南アフリカの処理済み飲料水配水システムにおける水性真菌および関連するマイコトキシンの発生と多様性：水質と公衆衛生への影響

Occurrence and diversity of waterborne fungi and associated mycotoxins in treated drinking water distribution system in South Africa: implications on water quality and public health.

• Thandazile Ntombie Mhlongo
• Henry Joseph Odour Ogola
• Ramganesh Selvarajan
• Timothy Sibanda
• Ilunga Kamika
• Memory Tekere

抄録

公衆衛生上の関心が高まっているにもかかわらず、老朽化したインフラと高圧水供給システムのインフラを欠いた付帯配水ネットワークの二重の負担の下で、衛生的に関連性のある真菌とその関連するマイコトキシンが配水システムを介して拡散することは知られていない。本研究では、南アフリカのヨハネスブルグ市の処理済み水道管路および付帯配水ネットワークに沿って30箇所の地点で、真菌の多様性とマイコトキシンの発生状況を12ヶ月間モニタリングした。培養法と分子法を用いた真菌学的分析の結果、アスペルギルス属（91％）、ペニシリウム属（65％）、トリコデルマ属（31％）が支配的な属として、アスペルギルス・フミガタス、ペニシリウム・シトリヌム、ピュピュレロシリウム・リラシナム、アスペルギルス・フラバスが最も一般的な種であることから、アスペルギルス属に属する282種の真菌が検出された。共用のスタンドパイプと貯水池の出口では、他の水サンプルに比べて有病率が有意に高かった。全大腸菌群（r=0.4266）と残留塩素（r=0.1937）と真菌の有病率との間には、p<0.05で強い相関関係はなかった。LC-MS/MS分析では、アフラトキシンB1, M1, G1, G2がそれぞれ50, 9, 9, 46%から検出され、0～3.18ng/lの範囲であった。デオキシニバレノール（DON）、3-アセチルDONおよび15-アセチルDONの濃度は、それぞれ8.4-96.1、18.7-145.7および15.2-71.6ng/lであった。しかし，検出されたマイコトキシンの推定平均一日摂取量（ADD）は，許容一日摂取量（TDI）を下回っており，毒性リスクはないことが示唆された。毒性リスクが低いにもかかわらず，マイコトキシンを引き起こす可能性のある真菌が存在することは，水質改善と長期的な公衆衛生の保証のために，処理済み飲料水の配水システムにおける真菌とマイコトキシンの適切なモニタリングの必要性を示している．

Despite increased public health concerns on the occurrences of potentially pathogenic/mycotoxigenic fungi in public drinking water system, dissemination of hygienically relevant fungi and their associated mycotoxins via distribution system under the dual burden of ageing infrastructure and ancillary distribution network lacking infrastructure for high-pressure water delivery systems is unknown. In this study, the diversity of fungi and occurrence of mycotoxins at 30 different points along treated piped water supply and ancillary distribution networks in Johannesburg, South Africa, were monitored for 12 months. Mycological analysis using cultural and molecular methods yielded 282 fungi belonging to phylum Ascomycota, having Aspergillus (91%), Penicillium (65%) and Trichoderma (31%) as dominant genera, with Aspergillus fumigatus, Penicillium citrinum, Purpureocillium lilacinum and Aspergillus flavus as the most prevalent species. Communal standpipe and reservoir outlets had significantly higher prevalence than other water samples. There was no strong correlation between total coliforms (r = 0.4266) and residual chlorine (r = - 0.1937), and fungal prevalence at p < 0.05. LC-MS/MS analysis detected aflatoxins B1, M1, G1 and G2 in 50, 9, 9 and 46% of water samples analysed, respectively, ranging between 0 and 3.18 ng/l. Deoxynivalenol (DON), 3-acetyl DON and 15-acetyl DON levels were between 8.4-96.1, 18.7-145.7 and 15.2-71.6 ng/l, respectively. However, the estimated average daily dose (ADD) for detected mycotoxins was below the tolerable daily intake (TDI), suggesting no toxicological risk. Presence of potentially mycotoxigenic fungi, despite the low toxicological risk, demonstrates a need for appropriate monitoring for fungi and mycotoxins in treated drinking water distribution systems for improved water quality and long-term public health assurance.