virusten rikastamiseen kehittyivät suurin harppauksin ja uusien virusten löytäminen erilaisista näytemateriaaleista helpottui merkittävästi. Tämä johti uuden aikakauden alkamiseen virologiassa, kun lukuisia uusia viruslajeja ja jopa aiemmin tuntemattomia virusheimoja tunnistettiin. Varsinkin pienten DNA-virusten, kuten parvovirusten, määrä on kasvanut merkittävästi. Tässä väitöskirjassa tutkittiin kolmea uutta parvovirusta, bufavirusta (BuV), tusavirusta (TuV) ja cutavirusta (CuV), jotka kaikki löydettiin syväsekvensointi-menetelmillä lasten ripuliulosteesta vuosina 2012-2016. Ne olivat ensimmäisiä ihmisiä infektoivia viruksia Protoparvovirus-suvussa. Suvun muiden, eri eläinlajeja infektoivien virusten tiedetään aiheuttavan vaarallisiakin tauteja. Näihin kuuluu esimerkiksi koiran parvovirus, joka aiheuttaa vakavia ripulitauteja ja johon liittyy korkea kuolleisuus pennuilla. Tällä hetkellä BuV:sta tunnetaan kolme genotyyppiä ja CuV:sta ja TuV:sta molemmista yksi. BuV:ta on havaittu lähes yksinomaan ulostenäytteissä eri puolilla maailmaa, kun CuV DNA:ta on löydetty myös syöpäpotilaiden ihonäytteistä mm. kutaanista T-solulymfoomaa (cutaneous T-cell lymphoma, CTCL) ja melanoomaa sairastavilta potilailta. TuV löydökset ovat olleet harvinaisia. Tässä väitöskirjassa pystytimme diagnostisia menetelmiä BuV1-3-, TuV- ja CuV-DNA:n sekä vasta-aineiden havaitsemiseen ja analysoimme 4300 näytettä yhdestätoista eri kohortista neljältä eri mantereelta selvittääksemme näin uusien virusten epidemiologiaa ja kliinistä merkitystä. Löysimme BuV DNA:ta suomalaisten ripulipotilaiden ulosteesta sekä aikuisilta että lapsilta, joskin esiintyvyys oli hyvin matala. Virusta löytyi myös yhdestä nenästä otetusta näytteestä. Vaikka tulokset eivät viitanneet siihen, että BuV aiheuttaisi gastroenteriittejä ainakaan laajassa mittakaavassa Suomessa, tutkimuksemme olivat ensimmäisiä, jotka osoittivat BuV:n kiertävän Euroopassa ja että BuV-DNA:ta löytyy myös aikuisten näytteistä. Lisäksi nenän pyyhkäisynäyte on edelleen ainoa näyte, jossa BuV DNA:ta on tavattu ihmisissä muualla kuin ulostenäytteessä. Eräs väitöskirjan päätuloksista oli havainto BuV IgG-vasta-aineiden yleisyyden suuresta vaihtelusta eri väestöissä: Suomessa ja USA:ssa vain muutamalla prosentilla aikuisista oli vasta-aineita, kun Irakissa, Iranissa ja Keniassa jopa 85% aikuisväestöstä oli BuV-IgG-positiivisia. Lähi-Itä ja Afrikka näyttävätkin olevan BuV:n kotoperäistä aluetta, BuV1:n ollen yleisin virustyyppi Lähi-Idässä ja BuV3:n Keniassa. Lisäksi havaitsimme, että BuV-IgG-seroprevalenssi kasvoi lapsilla iän myötä ja tulos viittaa siihen, etteivät bufavirukset infektoi erityisesti pieniä lapsia, vaan kaiken ikäisiä. Seuraava tärkeä askel BuV-infektion tutkimuksissa on löytää potilaita, joilla on akuutti infektio, ja näin taudin oireita ja kliinistä kuvaa voidaan selvittää. Tuloksemme viruksen maantieteellisestä jakautumisesta helpottavat jatkotutkimusten suuntaamista alueille, joissa akuutteja infektioita todennäköisesti esiintyy. Päinvastoin kuin BuV:n kohdalla, CuV:n IgG-seroprevalenssi oli matala kaikissa tutkituissa maissa ja eri potilasryhmissä. Siksi olikin mielenkiintoista, että löysimme CuV DNA:ta merkittävästi useammin CTCL-potilaiden syöpänäytteistä kuin elinsiirtopotilaiden tai terveiden aikuisten ihonäytteistä. Muita kudosnäytteitä analysoitiin kolmelta CuV DNA-positiiviselta potilaalta, ja CuV DNA:ta löytyi kaikista ihonäytteistä riippumatta siitä, oliko näyte terveestä vai sairaasta ihosta. Lisäksi CuV DNA:ta havaittiin imusolmukkeissa, mutta eturauhasnäytteet olivat negatiivisia. Arkistoituja seeruminäytteitä tutkimalla pystyimme osoittamaan, että CuV DNA-positiivisilta henkilöltä löytyi CuV IgG-vasta-aineita jopa 21 vuotta ennen ihonäytteen ottamista. Näin ollen on hyvin todennäköistä, että CuV on säilynyt elimistössä vuosikausia akuutin infektion jälkeen samankaltaisesti kuin ihmisen parvorokkovirus (B19V). Erot CuV:n esiintyvyydessä eri potilasryhmien välillä olivat tilastollisesti merkittäviä ja tulos viittasi siihen, että CuV:lla voisi olla jokin rooli CTCL:ssä. Tulokset eivät kuitenkaan kerro, oliko CuV taudin syy, seuraus vai oliko virus sattumalta näissä kudoksissa. Tarvitaankin lisää tutkimuksia, jotta CuV:n merkitys CTCL:ssä ja muissa ihon syövissä selviää. TuV löydökset olivat harvinaisia. Emme löytäneet TuV DNA:ta yhdestäkään ihokudoksesta ja vasta-aineita havaitsimme vain yhdellä lapsella ja yhdellä aikuisella elinsiirtopotilaalla. Näin ollen jää edelleen vahvistamatta, onko TuV oikeasti ihmisen virus vai löytyykö virusta vain satunnaisesti ihmisistä, joihin virus on joutunut vahingossa

Kiusaamiseen puuttuminen on jokaisen tehtävä! : Koulukiusaaminen toisen asteen ammatillisessa oppilaitoksessa

Tämän opinnäytetyön tilaaja on Hyria Koulutus Oy. Hyria on toisen asteen ammatillinen oppilaitos, mikä toimii Hyvinkäällä ja Riihimäellä. Hyrian opiskelijat ovat pääsääntöisesti juuri peruskoulunsa päättäneitä nuoria. Opinnäytetyön tavoite on selvittää kiusaamisen ilmiön määrää Hyriassa ja etenkin sosiaali-ja terveysalan opiskelijoiden keskuudessa. Koulukiusaamista on tutkittu paljon peruskouluikäisten lasten ja nuorten osalta, mutta ammatillisten oppilaitoksen opiskelijoiden osalta varsin vähän. Opiskelijamme ovat vastanneet vuosittain Jyväskylän yliopiston tuottamiin sähköisiin koulukiusaamiskyselyihin, joiden vastaukset olen analysoinut opinnäytetyössäni. Kyselyjen yhteenvedossa ja analysoinnissa olen käyttänyt kvantitatiivista, eli määrällistä tutkimusmenetelmää. Tarkoitus on tuoda esiin kiusaamisen ilmiön yleisyyttä; kuinka paljon Hyriassa määrällisesti lähihoitajaopiskelijoiden keskuudessa tapahtuu kiusaamista; kuinka moni kokee tulleensa kiusatuksi, kuinka moni on havainnut kiusaamista, kuinka moni on kiusannut, kuinka moni on puuttunut kiusaamiseen, minkälaisia kiusaamisenmuotoja käytetään ja ovatko opettajat puuttuneet kiusaamiseen. Vertaan myös tuloksia koko Hyrian opiskelijoiden vastauksiin. Lisäksi kehittämistehtäväni oli luoda Hyrian sosiaali- ja terveysalan osastolle asiakaslähtöinen kiusaamiseen puuttumisen toimintamalli. Toimintamallin luomisessa olen käyttänyt avukseni Hyrian opiskelijahuoltosuunnitelmaa, aiheen tietoperustaa, henkilöstön toiveita sekä opiskelijoiden mielipiteitä. Tässä osassa työtä käytän kvalitatiivista, eli laadullista tutkimusmenetelmää. Opinnäytetyön tuloksena olen tehnyt selkeän ja tiivistetyn ”Kiusaamiseen puuttuminen on jokaisen tehtävä!”- tietoiskun, mikä tulee oppimateriaaliksi osastollemme ja koko oppilaitokseen. Hyriasta ei ole aikaisemmin löytynyt oppimate-riaalia kiusaamisesta. Opinnäytetyössäni avaan kiusaamisen ilmiön ja kiusaamiseen puuttumisen tietoperustaa sekä turvallisen ryhmän merkitystä oppimiseen. Opinnäytetyöni tavoitteet ovat täyttyneet, kun tietoisuus kiusaamisesta on lisääntynyt työpaikallani, työ on antanut konkreettisia työkaluja henkilöstölle ja opiskelijoiden näkökulma on huomioitu.This thesis subscriber is Hyria vocational school. Hyrias students are youth students and this thesis mainly focuses in students who are studying to become as practical nurses. Objective in this thesis is to find out how much and what kind of bullying exists among students in vocational school. There are no many studies about it. Every year all our students answer bullying inquiry which is made by Jyväskylä university. In this thesis I publish the answers and results of those inquiries from past two years. Another purpose of this thesis is to develop a bullying prevention programme into our school where students and employees’ opinions and wishes are heard. In this development work, I used inquiries I made to employees and students. I also studied former prevention programmes made by professionals in bullying prevention work. As a result, I made an information package what can be used in our school. It contains information about bullying and how it can be prevented and intervened. In this thesis, I open up a concept of bullying and how it can be prevented. I also studied the meaning of safe group and how it impacts learning. The main goal of this thesis is to increase knowledge of bullying in our school, to hear youth voice and give tools for our employees to prevent bullying

Infectious viruses from transfected SARS-CoV-2 genomic RNA

SARS-CoV-2 emerged at the end of 2019, and like other novel pathogens causing severe symptoms, WHO recommended heightened biosafety measures for laboratories working with the virus. The positive-stranded genomic RNA of coronaviruses has been known to be infectious since the 1970s, and overall, all experiments with the possibility of SARS-CoV-2 propagation are carried out in higher containment level laboratories. However, as SARS-CoV-2 RNA has been routinely handled in BSL-2 laboratories, the question of the true nature of RNA infectiousness has risen along with discussion of appropriate biosafety measures. Here, we studied the ability of native SARS-CoV-2 genomic RNA to produce infectious viruses when transfected into permissive cells and discussed the biosafety control measures related to these assays. In transfection assays large quantities of genomic vRNA of SARS-CoV-2 was required for a successful production of infectious viruses. However, the quantity of vRNA alone was not the only factor, and especially when the transfected RNA was derived from infected cells, even small amounts of genomic vRNA was enough for an infection. Virus replication was found to start rapidly after transfection, and infectious viruses were detected in the cell culture media at 24 h post-transfection. In addition, silica membrane-based kits were shown to be as good as traditional TRI-reagent based methods in extracting high-quality, 30 kb-long genomic vRNA. Taken together, our data indicates that all transfection experiments with samples containing genomic SARS-CoV-2 RNA should be categorized as a propagative work and the work should be conducted only in a higher containment BSL-3 laboratory

The landscape of persistent human DNA viruses in femoral bone

The imprints left by persistent DNA viruses in the tissues can testify to the changes driving virus evolution as well as provide clues on the provenance of modern and ancient humans. However, the history hidden in skeletal remains is practically unknown, as only parvovirus B19 and hepatitis B virus DNA have been detected in hard tissues so far. Here, we investigated the DNA prevalences of 38 viruses in femoral bone of recently deceased individuals. To this end, we used quantitative PCRs and a custom viral targeted enrichment followed by next generation sequencing. The data was analyzed with a tailor-made bioinformatics pipeline. Our findings revealed bone to be a much richer source of persistent DNA viruses than earlier perceived, discovering ten additional ones, including several members of the herpesand polyomavirus families, as well as human papillomavirus 31 and torque teno virus. Remarkably, many of the viruses found have oncogenic potential and/or may reactivate in the elderly and immunosuppressed individuals. Thus, their persistence warrants careful evaluation of their clinical significance and impact on bone biology. Our findings open new frontiers for the study of virus evolution from ancient relics as well as provide new tools for the investigation of human skeletal remains in forensic and archaeological contexts.Peer reviewe

Lastensuojelun kokonaisuudistuksen valmistelu : Visiovaiheen raportti

Sosiaali- ja terveysministeriö käynnisti toukokuussa 2022 lastensuojelun lainsäädännön kokonaisuudistukseen tähtäävän valmistelun. Tavoitteena on turvata lasten oikeus tasapainoiseen kehitykseen ja erityiseen suojeluun. Valmistelun ensimmäisessä vaiheessa selkeytettiin lastensuojelun visio ja suuntaviivat, jotka esiteltiin 1.3.2023. Konkreettisten lainsäädäntöuudistusten käynnistämisestä päättää hallitus. Lastensuojelulakiin on tehty lukuisia osittaisia muutoksia, ja laki koetaan vaikeaselkoiseksi ja pirstaleiseksi. Lastensuojelun avo- ja sijaishuollon kustannukset ovat jatkuvasti kasvaneet ja ovat vuodessa jo noin 1,2 miljardia euroa, joista 73 % kohdentuu sijaishuoltoon. Lastensuojelun tulevaisuuden visio ja viisi strategista painopistettä sen saavuttamiseksi valmisteltiin laajan tausta-aineiston ja kuulemisten pohjalta. Visio kiteytyi yhdeksi lauseeksi: Lapsi ja hänen läheisensä voivat luottaa lastensuojeluun ja sen vaikuttavuuteen. Tähän raporttiin on koottu keskeiset havainnot visiotyöstä, joka on tuonut selkeästi esiin tarpeen uudistaa lastensuojelulainsäädäntöä. Samalla on kuitenkin huomattava, että mahdollisuudet muuttaa maailmaa lainsäädännöllä ovat rajalliset. Tärkeintä on lopulta aina lasten ja perheiden kanssa heidän arjessaan tehtävä konkreettinen työ ja sen laatu. Eikä lastensuojelu voi koskaan yksin vastata lasten suojelemisesta, vaan tehtävä on yhteinen

SARS-CoV-2 variants Alpha, Beta, Delta and Omicron show a slower host cell interferon response compared to an early pandemic variant

Since the start of the pandemic at the end of 2019, arising mutations in SARS-CoV-2 have improved its transmission and ability to circumvent the immunity induced by vaccination and previous COVID-19 infection. Studies on the effects of SARS-CoV-2 genomic mutations on replication and innate immunity will give us valuable insight into the evolution of the virus which can aid in further development of vaccines and new treatment modalities. Here we systematically analyzed the kinetics of virus replication, innate immune activation, and host cell antiviral response patterns in Alpha, Beta, Delta, Kappa, Omicron and two early pandemic SARS-CoV-2 variant-infected human lung epithelial Calu-3 cells. We observed overall comparable replication patterns for these variants with modest variations. Particularly, the sublineages of Omicron BA.1, BA.2 and a recombinant sublineage, XJ, all showed attenuated replication in Calu-3 cells compared to Alpha and Delta. Furthermore, there was relatively weak activation of primary innate immune signaling pathways, however, all variants produced enough interferons to induce the activation of STAT2 and production of interferon stimulated genes (ISGs). While interferon mRNA expression and STAT2 activation correlated with cellular viral RNA levels, ISG production did not. Although clear cut effects of specific SARS-CoV-2 genomic mutations could not be concluded, the variants of concern, including Omicron, showed a lower replication efficiency and a slower interferon response compared to an early pandemic variant in the study

Torque Teno Virus Primary Infection Kinetics in Early Childhood

Human torque teno viruses (TTVs) are a diverse group of small nonenveloped viruses with circular, single-stranded DNA genomes. These elusive anelloviruses are harbored in the blood stream of most humans and have thus been considered part of the normal flora. Whether the primary infection as a rule take(s) place before or after birth has been debated. The aim of our study was to determine the time of TTV primary infection and the viral load and strain variations during infancy and follow-up for up to 7 years. TTV DNAs were quantified in serial serum samples from 102 children by a pan-TTV quantitative PCR, and the amplicons from representative time points were cloned and sequenced to disclose the TTV strain diversity. We detected an unequivocal rise in TTV-DNA prevalence, from 39% at 4 months of age to 93% at 2 years; all children but one, 99%, became TTV-DNA positive before age 4 years. The TTV-DNA quantities ranged from 5 x 10(1) to 4 x 10(7) copies/mL, both within and between the children. In conclusion, TTV primary infections occur mainly after birth, and increase during the first two years with high intra- and interindividual variation in both DNA quantities and virus strains.Peer reviewe