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Rev Esp Salud Pública 2005; 79: 253-269 N.º 2 - Marzo-Abril 2005

EFECTOS SOBRE LA SALUD DE LA CONTAMINACIÓN DE AGUAY ALIMENTOS POR VIRUS EMERGENTES HUMANOS, (*)

Sílvia Bofill-Mas, Pilar Clemente-Casares, Néstor Albiñana-Giménez, Carlos Maluquer deMotes Porta, Ayalkibet Hundesa Gonfa y Rosina Girones Llop

Departamento de Microbiología. Facultad de Biología. Universidad de Barcelona.

RESUMEN

El desarrollo de tecnologías moleculares aplicadas a estudiosambientales ha permitido constatar que incluso en países altamenteindustrializados existe una alta prevalencia de virus en el medioambiente, lo que causa un importante impacto en la salud pública eimportantes pérdidas económicas, principalmente a través de latransmisión de virus por agua y alimentos. Concentraciones signifi-cativas de virus son detectadas en las aguas vertidas al ambiente y enlos biosólidos generados en plantas de tratamiento de agua residual.En este trabajo se describen las características generales de la conta-minación ambiental por virus, principalmente por virus emergentes,analizándose con mayor profundidad los virus de la hepatitis E(VHE) y los poliomavirus humanos como los virus contaminantesambientales de más reciente identificación en países industrializa-dos. Se ha demostrado que existe una elevada prevalencia de lospoliomavirus humanos, BK y JC, en agua residual en todos los paí-ses estudiados, lo que implica la potencial transmisión de los virus yde genes potencialmente cancerígenos por vía oral. Estudios recien-tes demuestran que el patrón epidemiológico de la infección porVHE en países industrializados es complejo y que una gran diversi-dad de cepas del VHE infecta simultáneamente a la población. Elcontrol de la contaminación viral del medio ambiente requiere laestandarización de técnicas moleculares y el desarrollo de un progra-ma de vigilancia que permita valorar parámetros víricos y reducir ladiseminación de las enfermedades establecidas y de las infeccionesvíricas emergentes.

Palabras clave: Medio ambiente y salud pública. Contamina-ción ambiental. Virus. Hepatitis E. Poliomavirus. Virus JC. VirusBK.

ABSTRACT

Effects on Health of Water and FoodContamination by Emergent

Human Viruses

The development of molecular technologies applied to environ-mental studies has shown that even in highly industrialized countriesthere is a high prevalence of viruses in the environment that repre-sents an important impact on public health and substantial economiclosses mainly related to the transmission of viruses through waterand food. Significant concentrations of viruses are detected in thewater flowed to the environment and in the biosolids generated inwastewater treatment plants. This work describes the general cha-racteristics of the environmental contamination by viruses princi-pally by emergent viruses, with a special emphasis on the hepatitis Evirus (HEV) and the human polyomaviruses as the environmentalcontaminants more recently identified in industrialized countries. Ithas been shown that there is a high prevalence of the human polyo-maviruses BKV and JCV in urban sewage in all studied countries,implying a potential transmission of these viruses and their potentialoncogenic genes through the oral route. Recent studies have shownthat the epidemiological pattern of the HEV infection in industriali-zed countries is complex and that a diversity of HEV strains simulta-neously infects the population. The control of the viral contamina-tion requires the standardization of molecular techniques and thedevelopment of a surveillance program for the evaluation of the viralparameters and to reduce the dissemination of already establisheddiseases and emergent viral infections.

Key words: Environment and public health. Environmentalpollution. Viruses. Hepatitis E. Polyomavirus. JC virus. BK virus.

Correspondencia:Rosina Girones LlopDepartamento de MicrobiologíaFacultad de BiologíaUniversidad de BarcelonaAv. Diagonal 64508028 Barcelona Correo electrónico: [email protected]

(*) La investigación desarrollada ha sido financiada por: elFondo de Investigaciones Sanitarias del Ministerio de Sanidady Consumo; la Food and Drug Administration (FDA) de losEstados Unidos; el Centro de Referencia en Biotecnología deCataluña (CeRBA); la Generalitat de Cataluña mediante lasayudas concedidas a grupos de investigación consolidados; ylas becas otorgadas por el Ministerio de Ciencia y Tecnología yla Generalitat de Catalunya dentro del Programa de Formaciónde Investigadores.

COLABORACIÓN ESPECIAL

INTRODUCCIÓN

El impacto de la población sobre los siste-mas ecológicos del planeta se ha ido hacien-do más aparente en los últimos años, ponien-do de manifiesto la estrecha relación exis-tente entre los niveles de contaminaciónambiental y la salud de la población. Lasenfermedades infecciosas representan ungran riesgo y son la principal causa de muer-te en niños y adultos jóvenes1. Según infor-mación facilitada por la Organización Mun-dial de la Salud2, considerando únicamentelas enfermedades diarreicas frecuentementeasociadas al consumo de agua o alimentoscontaminados, aproximadamente 2 millonesde personas mueren cada año, mayoritaria-mente niños de menos de 5 años. Ejemplosde brotes infecciosos asociados a la contami-nación fecal en el medio ambiente fueron:los de Shangai en 1988, en el que se produje-ron 300.000 casos de hepatitis A y 25.000 degastroenteritis virales debido al consumo demoluscos cultivados en un estuario con con-taminación fecal3, un brote de gastroenteritispor norovirus probablemente asociado alconsumo de agua con contaminación fecalen una residencia de ancianos en Albaceteque afectó en 1999 a 341 personas4 y los bro-tes de hepatitis E en Kanpur en 1991 queafectaron a 79.000 personas5 o el más recien-te de 2004 en Sudán que afectó a 6.861 per-sonas y causó 87 muertes en la región deDarfur, donde el número de casos continúaincrementándose6.

Dentro de las enfermedades infecciosaslos virus son los principales causantes debrotes relacionados con la contaminacióndel agua y los alimentos en los países másdesarrollados, donde la mejora de los trata-mientos de depuración de las aguas residua-les ha reducido la transmisión de la mayorparte de los patógenos bacterianos7.

Desde una perspectiva ecológica es inte-resante sin embargo comentar que a la defi-nición un poco antropocéntrica de los viruscomo microorganismos patógenos causantes

de enfermedades hay que añadir una visiónmás biológica en la que los virus se conside-rarán como parte de la naturaleza y comomiembros de los diferentes ecosistemasnaturales. En el medio ambiente naturalexisten grandes cantidades de virus que for-man parte de los diferentes ecosistemas y norepresentan peligro para el hombre, dadoque los virus son elementos genéticos espe-cíficos de huésped y se multiplican infectan-do organismos vivos que constituyen losdiferentes ecosistemas: bacterias, algas, pro-tozoos, etcétera. En aguas naturales sin con-taminación fecal se han detectado concen-traciones de partículas víricas de 108 ml-1 yparece indudable que los virus juegan unpapel importante en el intercambio genéticoy en la regulación de las poblaciones a lasque infectan8,9.

Entre los virus que infectan al hombreexisten muchos tipos diferentes que seexcretan en grandes concentraciones en lasheces de personas con gastroenteritis o hep-atitis y en menores concentraciones en hecesu orina de individuos sanos, por lo que losvirus humanos están presentes en grandescantidades en aguas residuales urbanas y sonconsiderados contaminantes ambientales.Desde los inicios de la virología ambientalen los años 40 del siglo XX se han ido estu-diando y conociendo los virus excretados almedio ambiente que a través de la contami-nación fecal pueden contaminar agua y ali-mentos y representar un riesgo sanitario parala población. En los últimos años el desa-rrollo de técnicas de amplificación de ácidosnucleicos, principalmente la reacción encadena de la polimerasa (PCR) asociada a laposibilidad de caracterizar genéticamentecon relativa facilidad los virus detectados, hapermitido obtener una información máscompleta y real de muchos de los virusexcretados que no pueden cultivarse de for-ma eficiente en líneas celulares. En este tra-bajo se describen las características genera-les de la contaminación ambiental causadapor virus y los datos más recientes sobrevirus emergentes en el medio ambiente, ana-

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lizándose con mayor profundidad los virusde la hepatitis E y los poliomavirus humanoscomo los contaminantes ambientales de másreciente identificación en países industriali-zados.

LOS VIRUS, CONTAMINANTESAMBIENTALES

Las aguas residuales son la principal fuen-te de microorganismos patógenos que setransmiten a través del ambiente y que llegana la población especialmente a través de lacontaminación del agua usada para beber,agua utilizada en cultivos de vegetales o encultivos de moluscos bivalvos, en la prepara-ción de comida, para lavar, en el baño o enlos diversos usos recreativos10. El tratamien-to actualmente aplicado a las aguas residua-les procesadas por métodos biológicos y físi-co-químicos ha reducido significativamentela incidencia de enfermedades entre lapoblación, especialmente las de etiologíabacteriana, sin embargo los protozoos y losvirus son más resistentes que las bacterias amuchos de estos tratamientos. Concentra-ciones significativas de virus son detectadasen las aguas vertidas al ambiente y en losbiosólidos generados en plantas de trata-miento de agua residual11-13 y, a pesar de quese considera que hay una reducción impor-tante de la concentración de virus, se ha esti-mado, a partir de los 100.000 enterovirus porlitro frecuentemente detectados en el aguaresidual, que en una población de 300.000habitantes pueden liberarse al medioambiente cantidades de 109 partículas víri-cas en 24 horas en aguas residuales trata-das14.

Los virus han demostrado además presen-tar una mayor estabilidad en el ambiente quelos indicadores bacterianos comúnmenteutilizados para evaluar la contaminaciónfecal1 5. La contaminación del medioambiente a partir de aguas residuales se con-firma al analizar la presencia de virus enaguas superficiales de ríos y lagos en los que

detectamos altos porcentajes de muestraspositivas al analizar de 1-4 litros de mues-tra16, y en los frecuentes casos de infeccionesvirales asociados al consumo de moluscosbivalvos que se observan cada año en paísesindustrializados17. Los virus entéricos enagua pueden permanecer estables durantemeses o incluso más tiempo si están asocia-dos a sólidos y pueden acumularse en sedi-mentos donde persistirán durante más tiem-po y desde donde pueden resuspenderse enla columna de agua por diversos procesosnaturales como lluvias fuertes, o por proce-sos artificiales, facilitando la diseminaciónviral15,19,18.

Se ha observado en algunos casos que losestándares de calidad microbiológica actua-les no garantizan la ausencia de virus y sehan aislado virus en agua de bebida, aguassuperficiales, agua de mar o moluscos bival-vos que cumplen los estándares actuales deíndices bacterianos20, 21. El único parámetroviral incluido en la normativa actual europeaes la presencia de enterovirus en aguas recre-acionales ya que en general se aíslan y cuan-tifican con facilidad en líneas celulares22.Los datos existentes obtenidos utilizandotécnicas moleculares han permitido observarque la presencia de enterovirus no se relacio-na con la presencia de otros virus patógenosy se ha sugerido la utilización de bacteriófa-gos como indicadores que permiten unarápida identificación de virus infecciosos yde adenovirus humanos como índice molec-ular de contaminación viral de origen huma-no16,23,24. En la tabla 1 se describe la preva-lencia de distintos virus identificados enagua residual.

METODOLOGÍAS UTILIZADASEN LA DETECCIÓN DE VIRUS

EN EL MEDIO AMBIENTE

El control virológico del medio ambientees un proceso complejo debido a la dificul-tad de identificar concentraciones normal-mente pequeñas de virus diversos pertene-

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cientes a diferentes familias y que están dis-persos en grandes volúmenes de agua, biosó-lidos o en otro tipo de muestras ambientales.La aplicación de la (RT)-PCR, ha permitidoidentificar el papel de los norovirus comoprincipales causantes de gastroenteritis rela-cionadas con brotes alimentarios, o detectarla gran cantidad de virus de la hepatitis A(VHA) excretados incluso en países que yano se consideran endémicos para esta enfer-medad. Por ejemplo en el agua residualurbana de Barcelona se detecta VHA en un57,4% de las muestras31. Se han identificadotambién adenovirus y poliomavirus entre losvirus más abundantes de los regularmentedetectados en aguas residuales y se ha iden-tificado el virus de la hepatitis E como unvirus emergente que previamente se consi-deraba que existía únicamente en otras áreasgeográficas consideradas endémicas16,32,43.

La mayor parte de virus que se transmitenpor la vía oral-fecal no tienen envuelta lipí-dica y son relativamente resistentes al calor,la desinfección y los cambios de pH. En laactualidad no se dispone de métodos estan-darizados de detección de virus en agua oalimentos y esta metodología no se aplica deforma rutinaria en los laboratorios de Micro-biología. Las técnicas utilizadas para laobtención de los datos descritos por estosautores sobre adenovirus, enterovirus, noro-virus, virus de la hepatitis A y E y polioma-virus en el ambiente se han desarrollado a lolargo de diversos trabajos16,21,44 y se basan enla concentración de virus a partir de diversosvolúmenes de aguas superficiales mediantefiltros electropositivos (Zeta-plus; CUNO)según el método descrito por Sobsey yJones45. En agua de mar los virus se concen-traron usando un método modificado de fil-tración a través de membranas de nitrato yacetato de celulosa descrito por Sinton etal.46. A partir del concentrado o directamen-te de agua residual, de biosólidos o delhomogenizado de moluscos bivalvos, losvirus son eluídos de la materia particuladamediante tampón glicina a pH alcalino yconcentrados en 100-200µl utilizando técni-

cas de ultracentrifugación. El procedimientoseleccionado para la extracción de ácidosnucleicos, tanto ARN como ADN, se basa enel método descrito por Boom et al.47 que per-mite la eliminación de inhibidores de lasposteriores reacciones de (RT)-PCR anidadautilizadas en la identificación y posteriortipificación de los virus y descritas en detalleen los diversos estudios publicados16, 32,43,44.Las técnicas de cuantificación de virus porPCR a tiempo real se están desarrollandoactualmente y se han utilizado en la cuantifi-cación de adenovirus21 y poliomavirus y porotros autores en la cuantificación de entero-virus y norovirus. Hay que tener en cuentaque la eficiencia variable del proceso deretrotranscripción puede condicionar laexactitud de la cuantificación de genomas devirus ARN en muestras ambientales28,33, porlo que la cuantificación de genomas ADN esen general más eficiente que la cuantifica-ción de genomas ARN.

ENFERMEDADES ASOCIADASA LOS VIRUS COMO

CONTAMINANTES AMBIENTALES

Un gran número de virus diferentes infec-tan al hombre y a los animales y son excreta-dos al medio ambiente a través de las heces yla orina pudiendo causar distintas enferme-dades15 como meningitis, algunos tipos deparálisis, enfermedades respiratorias, diarre-as y vómitos, miocarditis, anomalías congé-nitas de corazón, hepatitis, infecciones ocu-lares y, según datos recientes, podrían estartambién relacionados con diversos tipos decáncer36-38.

Muchas infecciones virales son asintomá-ticas y pasan completamente desapercibidasen el huésped, aunque representan una fuen-te de virus y de nuevas infecciones en lapoblación. Éste es el caso de la mayoría deinfecciones causadas por enterovirus. Existetambién un número elevado de diferentesvirus que infectan al hombre de forma per-sistente y asintomática, constituyendo una



parte de lo que se podría definir como la flo-ra microbiana humana, siendo excretados enlas heces u orina de personas sanas durantemeses y años39. No obstante es importantetener en cuenta que algunos de estos viruspueden causar importantes enfermedades enpersonas con inmunodeficiencias. Éste es elcaso del poliomavirus JC que causa leucoen-cefalopatía multifocal progresiva, una enfer-medad letal en aproximadamente un 4% delos enfermos de sida40.

Los virus que el hombre excreta al medioambiente y se han asociado a enfermedadesimportantes pertenecen a diferentes fami-lias, de las que los géneros más importantesestán enumerados en la tabla 2 junto con laspatologías más significativas a las que se hanasociado. La más frecuente es la gastroente-

ritis que representa también una causa demuerte no sólo en los países de economíasemergentes sino también en los más indus-trializados, especialmente en personas deedad avanzada41. Le sigue en importanciaclínica la hepatitis.

A diferencia de las bacterias, los virus sonparásitos intracelulares estrictos y no se pue-den replicar fuera de los huéspedes, así lacontaminación viral del medio a lo largo deltiempo únicamente puede reducirse. Estoimplica que las infecciones transmitidas através del ambiente dependerán de la estabi-lidad de la partícula vírica, de la cantidad devirus excretados y de la susceptibilidad delhuésped. Se ha observado que incluso dosismuy bajas de virus ingeridos pueden causarinfecciones y muchas de las personas infec-



Tabla 2

Principales virus patógenos excretados en heces y orina y detectados en el medio ambiente

tadas pueden actuar como portadores asinto-máticos y transmitir la infección a otras per-sonas. La enfermedad puede evidenciarsecuando éstas se han infectado, lo que puedeocurrir en áreas distantes de la fuente origi-nal de la contaminación, por lo que a menu-do son difíciles de realizar los estudios epi-demiológicos de las infecciones distribuidaspor el ambiente42.

VIRUS EMERGENTESQUE CONTAMINAN

EL MEDIO AMBIENTE

El desarrollo tecnológico descrito va liga-do en muchos casos al concepto de microor-ganismos emergentes, ya que las nuevas téc-nicas permiten identificar y estudiar infec-ciones virales que no podían estudiarse portécnicas clásicas de aislamiento en cultivocelular. Los microorganismos emergentespueden definirse como nuevos microorga-nismos de reciente aparición, microorganis-mos que ya existían pero han aumentadorápidamente en incidencia y/o ámbito geo-gráfico, y aquellos por los que la transmisiónpor agua o alimentos ha sido identificadarecientemente. Esto último puede ser elresultado de la aplicación de nuevas tecnolo-gías o de la mejora en los métodos de aisla-miento que facilitan la detección de patóge-nos específicos y su asociación con brotes deenfermedades con los que no había sido pre-viamente posible la asociación o por cam-bios ambientales o de condiciones de vidaque proporcionan nuevos hábitats para estasinfecciones48. Varios estudios han confirma-do que enfermedades infecciosas relaciona-das con el agua no sólo siguen siendo causaprimordial de mortalidad y morbilidad entodo el mundo, sino que el espectro de enfer-medades se está ampliando y la incidenciade muchas relacionadas con el agua estáaumentando. Desde 1970 varias especies demicroorganismos presentes en heces huma-nas o animales se han confirmado comopatógenos; tal sería el caso del rotavirus,virus de la hepatitis E y norovirus. Otros

virus, como por ejemplo coronavirus entéri-cos y parvovirus, se han detectado en hecesde pacientes con gastroenteritis pero su pato-genicidad no ha sido probada49.

Norovirus

La familia Caliciviridae está formada porcuatro grupos de virus genética y antigéni-camente diversos que también difieren en elhuésped animal de preferencia. Los calicivi-rus humanos se han agrupado en dos géne-ros Norovirus y Sapovirus. Los Norovirus,previamente denominados virus del grupoNorwalk, y otros calicivirus entéricos cau-san gastroenteritis agudas autolimitadas enhumanos y aunque las infecciones asinto-máticas son comunes, estudios recienteshan demostrado que los norovirus son lacausa más común de gastroenteritis en per-sonas de todos los grupos de edad49. La inci-dencia es mayor en niños pero la enferme-dad también ocurre regularmente en adul-tos. Ésta sería una diferencia con respecto alos otros grupos de virus como los rotavirus,astrovirus y adenovirus que causan gastro-enteritis principalmente en niños. Los nor-ovirus son responsables de gastroenteritisesporádicas y de brotes infecciosos enescuelas, hospitales, residencias de ancia-nos, hoteles y cruceros. El virus es extrema-damente infeccioso y los casos secundariosson muy característicos de los brotes infec-ciosos de norovirus.

La identificación de norovirus presentauna dificultad añadida al hecho de que no sehan logrado cultivar en líneas celulares y esque presentan una gran diversidad genéticade manera que su detección en muestrasambientales o alimentos requiere la utiliza-ción de RT-PCR y la confirmación porsecuenciación o hibridación de la especifici-dad del resultado obtenido. El género se hadistribuido en dos genogrupos que a su vezse dividen en diversos genotipos entre loscuales se van incluyendo nuevos variantes yrecombinantes que se identifican durante los



estudios de vigilancia epidemiológica que sellevan a cabo en diferentes países50,51.

Existen diversas revisiones publicadasrecientemente que describen las característi-cas de los norovirus y su papel como causan-te de gastroenteritis asociadas al consumo dealimentos contaminados52,53.

Virus de la Hepatitis E

El VHE se ha clasificado como géneroHepevirus de la nueva familia Hepeviridae.Es un virus ARN de genoma bastante esta-ble, aunque las cepas presentan diferenciasque permiten su distribución en 4 grandesgenotipos54. La mayoría de cepas autóctonasde zonas industrializadas y consideradas tra-dicionalmente no endémicas como EUA yEuropa pertenecen al genotipo III32,55-57.

La hepatitis E es una enfermedad agudaque no progresa hacia cronicidad57. Los sín-tomas clínicos son básicamente los mismosque los de una hepatitis causada por VHApero ligeramente más severa. La hepatitisfulminante está más comúnmente asociadacon el VHE que con otro tipo de hepatitisvirales58, presentando una mortalidad en lapoblación general de aproximadamente un1%, aunque se incrementa cuando afecta amujeres en el tercer trimestre de embarazo(hasta un 20%)59.

Entre un 80% y un 100% de los cerdos engranjas comerciales de los Estados Unidospresentan anticuerpos contra el VHE60.Resultados similares se han obtenido enotras regiones, tanto endémicas como noendémicas para el VHE en humanos, sugi-riendo que el virus se encuentra de maneraubicua en las poblaciones de cerdos de todoel mundo. En estudios realizados en diversasgranjas de Cataluña se ha observado unaseroprevalencia de un 20% y se han identifi-cado dos cepas del VHE de origen porcinomuy similares a las identificadas en aguaresidual urbana y en muestras clínicas de la

misma región32,61. También se han encontra-do anticuerpos contra el VHE en ratas, gatos,primates, jabalíes y ciervos62-66.

Las características epidemiológicas de lainfección por VHE son: transmisión fecal-oral; brotes epidémicos asociados a aguacontaminada en áreas donde las condicionessanitarias son deficientes, principalmente enregiones tropicales y subtropicales; mayortasa de afectados entre jóvenes adultos deentre 15 y 40 años; mayor tasa de mortalidaden mujeres embarazadas (especialmentedurante el tercer trimestre); baja seropreva-lencia (IgG anti-VHE) en zonas con brotes ycasos esporádicos de hepatitis E; baja tasa detransmisión por contacto persona a personay ausencia de secuelas o cronicidad59,67.

Además de brotes epidémicos el VHEtambién provoca casos esporádicos de hepa-titis E, siendo responsable de más del 50%de las hepatitis agudas virales en muchospaíses de economía emergente en los que elvirus es endémico59.

Las regiones más industrializadas se hanconsiderado tradicionalmente no endémicaspara el VHE con casos esporádicos de hepa-titis E atribuidos a cepas importadas deregiones endémicas68. En estas regiones deEuropa y Estados Unidos la seroprevalencia(IgG anti-VHE) oscila entre 1 y 3%68, valo-res relativamente altos si se aceptaba que loscasos de hepatitis E son todos importados. Apartir de los años 90 empezaron a detectarseen Estados Unidos, Italia, Grecia y Españacepas del VHE causantes de casos clínicosen personas sin antecedentes de haber viaja-do a zonas endémicas55-57,61. Así, en un estu-dio realizado en colaboración con el Hospi-tal Vall d´Hebró de Barcelona se ha identifi-cado ARN del VHE en el suero de 4 perso-nas con hepatitis E esporádicas causadas porcepas idénticas o estrechamente relaciona-das con las detectadas en agua residual, lascuales se podrían considerar endémicas y enel suero de una persona con una infecciónprobablemente importada61,69.





Figura 1

Árbol obtenido por el método Neighbor Joining representando las relaciones filogenéticas en un fragmentode 101 nt de la región del ORF2 del VHE entre secuencias aisladas a partir de muestras de agua residual urbana

(Barcelona -BCN, AF058684; BCN3, AF490985; BCN4, AF491003; BCN5, AF490986; BCN12, AF490993;BCN16, AF490997-, Nancy en Francia -Nancy, AF490999- y Washington DC en EUA -Washington, AF490998-),muestras de agua residual de matadero de Barcelona (Mat1, Mat2, Mat3, Mat4 y Mat5, secuencias no publicadas),muestras de suero humano (de Barcelona -VH1, AF491000; VH2, AF491001; VH3, AY540113; VH4, AY540114;VH5, AY540115-, de EUA -EUA1, AF060668; EUA2, AF060669-, Grecia -Grecia1, AF110391; Grecia2,AF110392-, Italia -Italia, AF110390-, Austria -Austria, AF279123-, Japón -Japón1, AB074918; Japón2, AB089824-,Pakistán -Pakistán, M80581-, India -India, X98292-, Myanmar -Myanmar, M73218-, Egipto -Egipto, AF051352-,Chad -Chad, AY204877-, Marruecos -Marruecos, AY230202-, China -China1, D11092; China2, AJ272108; China3,AF082094-, México -México, M74506-) y muestras porcinas (de Barcelona -Por1, AF491002-, Holanda -Holanda1,AF336294; Holanda2, AF336290-, Reino Unido -Reino Unido1, AF503511; Reino Unido2, AF503512-, Canadá -Ca-nadá, AY115488-, Nueva Zelanda -Nueva Zelanda, AF200704-, Argentina -Argentina, AY286304- y Kirguizistán -Kirguizistán, AF455784-). En negrita se representan las cepas aisladas en Barcelona. Sólo se muestran los valores debootstrap superiores a 60.

En estudios preliminares sobre la estabili-dad del VHE en agua residual se observó queel tiempo requerido para una inactivacióndel 90% era de 20 días a una temperatura de20ºC, inferior a los 38 días estimados parapoliovirus 1 en las mismas condiciones16. Enlos estudios de prevalencia del virus en aguaresidual se ha detectado ARN del VHE en el53,8% de las muestras de agua residual estu-diadas y se han identificado más de 20secuencias diferentes del virus32. El árbolfilogenético generado con cepas representa-tivas se describe en la figura 1. También sedetectó el VHE en 1 de 5 muestras de aguaresidual urbana Washington DC y en 1 de 4muestras de Nancy (Francia), zonas que pre-sentaron también alta concentración delVHA en agua residual.

Existen muy pocos estudios por parte deotros autores sobre la presencia del VHE enel ambiente. Vaidya et al.70 encontraron un11% de muestras de agua residual positivasprocedentes de una planta de Pune (India),región considerada tradicionalmente endé-mica para el VHE. En este caso el análisis serealizó sin concentración previa de las partí-culas víricas. En esta misma región se detec-tó un incremento de los valores de seropre-valencia en individuos que trabajaban encontacto con agua residual (56,5%) respectoa la población control (18,9%)71. Un estudiorealizado en Turquía mostró que campesinosque usaban agua residual para la irrigaciónde los campos presentaban una seropreva-lencia de un 34,8%, frente al 4,4% de losindividuos controles de la región72. Se consi-dera que personas que trabajan sin protec-ción expuestas a aerosoles producidos poraguas residuales o en contacto estrecho conanimales infectados, concretamente cerdosaunque otros animales están también siendoestudiados, pueden representar grupos conriesgo mas elevado de infección por VHE.

Los poliomavirus humanos JC y BK

Los poliomavirus son pequeños virus ico-saédricos (figura 2) que presentan un geno-

ma de ADN circular, covalentemente cerra-do, superenrollado de doble cadena quemide aproximadamente 5,2kb. Los antíge-nos T y t son proteínas multifuncionales quedotan a estos virus de cierto potencial onco-génico74. Los poliomavirus infectan a unaamplia variedad de vertebrados habiéndosedescrito hasta el momento dos especies queinfectan al hombre: JC y BK.

El virus JC fue aislado por primera vez en1971 como causante de una enfermedad letaldel sistema nervioso central (SNC) denomi-nada leucoencefalopatía multifocal progre-siva (PML). Esta enfermedad afecta princi-palmente a individuos inmunodeprimidospor lo que su prevalencia se ha visto muyincrementada debido a la pandemia de sida.Aproximadamente un 4% de pacientes desida fallecen de PML40. Recientemente se harelacionado este virus con tumores a nivel deSNC37 y con tumores colorectales36,38,75,76.Aunque no está claro el papel que el viruspuede jugar en el desarrollo de estos tumoresse sabe que es un potente inductor de tumo-res de cerebro en hámsters y primates y sucapacidad oncogénica ha sido ampliamentedemostrada en modelos animales.

El virus BK es un poliomavirus humanoque también ha visto incrementada su preva-lencia debido a que afecta a personas some-tidas a trasplantes de órganos, sobretodo deriñón y de médula ósea, siendo el principalcausante de nefropatía asociada a polioma-virus, cistitis hemorrágica y estenosi uretéri-ca en estos pacientes.

Ambos virus se excretan en orina, puesrealizan infecciones persistentes en el riñónuna vez ha tenido lugar la infección prima-ria. Un 20-80% de la población excretapoliomavirus en orina, dependiendo del gru-po étnico y el rango de edad al que pertene-cen39,77.

La infección primaria por el virus JC tienelugar durante la infancia y la adolescenciatemprana78-80 y normalmente es asintomáti-



ca. En individuos inmunocompetentes elvirus JC persiste en el riñón y su presencia hasido descrita también en otros órganos81. Unelevado porcentaje de la población es sero-positiva para el virus JC. Este porcentajecrece conforme aumenta la edad de la pobla-ción estudiada y puede llegar a ser de un75% en poblaciones adultas82.

El virus BK infecta por primera vez alhombre también durante la infancia, pareceser que a edades más tempranas que el virusJC78-80. Los datos sobre la prevalencia de BKen la población son muy dispares y van del50 al 90%83. BK se excreta en orina menosque JC84 y parece ser que el estado inmuno-lógico del huésped influye más directamenteen el grado de excreción85.

Presencia de poliomavirus humanos enel ambiente. Con la intención de definir losposibles mecanismos de transmisión deestos virus nuestro grupo de investigación haestudiado su presencia en aguas residualesde diferentes zonas geográficas de Europa,África y Estados Unidos, ya que hasta elmomento no existían datos sobre la presen-cia y estabilidad en el ambiente de estosvirus.

Del total de 52 muestras estudiadas un98% resultaron ser positivas para el virus JCcon concentraciones medias aproximadas de102-103 partículas víricas/ml de agua resi-dual y un 90% fueron positivas para el virusBK con concentraciones medias de 10-102

partículas víricas/ml de agua. El 98% de las



Figura 2

Micrografía de las partículas víricas de poliomavirus humanos presentes en el sobrenadante de un cultivode células gliales humanas (SVG) infectadas con la orina de una mujer sana72

muestras analizadas fueron positivas paraadenovirus humanos, virus utilizados pornuestro grupo como indicadores de contami-nación fecal humana. También se detectaronlos virus JC y BK en distintas muestrasambientales procedentes de la India y JC enmuestras de moluscos bivalvos analiza-dos25,43. Así pues, los poliomavirus humanosestán presentes en elevadas concentracionesen aguas residuales, y los estudios de estabi-lidad han demostrado que son estables enellas y a pH ácidos, lo que nos llevó a suge-rir el tracto gastrointestinal como posibleportal de entrada de estos virus en el organis-mo y el virus JC como un potencial virusindicador de contaminación fecal de origenhumano25. El epitelio gastrointestinal estafrecuentemente expuesto a estos virus o/y asu ADN que contiene genes potencialmenteoncogénicos y en estos últimos años se hainiciado en diversos laboratorios el estudiode estas interacciones sin obtenerse hasta elmomento resultados definitivos.

Otros patógenos emergentes

La aplicación de técnicas moleculares hapermitido identificar adenovirus en práctica-mente el 100% de muestras de agua residualurbana analizada en diversas ciudades deÁfrica, Estados Unidos, Suecia, Francia,Grecia y Reino Unido y son los virus detec-tados en un mayor número de muestras demoluscos bivalvos cultivados en agua demar con alguna presencia de contaminaciónfecal25. Los adenovirus se han incluidorecientemente en la lista de contaminantescandidatos de la Environmental ProtectionAgency de Estados Unidos dada su gran pre-valencia en agua residual, su relación condiversas patologías y su resistencia en elmedio ambiente y a algunos de los trata-mientos utilizados en los procesos de depu-ración de agua. Los resultados obtenidossobre la abundancia de adenovirus y la capa-cidad de detectar de forma específica la pre-sencia de adenovirus de origen humano o deorigen animal86, sugiere su utilidad como

índice molecular de contaminación fecal ycomo instrumento para trazar el origen de lacontaminación.

Muchos virus pueden ser excretados enheces u orina en períodos cortos durante unainfección, aunque su detección en aguasresiduales no se haya llevado a cabo proba-blemente por una reducida estabilidad demuchos grupos de virus en el medio ambien-te y la fragilidad de muchas partículas víri-cas con envuelta lipídica. Recientes estudiosdesarrollados sobre la excreción en heces delcoronavirus asociado al síndrome respirato-rio severo agudo (SARS) han demostrado laexcreción de este nuevo patógeno emergente(que se diseminó de forma global a princi-pios del año 2003) mediante técnicas de RT-PCR en muestras clínicas de heces en unpromedio de 27 días pudiendo a llegar enalgunos casos a 126 días87. Esto plantea lanecesidad de llevar a cabo futuros estudioscomo sería el de la potencial transmisión res-piratoria de virus excretados fecalmente,mecanismo conocido para algunos gruposde virus y que ha sido sugerido en algún casoen las infecciones de SARS y su impactosobre la salud pública.

CONCLUSIONES

Existe una alta prevalencia de virus en elmedio ambiente, lo que causa un importanteimpacto en la salud pública e importantespérdidas económicas principalmente a tra-vés de la transmisión de virus por agua y ali-mentos.

En los estudios realizados sobre el virusde la hepatitis E se ha observado, analizandoaguas residuales en Europa y Estados Uni-dos, que existe una elevada prevalencia deeste virus en áreas geográficas que se consi-deraban libres de cepas endémicas y tambiénque existen casos clínicos esporádicos yreservorios animales, por lo que se puedeconsiderar como una potencial zoonosis. Serequieren más estudios para evaluar otros



posibles reservorios animales, la patogenici-dad de las cepas endémicas detectadas ymejorar los sistemas de diagnóstico clínico.

La detección de poliomavirus en práctica-mente el 100% de las muestras de agua resi-dual sugiere su utilización como potencialesindicadores de contaminación viral humana,en adición a los adenovirus humanos, y lanecesidad de valorar el efecto que la exposi-ción frecuente a la ingestión de virus y/ogenomas virales con potencial oncogénicotiene sobre el desarrollo de algunos tipos decáncer como el de colon.

El control de la contaminación viral delmedio ambiente requiere la estandarizaciónde técnicas moleculares y el desarrollo de unprograma de vigilancia que permita valorarparámetros víricos y reducir la diseminaciónde las enfermedades establecidas y de lasinfecciones víricas emergentes.

AGRADECIMIENTOS

Agradecemos a los Drs. Maria Buti yRosend Jardí del Hospital Vall d�Hebró deBarcelona su colaboración en los estudiosclínicos relacionados con VHE y al Dr.Andrew M. Lewis del Center for BiologicalExamination and Research, Division of ViralProducts, Food and Drug Administration,USA, su colaboración en los estudios sobrela prevalencia de los poliomavirus humanosen el ambiente.

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