Noroviruses on surfaces: Detection, transfer and inactivation

Show full item record



Permalink

http://urn.fi/URN:ISBN:978-951-51-0128-0
Title: Noroviruses on surfaces: Detection, transfer and inactivation
Author: Rönnqvist, Maria
Contributor: University of Helsinki, Faculty of Veterinary Medicine, The Department of Food Hygiene and Environmental Health
Publisher: Helsingin yliopisto
Date: 2014-10-24
URI: http://urn.fi/URN:ISBN:978-951-51-0128-0
http://hdl.handle.net/10138/136089
Thesis level: Doctoral dissertation (article-based)
Abstract: Human noroviruses (HuNoVs) are a leading cause of foodborne gastroenteritis worldwide and spread easily among humans via the faecal-oral route. A low infective dose, a high viral load in the vomit and faeces of infected persons, a lack of long-term immunity following previous infection, and a high environmental stability of the viruses all enhance the spreading of HuNoV in the population. The aim of this doctoral thesis is to investigate the prevalence of HuNoVs on environmental surfaces and to observe and measure virus transfer during manual food preparation. A method for the detection of HuNoV is optimized and used in the laboratory and also in field studies, both in a resort and in food preparation premises. Finally, ultraviolet light irradiation (UV) is tested as a means to inactivate the HuNoVs from environmental surfaces. HuNoV and its surrogate murine norovirus (MuNoV) were detected from environmental surfaces by swabbing, after which the viruses were eluted from the swabs and their genomes were extracted by a commercial kit. HuNoV and MuNoV genomes were detected using reverse transcription quantitative polymerase chain reaction (RT-QPCR) method using specific primers and probes. The effects of UV on the viruses were investigated both by viability assays (MuNoV) and by RT-QPCR (MuNoV and HuNoV). An enzymatic pre-PCR treatment was conducted before RT-QPCR detection to distinguish infective viruses from non-infective viruses. Out of the four swab materials tested for swabbing HuNoV on surfaces, the recovery rates of the viruses were highest for swabs made of microfiber and polyester. When stored at 4⁰C, HuNoV persisted well in swabs, whereas at 22⁰C, viruses persisted better on swabs moistened by phosphate buffered saline (PBS, pH 7.2) than by glycine buffer pH 9.5. HuNoV and MuNoV transferred easily from the hands to the gloves when gloving. The viruses were also repeatedly transferred to the first recipient surface (left hand, cucumber, and knife) during the sandwich preparation process. Virus-contaminated gloves were estimated to spread HuNoV to the food servings more efficiently than a single contaminated cucumber can during handling. In a resort, where a gastroenteritis outbreak had taken place, HuNoV was detected in 10/36 swabs (27.8%) taken from environmental surfaces and further genotyped as a new variant, GII.4 Sydney_2012. In the field study that was conducted in three food-processing companies with no recently reported outbreaks of gastroenteritis, 5/90 swabs (5.6%) in 2010, 4/168 swabs (2.4%) in 2011, and 7/82 swabs (8.5%) in 2012 were found to be HuNoV GII-positive. The positives were detected in a production line and from the food handlers break room and restroom areas. UV was observed as a potential inactivation method for HuNoV: a loss of infectivity and a 4 log10 reduction of HuNoV surrogate MuNoV were observed when the virus-containing surfaces were exposed to UV dose of 60 mJ/cm2 or higher. Methods based on genome detection seemed to overestimate HuNoV persistence even when samples were pre-treated before the RT-QPCR was conducted. As seen in the studies included in the thesis, HuNoV is transmitted very easily from hands to food and environmental surfaces. Proper hand hygiene combined with effective measures to inactivate HuNoV from surfaces, such as UV, is needed to manage the transmission of the virus. Adequate monitoring of the environment for virus contamination in potential fountainheads of gastroenteritis outbreaks, such as in hospitals and restaurants serving RTE foods, could prevent or restrict HuNoV outbreaks.Ihmisen norovirukset ovat maailmanlaajuisesti merkittäviä maha-suolikanavan tulehdusten aiheuttajia. Pieni määrä noroviruksia nieltynä riittää aiheuttamaan sairauden. Virusten korkea pitoisuus sairastuneiden oksennuksessa ja ulosteessa, lyhytkestoinen immuniteetti sairauden jälkeen ja hyvä kestävyys ympäristössä edesauttavat niiden leviämistä ihmisestä toiseen ruuan, veden ja ympäristön välityksellä. Väitöskirjassa tutkitaan norovirusten esiintyvyyttä ympäristön pinnoilla ja niiden siirtymistä näiden pintojen välillä. Menetelmä virusten osoittamiseksi optimoidaan ja sitä käytetään laboratorio-oloissa sekä kenttäkokeissa kurssikeskuksessa ja elintarvikkeita valmistavissa tehtaissa. Norovirusten tuhoutumista pinnoilta tutkitaan lisäksi ultravioletti (UV) säteilyn avulla. Ihmisen norovirus ja sen malli hiiren norovirus osoitettiin pinnoilta otetuista pyyhintänäytteistä irrottamalla kerätyt virukset, puhdistamalla niiden perimä valmiilla kitillä ja osoittamalla tämän perimän läsnäolo kvantitatiivisella käänteiskopiointi-polymeraasiketjureaktiolla (RT-QPCR). UV -säteilyn vaikutuksia tutkittiin soluviljelmässä ja RT-QPCR menetelmällä. Tuhotut virukset pyrittiin erottamaan tartuntakykyisistä viruksista ennen RT-QPCR koetta tehtävän entsyymikäsittelyn avulla. Neljästä pintanäytemateriaalista kaksi, polyesteri ja mikrokuitu, soveltui erityisen hyvin näytteenottoon. Norovirus säilyi pintanäytteissä pitkään 4°C:ssa. Huoneenlämmössä virukset säilyivät paremmin neutraalilla puskuriliuoksella kastelluissa pintanäytteissä verrattuna emäksisellä liuoksella kostutettuun näytteenottovälineeseen. Norovirukset siirtyivät helposti käsistä suojakäsineisiin niitä puettaessa, sekä käsistä tai raaka-aineesta voileipään valmistuksen aikana. Noroviruksella saastuneet kädet arvioitiin tehokkaammiksi viruksen siirtäjiksi verrattuna yksittäiseen saastuneeseen voileivän raaka-aineeseen (kurkku). Ihmisen norovirus löydettiin 10/36 (27.8%) pintanäytteestä, jotka oli otettu mahatautiepidemian aikana kurssikeskuksesta. Näytteistä pystyttiin tyypittämään uudentyyppinen ihmisen norovirus GII.4 Sydney_2012. Tehtaalta, jossa valmistettiin sellaisenaan syötäväksi tarkoitettuja tuotteita, osoitettiin ihmisen norovirus linjoilta, taukotiloista ja WC-tiloista 5/90 (5.6%) näytteestä 2010, 4/168 (2.4%) näytteestä 2011 ja 7/82 (8.5%) näytteestä 2012. UV -säteily tuhosi hiiren noroviruksen kokonaan, kun UV annos oli 60 mJ/cm2. Viruksen perimän havaitsevat menetelmät yliarvioivat viruksen kestävyyden jopa silloin, kun virusnäytteet oli käsitelty entsyymeillä tuhoutuneiden virusten jäänteiden poistamiseksi näytteistä ennen virusten perimän osoitusta. Väitöskirjatutkimusten perusteella ihmisen norovirus leviää erittäin tehokkaasti käsien ja ympäristön välityksellä. Leviämisen estämiseksi tarvitaan sekä riittävä käsihygienia että tehokkaat menetelmät, kuten UV -säteily, virusten tuhoamiseksi ympäristön pinnoilta. Jatkuvalla pintojen virusseurannalla voitaisiin mahdollisesti rajoittaa tai jopa ehkäistä norovirusepidemioiden leviämistä sellaisissa tiloissa, joissa tautipaine on suuri, kuten sairaaloissa ja sellaisenaan syötäväksi tarkoitettuja tuotteita valmistavissa ravintoloissa.
Subject: eläinlääketiede
Rights: This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.


Files in this item

Total number of downloads: Loading...

Files Size Format View
noroviru.pdf 1.412Mb PDF View/Open

This item appears in the following Collection(s)

Show full item record