Assessment of viral contamination with microbial markers in water environment

Abstract

전세계적으로 노로바이러스에 오염된 정착성 수산물 섭취로 인한 질병 발생이 지속적으로 보고되고 있다. 특히, 정착성 수산물 생산지의 상류지역은 노로바이러스와 같은 병원성 미생물을 포함한 분변오염의 근원지로 보여진다. 이와 같은 미생물학적 수질을 모니터링 하기 위해 박테리오파지는 바이러스 오염의 지표미생물로서 사용되어져 왔다. 본 연구는 대한민국 남해 정착성 수산물 생산지역에서 패류 섭취와 관련된 공중 보건 위험을 예방하기 위해 4개의 연구 목적을 가지고 박테리오파지를 통한 수질을 평가하고자 한다: 1. 박테리오파지 분포를 확인, 2. 박테리오파지와 환경인자와의 관계, 3. 노로바이러스와 지표미생물과의 관계, 4 GIS 기반으로 한 주변 지형 조사를 연구 목적으로 진행하였다. 박테리오파지는 수시료에서 분리, 농축, 정제되었다. 총 6번의 시료 채취 결과, 육상수에서 male-specific 파지는 1.34 × 101 PFU/L, somatic 파지는 2.93 × 100 PFU/L 로 나타났지만 해수에서는 드물게 검출되었고, 육상수에서 두 종류 파지는 9월에 가장 높게 측정이 되었다. 노로바이러스와 관련성이 가장 크게 나타난 지표미생물은 male-specific 파지로 나타났다 (r2 = 0.418

P < 0.01). GIS 분석을 이용하여 시료 채취 주변 지형을 조사한 결과, 가장 오염도가 높게 나타난 장소 근처는 거주지역이 밀집되어 있는 것으로 나타났다. 또한 박테리오파지와 환경인자의 상관관계는 습도, 강수량, 온도 등이 양의 상관관계로 나타났다 (P < 0.05). 이 연구는 패류 섭취와 관련하여 공중 보건 위험을 최소화 하기 위해 박테리오파지를 포괄적으로 이해함과 동시에 노로바이러스 행동을 예측하는데 있어서 중요한 의미를 가진다.

Noroviruses outbreaks have been continuously reported worldwide by eating noroviruses-contaminated shellfish. Particularly, the upstream of shellfish growing area is found to be sources of fecal contamination containing human pathogens such as noroviruses. In order to monitor microbial water quality, coliphages have been used as indicator of human viral contamination. This study aims to evaluate water quality by studying coliphages for preventing public health risks associated with shellfish consumption in a shellfish growing area in South Korea. The coliphages were isolated from water samples, enriched, and then purified for getting single phage. During six sampling times, the mean levels of male-specific and somatic coliphages were 1.34 × 101 PFU/L and 2.93 × 100 PFU/L in surface water, whereas those coliphages in seawater samples were rarely detected. Also, both coliphages levels were highest in September sampling period. In addition, male-specific coliphages showed highly correlated with noroviruses (r2 = 0.418

P < 0.01). Based on Geographic Information System analysis, hot spot of fecal and noroviruses contamination in the study area was located near the residential areas. Also, the levels of both coliphages were positively correlated with several environmental parameters, such as humidity, rainfall and temperature (P < 0.05). It is important to have comprehensive understanding of coliphages to predict the behavior of enteric viruses in shellfish growing areas to minimize public health risks associated with shellfish consumption.