Coliphageler

Genel Tanım

• Bakteriofajlar (fajlar), virüslerdir ve çoğalmaları için yalnızca bakterileri konak olarak kullanırlar.
• Coliphageler, E. coli ve yakın türleri konak olarak kullanır ve bu nedenle bu bakteri konaklar tarafından insan ve diğer sıcak kanlı hayvanların dışkısına bırakılabilir.
• Su kalitesi değerlendirmesinde kullanılan coliphageler, somatik coliphageler ve F-RNA coliphageleri olmak üzere ana gruplara ayrılır.
• İki grup arasındaki farklılıklar, enfeksiyon yolunu içerir. Somatik coliphageler, konakların hücre duvarında kalıcı olarak bulunan reseptörlere bağlanarak enfeksiyonu başlatır. Sıcak kanlı hayvanların gastrointestinal sisteminde daha sık çoğalırlar ancak su ortamlarında da çoğalabilirler. Somatik coliphageler, çeşitli morfolojik tiplere sahip geniş bir faj yelpazesinden (Myoviridae, Siphoviridae, Podoviridae ve Microviridae faj ailelerinin üyeleri) oluşur.
• F-RNA coliphageler, E. coli konaklarındaki üreme (F-, seks) fimbriae’lerine bağlanarak enfeksiyonu başlatır. Bu F-fimbriae’ler yalnızca üreme (F-) plazmidini taşıyan bakteriler tarafından üretilir. F-fimbriaeler, yalnızca 30 °C’nin üzerindeki sıcaklıklarda logaritmik büyüme fazında üretildiğinden, F-RNA fajlarının sıcak kanlı hayvanların gastrointestinal sistemi dışındaki ortamlarda çoğalması muhtemel değildir. F-RNA coliphageleri, Leviviridae ailesine ait olan ve tek zincirli RNA genomu ile picornavirüslere morfolojik olarak benzer ikosahedral kapsid içeren birbirine yakın bir grup fajdan oluşur. F-RNA coliphageleri, serolojik tip I-IV’e ayrılmıştır ve bunlar gen prob hibridizasyonu gibi moleküler tekniklerle genotipler olarak tanımlanabilir. Grup I ve IV üyeleri bugüne kadar yalnızca (insan olmayan) hayvan dışkısında, Grup III ise insan dışkısında bulunmuştur. Grup II fajları, insan dışkısında ve domuz dışkısının %28’i hariç diğer hayvan dışkılarında tespit edilmiştir. Tam olarak anlaşılmayan bu özgüllük, belirli koşullar ve sınırlamalar altında insan ve hayvan kökenli fekal kirliliği arasında ayrım yapmak için potansiyel bir araç sunar.

Anahtar Noktalar:

• Coliphageler, E. coli’yi enfekte eden virüslerdir.
• Somatik ve F-RNA olmak üzere iki ana gruba ayrılır.
• Farklı enfeksiyon yolları ve çoğalma özellikleri vardır.
• Su kalitesi değerlendirmesinde fekal kirliliğin bir göstergesi olarak kullanılırlar.
• Grup II ve IV F-RNA fajlarının özgüllüğü, insan ve hayvan kirliliği arasında ayrım yapmaya yardımcı olabilir.

Coliphagelerin İndikatör Değeri

Coliphageler, insan virüsleri ile birçok ortak özellik paylaşır. Bu özellikler arasında kompozisyon, morfoloji, yapı ve çoğalma modu sayılabilir. Bu nedenle, coliphageler su ortamlarındaki enterik virüslerin davranışlarını ve arıtma, dezenfeksiyon işlemlerine duyarlılıklarını değerlendirmek için faydalı modeller veya sürrogatlar olarak kullanılabilirler. Bu açıdan, fekal bakterilere göre daha üstünlerdir ve kaynak sularının insan fekal atıkları tarafından etkilendiği bilinen yerlerde doğrulama ve gözetim izlemelerine dahil edilmeleri düşünülebilir.

Ancak, coliphage sayısı ile enterik virüs sayısı arasında doğrudan bir ilişki yoktur. Ayrıca coliphagelere enterik virüsler için mutlak bir gösterge olarak güvenilemez. Bu durum, coliphageler için konvansiyonel testlerde negatif sonuç veren ancak arıtılmış ve dezenfekte edilmiş içme suyu kaynaklarından enterik virüslerin izole edilmesiyle doğrulanmıştır.

F-RNA coliphageleri, somatik fajlara göre fekal kirliliğin daha spesifik bir göstergesini sağlar. Ek olarak, F-RNA coliphageleri, su ortamlarındaki enterik virüslerin davranışları ve arıtma ve dezenfeksiyon işlemlerine tepkileri konusunda somatik fajlerden daha iyi göstergelerdir. Bu, F-RNA coliphagelerinin, somatik fajların, fekal bakterilerin ve enterik virüslerin davranış ve hayatta kalmalarının karşılaştırıldığı çalışmalarla doğrulanmıştır.

Mevcut veriler, F-RNA serogruplarının (genotiplerin) insan ve hayvan dışkısı için özgüllüğünün, insan ve hayvan kökenli fekal kirliliği arasında ayrım yapmada faydalı olabileceğini göstermektedir. Bununla birlikte, çözülmesi gereken eksiklikler ve çelişkili veriler vardır ve bu aracın pratikte ne ölçüde uygulanabileceği daha fazla araştırma gerektirir.

Coliphagelerin sınırlılıkları nedeniyle, en iyi laboratuvar incelemelerinde, pilot denemelerde ve muhtemelen doğrulama testlerinde kullanılmaları tavsiye edilir. Operasyonel veya doğrulama (gözetim dahil) izlemeleri için uygun değildirler.

Anahtar Noktalar:

• Coliphageler, enterik virüslerin davranışına benzerlik gösterir.
• Fekal kirliliğin daha spesifik bir göstergesi olarak F-RNA coliphageleri kullanılabilir.
• İnsan ve hayvan kirliliği ayrımında potansiyel vardır ancak daha fazla araştırma gereklidir.
• Colifageler, operasyonel izleme için uygun değildir.

Coliphagelerin Kaynağı ve Bulunma

Coliphageler, insan ve hayvanlar tarafından nispeten düşük sayılarda dışkılı olarak atılır. Sayıları ve bulunuşları, çoğalma biçimleri ve konak spesifiteleri nedeniyle türler arasında farklılık gösterir:

• Somatik coliphageler: Genel olarak çoğu insan ve hayvan tarafından atılır.
• F-RNA coliphageleri: Değişken ve genellikle daha düşük bir oranda insan ve hayvan tarafından atılır. Bazı topluluklarda insanın %10’unda, sığırların %45’inde, domuzların %60’ında ve kümes hayvanlarının %70’inde bulunur.

Su ortamlarında, sayısal olarak:

• Somatik coliphageler: F-RNA coliphagelerinden yaklaşık 5 kat daha fazladır.
• Cytopatojenik insan virüslerinden: yaklaşık 500 kat daha fazladır.

Ancak, bu oranlar ortam ve koşullara göre değişebilir.

• Kanalizasyon: Somatik coliphageler 10⁶-10⁸/litre arasında sayılarda bulunur.
• Mezbaha atık suları: 10¹⁰/litre’ye kadar somatik coliphage tespit edilmiştir.
• Doğal su ortamları: Somatik ve F-RNA coliphageleri 10⁵/litre’ye kadar sayılarda tespit edilmiştir.

Anahtar Noktalar:

• Somatik coliphageler, insan ve hayvan faecesinde daha yaygındır.
• F-RNA coliphageleri, atılım oranları ve bulunuş bölgeleri değişebilir.
• Su ortamlarında somatik coliphageler, F-RNA coliphagelerinden ve insan virüslerinden daha fazla görülür.
• Somatik coliphagelerin kanalizasyonda ve saprofit konaklar kullanarak doğal sularda çoğalması mümkündür.

Coliphagelerin Uygulamada Kullanımı

Somatik coliphageler nispeten basit ve uygun maliyetli plaka testleri ile tespit edilebilir ve sonuçlar 24 saat içinde alınır. F-fimbria’nın varlığını sağlamak için konak bakterilerin logaritmik büyüme fazında ve 30°C’nin üzerinde bir sıcaklıkta kültüre edilmesi gerektiğinden, F-RNA coliphageleri için plaka testleri biraz daha karmaşıktır. Büyük petri dish’leri kullanan plaka testleri, 100 ml’lik numunelerdeki plakları nicel olarak saymak için tasarlanmıştır ve varlık/yokluk testleri 500 ml veya daha fazla su hacimleri için geliştirilmiştir.

İçme Suyundaki Önemi

Coliphageler tipik olarak, insan ve sıcak kanlı hayvanların gastrointestinal sisteminde çoğaldığından, içme suyundaki varlıkları fekal kirliliğin ve dolayısıyla enterik virüslerin ve muhtemelen diğer patojenlerin potansiyel varlığının bir göstergesidir. Coliphagelerin içme suyundaki varlığı, enterik virüsleri gidermek üzere tasarlanmış arıtma ve dezenfeksiyon süreçlerindeki eksiklikleri de ortaya koyar.

F-RNA coliphageleri, fekal kirlilik için daha spesifik bir gösterge sunar. Coliphagelerin arıtılmış içme suyu kaynaklarından yokluğu, enterik virüsler ve protozoan parazitler gibi patojenlerin yokluğunu kesin olarak teyit etmez.

Önemli Notlar:

• Coliphageler, içme suyundaki fekal kirliliğin bir göstergesidir ancak enterik virüslerin varlığını garanti etmez.
• F-RNA coliphageleri, fekal kirlilik kaynağının insan mı yoksa hayvan mı olduğunu belirlemede faydalı olabilir, ancak bu kesin değildir.
• Coliphagelerin tespiti, su kalitesi değerlendirme programlarında bir araç olarak kullanılabilir ancak tek başına karar verme kriterisi olarak kullanılmamalıdır.

Seçilen Kaynaklar

• Ashbolt NJ, Grabow WOK, Snozzi M (2001): Mikrobiyal Su Kalitesi Göstergeleri. Fewtrell L, Bartram J (editörler) tarafından düzenlenen “Su Kalitesi – Yönergeler, Standartlar ve Sağlık: Su Kaynaklı Bulaşıcı Hastalıklar için Risk Değerlendirmesi ve Risk Yönetimi” kitabının 289-315. sayfaları arasında yer almaktadır. Londra, IWA Yayınları (DSÖ Su Serisi).
• Grabow WOK (2001): Bakteriofajlar: Su virüsleri için model olarak uygulama güncellemesi. Water SA, 27:251-268.
• Mooijman KA ve ark. (2001): Somatik kolifajların sayımı için ISO yönteminin optimizasyonu (taslak ISO 10705-2). Water Science and Technology, 43:205-208.
• Schaper M ve ark. (2002): F-spesifik RNA bakteriofajlarının genotiplerinin Güney Afrika ve İspanya’da insan ve insan dışı fekal kirlilik kaynaklarındaki dağılımı. Journal of Applied Microbiology, 92:657-667.
• Storey MV, Ashbolt NJ (2001): İki model enterik virüsün (B40-8 ve MS-2 bakteriofajları) su dağıtım borusu biyofilmlerinde kalıcılığı. Water Science and Technology, 43:133-138

Kısaltmaların İngilizce ve Türkçe Anlamları

• 2,4-D: 2,4-dichlorophenoxyacetic acid – 2,4-D: 2,4-diklorofenoksiasetik asit
• 2,4-DB: 2,4-dichlorophenoxybutyric acid – 2,4-DB: 2,4-diklorofenoksibutirik asit
• 2,4-DP: dichlorprop – 2,4-DP: diklorprop
• 2,4,5-T: 2,4,5-trichlorophenoxyacetic acid – 2,4,5-T: 2,4,5-triklorofenoksiasetik asit
• 2,4,5-TP: 2,4,5-trichlorophenoxy propionic acid; fenoprop – 2,4,5-TP: 2,4,5-triklorofenoksi propiyonik asit; fenoprop
• AAS: atomic absorption spectrometry – AAS: atomik absorpsiyon spektrometresi
• Absor: absorptiometry – Absor: absorpsiyometri
• ADI: acceptable daily intake – ADI: kabul edilebilir günlük alım miktarı
• AES: atomic emission spectrometry – AES: atomik emisyon spektrometresi
• AIDS: acquired immunodeficiency syndrome – AIDS: Edinilmiş Bağışıklık Yetmezliği Sendromu
• AMPA: aminomethylphosphonic acid – AMPA: aminometilfosfonik asit
• ARfD: acute reference dose – ARfD: akut referans dozu
• ATX: anatoxin – ATX: anatoksin
• BDCM: bromodichloromethane – BDCM: bromodiklorometan
• BMD: benchmark dose – BMD: referans dozu
• BMDL: lower confidence limit on the benchmark dose – BMDL: kıyaslama dozunda daha düşük güven sınırı
• BMDLx: lower 95% confidence limit on the benchmark dose for an x% response – BMDLx: %x yanıt için referans dozda %95’lik daha düşük güven sınırı
• BTEX: benzene, toluene, ethylbenzene and xylenes – BTEX: benzen, toluen, etilbenzen ve ksilenler
• Bti: Bacillus thuringiensis israelensis – Bti: Bacillus thuringiensis israelensis
• bw: body weight – bw: vücut ağırlığı
• CAS: Chemical Abstracts Service – CAS: Kimyasal Özetler Hizmeti
• Col: colorimetry – Col: kolorimetri
• CPVC: chlorinated polyvinyl chloride – CPVC: klorlu polivinil klorür
• CSAF: chemical-specific adjustment factor – CSAF: kimyasala özgü ayarlama faktörü
• Ct: product of disinfectant concentration and contact time – Ct: dezenfektan konsantrasyonunun ve temas süresinin çarpımı
• CYN: cylindrospermopsin – CYN: silindirdrospermopsin
• DAEC: diffusely adherent E. coli – DAEC: yaygın olarak yapışan E. coli
• DALY: disability-adjusted life year – DALY: engelliliğe göre ayarlanmış yaşam yılı
• DBCM: dibromochloromethane – DBCM: dibromoklorometan
• DBCP: 1,2-dibromo-3-chloropropane – DBCP: 1,2-dibromo-3-kloropropan
• DBP: disinfection by-product – DBP: dezenfeksiyon yan ürünü
• DCA: dichloroacetic acid – DCA: dikloroasetik asit
• DCB: dichlorobenzene – DCB: diklorobenzen
• DCP: dichloropropane – DCP: dikloropropan
• DDT: dichlorodiphenyltrichloroethane – DDT: diklorodifeniltrikloroetan
• DEHA: di(2-ethylhexyl)adipate – DEHA: di(2-etilheksil)adipat
• DEHP: di(2-ethylhexyl)phthalate – DEHP: di(2-etilheksil)ftalat
• DNA: deoxyribonucleic acid – DNA: deoksiribonükleik asit
• DPD: N,N-diethyl-1,4-phenylenediamine sulfate – DPD: N,N-dietil-1,4-fenilendiamin sülfat
• EAAS: electrothermal atomic absorption spectrometry – EAAS: elektrotermal atomik absorpsiyon spektrometrisi
• EAEC: enteroaggregative E. coli – EAEC: enteroagregatif E. coli
• ECD: electron capture detector – ECD: elektron yakalama dedektörü
• EDTA: ethylenediaminetetraacetic acid; edetic acid – EDTA: etilendiamintetraasetik asit; edetik asit
• EHEC: enterohaemorrhagic E. coli – EHEC: enterohemorajik E. coli
• EIEC: enteroinvasive E. coli – EIEC: enteroinvazif E. coli
• ELISA: enzyme-linked immunosorbent assay – ELISA: enzime bağlı immünosorbent tahlili
• EPEC: enteropathogenic E. coli – EPEC: enteropatojenik E. coli
• ETEC: enterotoxigenic E. coli – ETEC: enterotoksijenik E. coli
• F₀: parental generation – F₀: ebeveyn nesli
• F₁: first filial generation – F₁: ilk evlat nesli
• FAAS: flame atomic absorption spectrometry – FAAS: alevli atomik absorpsiyon spektrometresi
• FAO: Food and Agriculture Organization of the United Nations – FAO: Birleşmiş Milletler Gıda ve Tarım Örgütü
• FD: fluorescence detector – FD: floresans dedektörü
• FID: flame ionization detector – FID: alev iyonizasyon dedektörü
• FPD: flame photodiode detector – FPD: alev fotodiyot dedektörü
• GAC: granular activated carbon – GAC: granüler aktif karbon
• GC: gas chromatography – GC: gaz kromatografisi
• GL: guidance level (used for radionuclides in drinking-water) – GL: kılavuz seviyesi (içme suyundaki radyonüklidler için kullanılır)
• GV: guideline value – GV: kılavuz değer
• HAA: haloacetic acid – HAA: haloasetik asit
• HAV: hepatitis A virus – HAV: hepatit A virüsü
• HCB: hexachlorobenzene – HCB: heksaklorobenzen
• HCBD: hexachlorobutadiene – HCBD: hekzaklorobutadien
• HCH: hexachlorocyclohexane – HCH: hekzaklorosikloheksan
• HEV: hepatitis E virus – HEV: hepatit E virüsü
• HIV: human immunodeficiency virus – HIV: insan bağışıklık yetersizliği virüsü
• HPC: heterotrophic plate count – HPC: heterotrofik plaka sayısı
• HPLC: high-performance liquid chromatography – HPLC: yüksek performanslı sıvı kromatografisi
• IARC: International Agency for Research on Cancer – IARC: Uluslararası Kanser Araştırma Ajansı
• IC: ion chromatography – IC: iyon kromatografisi
• ICP: inductively coupled plasma – ICP: indüktif olarak eşleşmiş plazma
• ICRP: International Commission on Radiological Protection – ICRP: Uluslararası Radyolojik Koruma Komisyonu
• IDC: individual dose criterion – IDC: bireysel doz kriteri
• IPCS: International Programme on Chemical Safety – IPCS: Uluslararası Kimyasal Güvenlik Programı
• IQ: intelligence quotient – IQ: zeka bölümü
• ISO: International Organization for Standardization – ISO: Uluslararası Standardizasyon Örgütü
• JECFA: Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives – JECFA: Gıda Katkı Maddeleri Ortak FAO/WHO Uzman Komitesi
• JMPR: Joint FAO/WHO Meeting on Pesticide Residues – JMPR: Pestisit Kalıntılarına İlişkin FAO/WHO Ortak Toplantısı
• LC: liquid chromatography – LC: sıvı kromatografisi
• LOAEL: lowest-observed-adverse-effect level – LOAEL: gözlemlenen en düşük yan etki düzeyi
• LRV: log₁₀ reduction value – LRV: log₁₀ azaltma değeri
• MC: microcystin – MC: mikrosistin
• MCB: monochlorobenzene – MCB: monoklorobenzen
• MCPA: 4-(2-methyl-4-chlorophenoxy)acetic acid – MCPA: 4-(2-metil-4-klorofenoksi)asetik asit
• MCPB: 2,4-MCPB; 4-(4-chloro-o-tolyloxy)butyric acid; 4-(4-chloro2 methylphenoxy)butanoic acid – MCPB: 2,4-MCPB; 4-(4-kloro-o-toliloksi)bütirik asit; 4-(4-kloro2 metilfenoksi)bütanoik asit
• MCPP: 2(2-methyl-chlorophenoxy) propionic acid; mecoprop – MCPP: 2(2-metil-klorofenoksi) propiyonik asit; mekoprop
• MDL: method detection limit – MDL: yöntem tespit limiti
• MMT: methylcyclopentadienyl manganese tricarbonyl – MMT: metilsiklopentadienil manganez trikarbonil
• MS: mass spectrometry – MS: kütle spektrometresi
• MS/MS: tandem mass spectrometry – MS/MS: tandem kütle spektrometresi
• MTBE: methyl tertiary-butyl ether – MTBE: metil üçüncül-bütil eter
• MX: 3-chloro-4-dichloromethyl-5-hydroxy-2(5H)-furanone – MX: 3-kloro-4-diklorometil-5-hidroksi-2(5H)-furanon
• NDMA N-nitrosodimethylamine – NDMA N-nitrosodimetilamin
• NOAEL: no-observed-adverse-effect level – NOAEL: advers etkinin gözlemlenmediği düzey
• NOEL: no-observed-effect level – NOEL: etki gözlemlenmeyen düzey
• NTA: nitrilotriacetic acid – NTA: nitrilotriasetik asit
• NTP: National Toxicology Program (USA) – NTP: Ulusal Toksikoloji Programı (ABD)
• NTU: nephelometric turbidity unit – NTU: nefelometrik bulanıklık birimi
• PAC: powdered activated carbon – PAC: toz aktif karbon
• PAH: polynuclear aromatic hydrocarbon – PAH: polinükleer aromatik hidrokarbon
• PCE: tetrachloroethene – PCE: tetrakloroeten
• PCP: pentachlorophenol – PCP: pentaklorofenol
• PCR: polymerase chain reaction – PCR: polimeraz zincir reaksiyonu
• PD: photoionization detector – PD: fotoiyonizasyon dedektörü
• PDA: photodiode array – PDA: fotodiyot dizisi
• PMTDI: provisional maximum tolerable daily intake – PMTDI: geçici maksimum tolere edilebilir günlük alım miktarı
• PPA: protein phosphatase assay – PPA: protein fosfataz tahlili
• PT: purge and trap – PT: arındır ve tuzağa düşür
• PTDI: provisional tolerable daily intake – PTDI: geçici tolere edilebilir günlük alım
• PTMI: provisional tolerable monthly intake – PTMI: geçici tolere edilebilir aylık alım
• PTWI: provisional tolerable weekly intake – PTWI: geçici tolere edilebilir haftalık alım
• PVC: polyvinyl chloride – PVC: polivinil klorür
• QMRA: quantitative microbial risk assessment – QMRA: niceliksel mikrobiyal risk değerlendirmesi
• RNA: ribonucleic acid – RNA: ribonükleik asit
• SI: Système international d’unités (International System of Units) – SI: Système uluslararası d’unités (Uluslararası Birim Sistemi)
• SODIS: solar water disinfection – SODIS: güneş enerjisiyle su dezenfeksiyonu
• STX: saxitoxin – STX: saksitoksin
• sp.: species (singular) – sp.: türler (tekil)
• spp.: species (plural) – spp.: türler (çoğul)
• subsp.: subspecies (singular) – subsp.: alt tür (tekil)
• TBA: terbuthylazine – TBA: terbutilazin
• TCB: trichlorobenzene – TCB: triklorobenzen
• TCE: trichloroethene – TCE: trikloroeten
• TCU: true colour unit – TCU: gerçek renk birimi
• TD₀₅: tumorigenic dose05 , the dose associated with a 5% excess incidence of tumours in experimental animal studies – TD₀₅: tümörijenik doz₀₅, deneysel hayvan çalışmalarında tümör vakalarının %5 fazla olmasıyla ilişkili doz
• TDI: tolerable daily intake – TDI: tolere edilebilir günlük alım miktarı
• TDS: total dissolved solids – TDS: toplam çözünmüş katılar
• THM: trihalomethane – THM: trihalometan
• TID: thermal ionization detector; total indicative dose – TID: termal iyonizasyon dedektörü; toplam gösterge dozu
• UF: uncertainty factor – UF: belirsizlik faktörü
• UN: United Nations – BM: Birleşmiş Milletler
• UNICEF: United Nations Children’s Fund – UNICEF: Birleşmiş Milletler Çocuklara Yardım Fonu
• UNSCEAR: United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation – UNSCEAR: Birleşmiş Milletler Atomik Radyasyonun Etkileri Bilimsel Komitesi
• USA: United States of America – ABD: Amerika Birleşik Devletleri
• UV: ultraviolet – UV: ultraviyole
• UVPAD: ultraviolet photodiode array detector – UVPAD: ultraviyole fotodiyot dizisi dedektörü
• WHO: World Health Organization – DSÖ: Dünya Sağlık Örgütü
• WHOPES: World Health Organization Pesticide Evaluation Scheme – WHOPES: Dünya Sağlık Örgütü Pestisit Değerlendirme Planı
• WSP: water safety plan – WSP: su güvenliği planı
• YLD: years of healthy life lost in states of less than full health (i.e. years lived with a disability) – YLD: Sağlığın tam olmadığı durumlarda kaybedilen sağlıklı yaşam yılları (yani engellilikle geçirilen yıllar)
• YLL: years of life lost by premature mortality – YLL: Erken ölüm nedeniyle kaybedilen yaşam yılları