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長距離フライトのトイレ排泄物に含まれるウイルスのメタゲノム解析-世界的な感染症サーベイランスのための新しい手順
Metagenomic analysis of viruses in toilet waste from long distance flights-A new procedure for global infectious disease surveillance.
PMID: 30640944 PMCID: PMC6331095. DOI: 10.1371/journal.pone.0210368.
抄録
ヒトウイルス病原体は公衆衛生上の大きな脅威である。ヒトウイルスの世界的な発生と伝播を正確に記述し、特徴づける信頼性の高い情報は、国内および世界的な優先順位設定、公衆衛生上の行動、および治療法の決定を支援するために不可欠である。しかし、限られた医療インフラと国際的な協力の欠如により、現在、世界の大規模な地域ではサーベイランスが行われていません。我々は、世界的なウイルス疾患サーベイランスのための方法として、国際航空便からのトイレ材料のメタゲノム解析を使用して、新しいサーベイランス戦略を提案しています。本研究の目的は、広範囲のヒトウイルス病原体の同時検出と定量を可能にする飛行機のトイレ廃棄物のウイルス分析方法を設計、実施、評価することであった。19機の国際線航空機から排出されたトイレ廃棄物を用いて、ウイルス捕獲プローブを用いてウイルス含有量を分析し、その後、ハイスループットシークエンスを行った。その結果、腸内および呼吸器系ウイルスを含む多数のヒト病原体が検出されました。いくつかの地理的傾向が観察され、南アジアからのサンプルは、北アジアや北米からのサンプルと比較して、サリウイルスA、アイヒウイルスA、エンテロウイルスBの含有率が高く、ウイルス種の豊富さが有意に高いことがわかりました。また、イスラマバード発の飛行機ではロタウイルスの数が多いなど、都市特有の傾向が見られました。この研究に基づいて、国際空港での集中サンプリングと分析は、世界的なウイルスサーベイランスを補完し、アウトブレイクの検出や公衆衛生資源の指針となりうると考えています。
Human viral pathogens are a major public health threat. Reliable information that accurately describes and characterizes the global occurrence and transmission of human viruses is essential to support national and global priority setting, public health actions, and treatment decisions. However, large areas of the globe are currently without surveillance due to limited health care infrastructure and lack of international cooperation. We propose a novel surveillance strategy, using metagenomic analysis of toilet material from international air flights as a method for worldwide viral disease surveillance. The aim of this study was to design, implement, and evaluate a method for viral analysis of airplane toilet waste enabling simultaneous detection and quantification of a wide range of human viral pathogens. Toilet waste from 19 international airplanes was analyzed for viral content, using viral capture probes followed by high-throughput sequencing. Numerous human pathogens were detected including enteric and respiratory viruses. Several geographic trends were observed with samples originating from South Asia having significantly higher viral species richness as well as higher abundances of salivirus A, aichivirus A and enterovirus B, compared to samples originating from North Asia and North America. In addition, certain city specific trends were observed, including high numbers of rotaviruses in airplanes departing from Islamabad. Based on this study we believe that central sampling and analysis at international airports could be a useful supplement for global viral surveillance, valuable for outbreak detection and for guiding public health resources.