1. No category

Overføring av virus via drikkevann
(9)
Bjørn Grinde, Avdeling for virologi, Statens institutt for folkehelse
Innledning
Ved Avdeling for virologi har vi i flere år engasjert oss i kartlegging og forskning omkring
problemer knyttet til overføring av virus via vann. Vårt engasjement har vært finansiert blant
annet ved et forskningsstipend fra Forskningsrådet. Dette innlegget dekker generelle spørsmål
omkring problemet virus i drikkevann, men med hovedvekt på den forskning som drives ved
Avdeling for virologi.
Undersøkelser omkring mikrobiologisk drikkevannskvalitet har tradisjonelt vært konsentrert
om tarmbakterier. Det er relativt lett å påvise tarmbakterier, og de gir en indikasjon av om
vannet er påvirket av fekal forurensning. De fleste tarmbakterier er harmløse, men deres
tilstedeværelse innebærer en risiko for at vannet inneholder sykdomsfremkallende bakterier
og virus.
Vi vet at det fins en serie virus som kan overføres via drikkevann, blant annet calicivirus
(inkludert Norwalk-lignende virus), hepatitt A og hepatitt E virus, rotavirus, astrovirus, og
adenovirus. Internasjonalt utgjør dette et stort helseproblem, særlig i land i den tredje verden
med tett befolkning og dårlig sikring av vannkvaliteten. Alle disse virusene overføres fekaltoralt. Særlig Norwalk-lignende virus, men også type C rotavirus og til dels de to hepatitt
virusene overføres ofte via miljøet, og kan gi opphav til store epidemier. De andre nevnte
virusene overføres gjerne mer direkte fra person til person. I hvilken grad spredningen av
slike virus synes å begrense seg til personkontakt, eller om de også smitter via miljøet, sier
noe om hvor gode de offentlige sanitærforhold er.
Situasjonen i Norge
Vi har i løpet av de siste årene registrert en del tilfeller der overføringen av virus synes å ha
skjedd via vann. Det har særlig vært Norwalk-lignende virus som har skapt problemer. For
eksempel registrerte vi 46 utbrudd av Norwalk-lignende virus i perioden 93-96. Av disse var
26 i institusjoner der antatt smittemåte trolig var en blanding av tilberedning av mat og direkte
kontakt. Av de øvrige 20 syntes 7 å skyldes kontaminert mat, 8 kontaminert drikkevann, mens
de siste 5 ikke kunne klassifiseres (1). Det største av utbruddene knyttet til vann berørte mer
enn 2000 innbyggere i en kommune med en befolkning på 3800.
Det ble i samme periode registrert 9 utbrudd av astrovirus. Ingen av disse synes knyttet til
overføring via vann. Astrovirus gir imidlertid sjeldnere så kraftig diare at det tilkalles lege,
eventuell smitte via vannkilder vil derfor ikke så lett bli oppdaget.
Smitte via vann har vært knyttet til feil ved renseanlegg funksjoner, tilsig av kloakk
nedstrøms fra renseanlegg, samt til overrenning i forbindelse med kraftig nedbør og bruk av
ubehandlet overflatevann. De rensemetodene som benyttes synes å ta knekken på eventuelle
virus i det vann som sendes ut fra vannverket.
Norge har til nå hatt få større epidemier, fordi vi har gjennomgående god vannkvalitet,
men det vil alltid være en fare for at situasjonen kan forverre seg. Økt befolkningstetthet og
økt reisevirksomhet tilsier at smittepresset må forventes å bli større.
Overvåkning
Avdeling for virologi samler informasjon omkring spredning av aktuelle virus i Norge. Ved
hjelp av denne informasjonen kan vi vurdere i hvilken grad forskjellige virus synes å smitte
Overføring av virus via drikkevann
(9)
Bjørn Grinde, Avdeling for virologi, Statens institutt for folkehelse
via vann, miljø mer generelt, eller direkte fra person til person. For å få økt innsikt i slike
spørsmål tar vi blant annet i bruk molekylære teknikker.
Genomene (arvestoffet) til virus forandrer seg svært mye raskere enn genomene til
høyerestående organismer. Dette gjelder særlig virus som har RNA-genomer, hvilket de fleste
av de aktuelle virusene har. Pasienter med helt eller nesten like virusgenomer antas å ha blitt
smittet fra en felles kilde, mens der genomene er tydelig avvikende betyr det at de er smittet
av forskjellige kilder. Ved å sammenligne genomene fra forskjellige pasienter kan vi derfor si
noe om hvordan virus sprer seg.
Slike molekylær epidemiologiske teknikker har vi benyttet i forbindelse med hepatitt A
virus (2-4) og calicivirus (5 samt et manuskript under bearbeidelse). Det var for et par år siden
en kraftig økning av smitte med hepatitt A virus, særlig blant sprøytenarkomane. Vi var
interessert i å finne ut om det syntes å være direkte smitte fra person til person, eller om det
var tegn som tydet på at viruset hadde begynt å smitte via for eksempel vann. Konklusjonen
ble at smitten gikk fra person til person, muligens ved at sprøytenarkomane benyttet seg av
samme sprøyte. Ved en anledning syntes smitte å kunne være knyttet til en privat brønn, men
ellers var det ikke noe som tydet på at de mer sporadiske tilfeller av hepatitt A infeksjon
omkring i landet førte til spredning utover nær omgangskrets. Sikring av vannforsyning har
med andre ord vært god nok i forhold til spredning av hepatitt A virus.
I 1999 har vi hatt en særdeles kraftig oppgang av hepatitt A smitte med rundt 850 meldte
tilfeller i løpet av de første 9 månedene. Fortsatt er epidemien konsentrert om
sprøytenarkomane, men det er klart at den sterke økningen medfører et økt smittepress for
hele samfunnet, også med tanke på smitte via vann.
Bruk av molekylærbiologi til å følge spredningen av virus er noe vi kommer til å satse på
også i vårt videre forskningsarbeid.
Utvikling av metoder for påvisning av virus
Virus har helt andre egenskaper enn bakterier. De virus om er tilpasset overføring via miljøet
kan for eksempel overleve mye lengre enn typiske bakterier. Det innebærer at vann som ikke
inneholder tarmbakterier likevel kan tenkes å ha sykdomsfremkallende virus. Internasjonalt
har det derfor vært mye diskutert hvorvidt man bør teste drikkevann og eventuelt badevann
for virus.
Med dagens metoder vil imidlertid slik testing bli svært kostbar. Det fins ingen humane
virus som egner seg som "indikatorvirus". Man kan undersøke tilstedeværelsen av de mest
aktuelle sykdomsfremkallende virusene, eller man kan benytte seg av virus som angriper
tarmbakterier som indikatorvirus. Bakterievirusene forventes å ha en stabilitet i miljøet som
tilsvarer humane virus. Deres tilstedeværelse antyder således at vannet er fekalt forurenset,
men betyr selvsagt ikke at vannet inneholder sykdomsfremkallende virus.
Helseforholdene i Norge er relativt oversiktlige slik at om drikkevann fører til
virusepidemier så blir det antakelig lagt merke til. Så lenge problemet er såvidt lite som det
har vært i de senere år, synes det ikke hensiktsmessig å drive rutinemessig undersøkelser av
virus i drikkevannet. Vi har likevel drevet med metodeutvikling for påvisning av virus i
miljøet fordi det gir en beredskap, fordi metodene som blir utviklet er nyttige for pasient
diagnostikk og for molekylær-epidemiologiske undersøkelser, og fordi påvisning av virus i
vann internasjonalt er et aktuelt tema.
Det er særlig PCR-teknikken som har vist seg å ha enorm betydning for påvisning av
virus. PCR er en metode for å formere opp en liten del av arvematerialet. Man lager et sett
"primere" som er komplementære med genomet til det viruset man ønsker å undersøke for.
Primerene vil binde seg kun til det aktuelle viruset. Ved hjelp av disse er det mulig, med
Overføring av virus via drikkevann
(9)
Bjørn Grinde, Avdeling for virologi, Statens institutt for folkehelse
utgangspunkt i en eneste viruspartikkel, å produsere så mange kopier av arvematerialet at de
kan synliggjøres ved enkle metoder. Det er også mulig å analysere nukleinsyre-sekvensen i
den biten av arvematerialet som blir formert opp, informasjon som er nødvendig for
molekylær epidemiologiske analyser.
PCR inngår i stadig større grad i diagnostikk av virologiske sykdommer. I tillegg er PCR
den klart mest sensitive metoden for å kunne påvise virus i vannprøver.
Vi har jobbet en del med utvikling av PCR-basert teknologi for påvisning av aktuelle
virus (6-9). Noe av metodikken er nå i bruk diagnostisk. I vårt arbeid inngår det utvikling av
spesifikke metoder for påvisning av virus i vann. For dette formål benytter vi magnetiske
kuler påført antistoffer som binder seg til virusene. Ved hjelp av disse kulene kan vi trekke ut
viruspartikler fra større volum av vannprøver. Kulene med påført virus kan så vaskes og
overføres direkte til PCR.
Hvis det skulle dukke opp tegn på mer massiv spredning av virus via vann, står vi nå
rustet til å utrede problemet, i alle fall hva gjelder de mest aktuelle virusene.
Metodene for påvisning av virus ved hjelp av molekylære teknikker må imidlertid stadig
videreutvikles. Primerene som benyttes i PCR er basert på at det fins konserverte områder i
virusgenomene som er like for alle de subtypene av virus som fins innen den gruppen man
undersøker for. Vi har foreløpig ufullstendige kunnskaper om variasjonsbredden i genomene,
dessuten forandrer genomene seg hele tiden. Ved å sekvensere genomene til et stort antall
virus er det mulig å finne fram til mest mulig optimale primere, og dermed bedre metoder for
påvisning. Det er også viktig å vite noe om variasjonsbredden i genomene for å sikre at
påvisningen virkelig fanger opp alle de avarter av viruset som den bør fange opp, uten å gi
falske positive svar.
Et annet tema som har blitt mer aktuelt i det siste er frykten for bruk av mikrobiologiske
agens i krigføring og terrorisme. Seksjonen deltok nylig i et stort internasjonalt virologisk
møte i Sydney der det var satt av en egen dag til å diskutere problemet. Av virus er det særlig
koppeviruset man frykter, men også en serie andre virus kan være aktuelle. En mulig måte å
spre virus på er via drikkevann. Det er derfor viktig å ha en beredskap som gjør det mulig
raskt å kunne utføre sensitive tester for påvisning av aktuelle virus. Kompetanse for en slik
beredskap ligger i vårt engasjement.
Økte kunnskaper om aktuelle virus
Som antydet over er det viktig å få bedre oversikt over virusgenomene for dermed å kunne
utvikle bedre deteksjonsmetoder. En del av vår forskning har vært rettet mot å generere
kunnskaper om genomene til aktuelle virus (10-12). Denne forskningen gir oss også økt
forståelse av virusenes biologi
Utviklingen av slike kunnskaper krever en bred internasjonal satsning. Sekvensdata for
virusgenomer samles i store databaser. Vi deltar i dette arbeidet for å gi vårt bidrag til den
internasjonale kunnskapsoppbygning, og fordi aktiv deltakelse er viktig for å bygge opp den
kompetanse som kreves for å utnytte kunnskapene. Uten selv å jobbe med sekvensanalyser er
det i praksis vanskelig å nyttiggjøre seg sekvens-databaser og annen aktuelle informasjon om
virusene. Når det gjelder den mer basale forskningen konsentrerer vi oss for tiden om
calicivirus og astrovirus.
Ved å forske på aktuelle virus får vi også en økt forståelse av hvordan de fungerer,
kunnskaper som igjen er relevante for å vurdere risiko knyttet til eventuell spredning av virus
i vann. Igjen er det et viktig poeng at vår forskning bare inngår som et lite innslag i en stor
internasjonal satsning, men at det er ved å ha aktiv forskningsinnsats på området at vi
opprettholder kompetanse.
Overføring av virus via drikkevann
(9)
Bjørn Grinde, Avdeling for virologi, Statens institutt for folkehelse
Referanser
1. Ørstavik I, Kjeldsberg E, Ånestad G, Bruu AL. Calici- and astroviruses in outbreaks of viral
gastroenteritis during a 3-year period. In: Linqvist R (Ed), Viruses in food and drinking water.
TemaNord. Nordic council of Ministers, Copenhagen, pp. 24-26.
2. Grinde B, Stene-Johansen K, Sharma B, Hoel T, Jensenius M, Skaug K. Characterisation of an
epidemic of hepatitis A virus involving intravenous drug abusers - Infection by needle sharing? J
Med Virol 53 (1997) 69-75
3. Stene-Johansen K, Skaug K, Blystad H, Grinde B, the Study Group. A unique hepatitis A virus
strain caused an epidemic in Norway associated with intravenous drug abuse. Scan J Inf Dis 30
(1998) 35-38
4. Jensenius M, Ringertz SH, Berild D, Bell H, Espinoza R, Grinde B. Prolonged nosocomial
outbreak of hepatitis A arising from an alcoholic with pneumonia. Scan J Inf Dis 30 (1998) 119123
5. Stene-Johansen K, Grinde B. Sensitive detection of human Caliciviridae by RT-PCR. J Med Vir
50 (1996) 207- 213
6. Jonassen TØ, Kjeldsberg E, Grinde B. Detection of human astrovirus serotype 1 by the
polymerase chain reaction. J Vir Meth 44 (1993) 83-88
7. Monceyron C, Grinde B. Detection of hepatitis A virus in clinical and environmental samples by
immunomagnetic separation and PCR. J Vir Meth 46 (1994) 157-166
8. Jonassen TØ, Monceyron, C, Lee TW, Kurtz JB, Grinde B. Detection of all serotypes of human
astrovirus by the polymerase chain reaction. J Vir Meth 52 (1995) 327-334
9. Grinde B, Jonassen TØ, Ushijima H. Sensitive detection of group A rotaviruses by
immunomagnetic separation and RT-PCR. J Vir Meth 55 (1995) 327-338
10. Monceyron C, Grinde B, Jonassen TØ. Molecular characterization of the 3'-end of the astrovirus
genome. Arch Virol 142 (1997) 699-706
11. Jonassen CM, Jonassen TØ, Grinde B. A common RNA motif in the 3' end of the genomes of
astroviruses, avian infectious bronchitis virus, and an equine rhinovirus. J Gen Virol 79 (1998)
715-718
12. Jonassen CM, Jonassen TØ, Saif YM, Snodgrass DR, Ushijima H, Grinde B. Comparison of
capsid sequences from human and animal astroviruses. J Gen Virol, manus in preparation