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检测游轮的军团菌:使用 qPCR 降低风险并保护乘客

这篇文章最初是为 水质产品 by LuminUltra 技术。

COVID-19 大流行导致商业和旅行活动大量关闭和减少。 随着人们开始在家工作,办公楼的运营能力大大降低,这意味着建筑供水系统的流量减少甚至关闭。 同样,许多客机停飞,游轮暂停运营。

这些关闭的意外影响是,如果管理不当, 建筑物和船上的死水系统可以为病原体的繁殖提供一个适宜的环境,例如 退伍军人.

什么是 退伍军人?

退伍军人 是一种广泛存在于水生环境中的细菌属,特别是在具有温暖温度和停滞部分的人工水系统中。 退伍军人 导致军团病,一种严重且可能致命的肺炎,以及庞蒂亚克热,一种不太严重的感染。 1976 年在费城举行的美国退伍军人大会上爆发了一次疫情后,首次发现了退伍军人病。美国疾病控制与预防中心 (CDC) 的一项调查发现 嗜肺军团菌 作为爆发的原因,估计已导致 200 多人感染和 29 人死亡。

军团病的症状包括:咳嗽、呼吸急促、发烧、肌肉酸痛、头痛、腹泻、恶心和意识模糊。 根据疾病预防控制中心的说法,健康的人通常能够从感染中康复,但通常需要住院治疗。 暴露风险增加的个人包括 50 岁以上的成年人、吸烟者、酗酒者或患有慢性肺病、癌症、潜在疾病或免疫系统较弱的人。 军团病的并发症可导致肺衰竭或死亡。

庞蒂亚克热是一种不太严重的疾病,可引起发烧和肌肉酸痛,感染通常会在几天内清除,无需医疗。

超过50种 退伍军人 已鉴定的物种,这些物种可以进一步分为大约 70 个血清群。 一般来说,大多数人类感染被发现是由 退伍军人 嗜肺军团菌血清群 1,虽然大约一半 退伍军人 种与军团病有关。

在过去的 20 年里,军团病的病例有所增加,使得 退伍军人 美国水传播疾病最重要的来源之一

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为什么测试对游轮很重要?

当一个人吸入含有以下物质的小水滴时,可能会发生军团病 退伍军人 细菌。 常见的来源包括冷却塔、淋浴和水龙头、装饰性喷泉和热水浴缸。 病例与各种设施类型有关,包括医院、酒店、长期护理设施和游轮。 到 125 年,全球将有 2027 艘新游轮加入船队,将船舶数量增加到 550 多艘,每年可接待约 40 万游客,因此保持乘客健康非常重要。

机上水传播疾病(例如军团病)的最常见来源来自冷却水系统、水龙头、淋浴、漩涡浴缸、热水浴缸和内嵌过滤器。 热水器温度低于 50°C 可能会因水箱中的细菌滋生而增加患军团菌病的风险,而在 40 至 50°C 之间风险尤其显着。

虽然更大、更新的客运渡轮和游轮采用了更先进的卫生解决方案,并采取了预防措施——比如鼓励乘客在进入公共场所时进行手部消毒——但数千名乘客的近距离接触必然会对公共卫生构成挑战。 在保护较小、较旧的船舶上的乘客方面几乎没有采取任何措施,这些船舶在许多情况下拥有较旧的供水系统,维护得不好。

这从研究论文中可以明显看出 退伍军人 游轮和渡轮的风险评估,由美国国立卫生研究院国家医学图书馆于 2017 年 XNUMX 月出版。 研究人员评估了发生的频率和严重程度 退伍军人 10 艘渡轮和 XNUMX 艘游轮在西西里岛墨西拿港附近或途中受到污染。 从测试的水和空气样本中进行定性和定量鉴定 退伍军人,研究人员发现 退伍军人 嗜肺军团菌血清群 1 最常与军团病病例相关,在所检查的 70 艘渡轮中 10% 的淋浴和自来水样本中以及在所检查的 33 艘游轮中的 XNUMX% 中都存在。 他们发现 退伍军人 在 2% 的渡轮样本和 14% 的游轮样本中检测到嗜肺军团菌血清群 80-16。

而 退伍军人 在漩涡浴、空气或冰样品中未发现污染,他们得出结论,较高水平的 退伍军人 在当地渡轮和游轮中发现了污染,突出表明需要采取直接针对小型船只的纠正行动。

如何测试 退伍军人

环境监测的常用方法 退伍军人 是使用培养测试,这些测试通常在专业实验室按照标准方法进行,例如由 CDC 或 ISO 发布的方法。 通常,在现场收集的水样在冰上运送到实验室。 然后可以过滤样品以浓缩微生物细胞,然后将其悬浮在少量无菌水中,或直接处理而无需过滤,具体取决于水类型和预期浓度。 然后将悬浮液加入含有缓冲木炭酵母提取物 (BCYE) 琼脂的平板中并孵育。

培养技术历史悠久,许多操作者都熟悉该测试。 可以使用各种法规和指导文件,提供有用的信息来帮助运营商评估他们的结果。 一个显着的缺点是测试很慢,需要几天的时间来处理,然后实验室才能提供报告。 常见的周转时间在 10 到 14 天的范围内,这意味着无法将数据用于日常运营变更。

测试也可能低估了总的数量 退伍军人 存在的。 首先,如果细胞受到压力,无论是通过接触杀虫剂还是由于缺乏营养,它们都可能进入可存活但不可培养 (VBNC) 状态。 这意味着细胞是活的,可能仍然能够引起感染,但不会通过培养方法生长。 此外,BCYE 琼脂有利于生长 退伍军人 嗜肺军团菌超过其他物种,这也可能导致感染。 最后, 退伍军人 常在原生动物宿主内生长。 这些主人提供了一个好客的环境,庇护 退伍军人 来自杀菌剂,同时还提供营养。 文化测试可能经常无法检测到 退伍军人 在这些主机中增长。

什么是qPCR?

另一种测量方法 退伍军人 是使用 qPCR。 这是一种使用 DNA 检测目标微生物的快速方法。 qPCR 方法的一个优点是它具有高度的特异性。 这些测试旨在专门检测目标生物体独有的目标基因组序列(例如 嗜肺军团菌)或一组生物(例如所有 退伍军人 物种)。 更重要的是,该方法快速。 整个测试,从样品采集到采集最终测量可在数小时内完成,这意味着结果可用于快速支持运营决策。

虽然 PCR 技术已被广泛使用了几十年,例如在临床诊断应用中, 定量PCR 被认为是黄金标准的测试方法,它在工业和环境应用中的使用已经增长。 采用较慢的部分原因是,从历史上看,qPCR 是一种基于实验室的技术,因此,由于样品仍需要运送到实验室,然后可能无法提供结果,因此它作为一种快速方法的优势被削弱了在这几天。 最近,基于现场的试剂盒为此提供了独特的解决方案,这意味着操作员可以在现场进行测试,提供可在两个小时内获得样本的可操作结果。 此外,qPCR 测试高度敏感,适合进行筛选测试。

基于 qPCR 的方法的一个缺点是它可能会检测死细胞中的 DNA。 然而,这些方法包括过滤步骤,因此来自裂解细胞的 DNA 将通过过滤器而不会被检测到,这意味着只能检测到来自完整细胞的 DNA。 还值得注意的是,建议将 qPCR 用于常规监测,其目的是建立典型的基线并监测生长情况。 通过这种方法,死细胞的任何影响都无关紧要,因为死细胞不会生长。

游轮水管理

鉴于船上供水系统的复杂性以及由于系统水箱长时间停机或停留时间过长而导致停滞的可能性,游轮运营商实施包括有效监测和控制操作在内的水管理计划非常重要。

管理计划的一个关键组成部分是包括例行监测,以经常对水系统进行采样和监测。 qPCR 检测是一种理想的监测方法 退伍军人 在游轮上,无法使用专业实验室。 如果数据表明 退伍军人 细菌正在增殖,然后系统操作员可以立即采取行动。 这应该包括风险分析,以找出扩散的根本原因。

识别增殖来源的一种非常有效的方法是通过网络的微生物作图。 这是通过对系统不同位置的水进行采样和分析以识别主要扩散区域来实现的。 一旦确定了污染源,可能的纠正措施可能包括调整水温以进行热消毒或冲洗系统管道以提供带有杀菌剂残留的淡水。

降低风险

重要的是要有一个有效的船上水管理计划,以确保所有客人和船员的安全和舒适。 为了帮助降低风险 退伍军人,这应该包括主动监控。

现场 qPCR 提供了一种有效的方法来执行整体筛选程序以识别潜在的热点,然后执行例行的后续测试以监测生长情况,使操作员有机会通过预防措施快速做出响应。


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公司成立于1995, LuminUltra 是一家总部位于加拿大的分子生物学诊断检测公司,业务遍及6个国家。 它是全球公认的为环境、工业和诊断监测应用开发测试和试剂的领导者,并且是加拿大政府 COVID-19 诊断测试试剂的主要供应商。

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