Опубликовано : Авг 31, 2020

Подсказки COVID-19 в сточных водах сообщества: ответы на 4 вопроса о наблюдении за сточными водами на наличие коронавируса

coronavirus
Кредит: Pixabay/CC0 Public Domain

Исследователи по всему миру проверяют сточные воды на вирус SARS-CoV-2 в надежде, что то, что уходит в канализацию, может выступать в качестве системы раннего предупреждения об инфекциях COVID-19 в сообществах.

Инженер-эколог Кайл Бибби координирует общенациональную исследовательскую сеть, спонсируемую Национальным научным фондом, цель которой — помочь ученым объединить свои усилия в этой области. Здесь он объясняет связь сточных вод и вирусов и то, как исследователи надеются в конечном итоге преобразовать необработанные измерения в полезную информацию для общественного здравоохранения.

Как вы контролируете сточные воды на наличие микробов?

В последнее время эта идея привлекла много внимания, но она не нова. Ученые занимаются поиском в сточных водах патогенов, по крайней мере, с 1940-х годов, в первую очередь полиовируса.

Общая концепция довольно проста. Зараженные люди выделяют патоген, который смывается в унитаз или в канализацию. Затем патоген или фрагменты его генов попадают через канализационную систему на очистные сооружения, где тщательный отбор проб позволяет обнаружить его присутствие.

Около двух третей людей, инфицированных SARS-CoV-2, выделяют коронавирус со стулом. Очистные сооружения могут контролировать сточные воды на наличие РНК вируса с помощью молекулярных инструментов.

Настоящего стандарта пока нет, но большинство подходов включают в себя до некоторой степени концентрирование образца сточных вод, чтобы повысить вероятность обнаружения любой РНК. Мы ищем не весь неповрежденный геном, а небольшую последовательность одного гена SARS-CoV-2.

Фрагменты РНК, которые мы измеряем, слишком малы для непосредственного физического захвата. Поэтому мы используем другие приемы, чтобы поймать их, обычно с помощью того, что мы называем электростатическим взаимодействием — заставляя РНК прилипать к чему-то вроде фильтра или используя другие химические вещества, чтобы заставить ее слипаться.

Затем мы определяем количество вирусной РНК в образце.

Важно понимать, что мы не можем напрямую экстраполировать данные, измеренные в сточных водах, на количество людей в сообществе, зараженных коронавирусом — по крайней мере, пока.

О чем говорит наличие коронавируса?

Когда мы ищем вирусную РНК в сточных водах, у нас могут быть три взаимосвязанные цели. Во-первых, это прямое наблюдение. По сути, есть вирус, да или нет. Это, вероятно, наиболее многообещающе в небольших замкнутых сообществах, школах, общежитиях, тюрьмах, учреждениях длительного ухода и так далее. Для этого потребуется отбор проб непосредственно из канализации на объекте. Например, Университет Аризоны обнаружил наличие бессимптомных инфицированных студентов путем анализа сточных вод из жилых домов на территории кампуса.

Следующим потенциальным применением может быть отслеживание тенденций. Увеличивается ли кажущаяся концентрация вируса? Это может указывать на рост числа инфекций внутри сообщества.

И третье приложение, от которого мы, вероятно, дальше всего далеки, напрямую применяет наши измерения для оценки количества инфицированных людей в сообществе.

Существует большая неопределенность, связанная с тем, сколько вируса выделяет инфицированный человек и как долго он его выделяет — отчеты, похоже, предполагают, что это очень сильно. У вас может быть один человек, заболевший COVID-19, с выделением 100 копий генома коронавируса на грамм фекалий. Другой человек может выделять 100 миллионов копий на грамм фекалий, большая разница.

Общее видение заключается в том, что мониторинг сточных вод может использоваться для всех видов вмешательств в области общественного здравоохранения и программ наблюдения за заболеваниями. Он может дополнять клиническое наблюдение, которое часто отстает от реального уровня заболеваемости в сообществе.

Являются ли сточные воды опасными для загрязнения?

Наблюдение за сточными водами обычно используется для обнаружения патогена, который распространяется фекально-оральным путем, а не респираторным путем, по-видимому, ответственным за инфекции SARS-CoV-2. Есть споры о том, может ли коронавирус передаваться через воду. Я бы сказал, что это правдоподобно, хотя это определенно не является доминирующим путем передачи и еще не было продемонстрировано.

Хотя есть несколько сообщений о том, что инфекционные вирусы выделяются со стулом, подавляющее большинство из них инактивируется после того, как покидает тело пациента. Поэтому я действительно не верю, что коронавирус в сточных водах должен вызывать серьезную озабоченность у широкой публики.

Возможно, это более серьезная проблема для работника сточных вод. Но все согласны с тем, что стандартные средства индивидуальной защиты для работы со сточными водами подходят для борьбы с коронавирусом. Помните — за пределами пандемии сточные воды могут содержать другие инфекционные патогены в любое время.

Но представьте, что вы плаваете на пляже ниже по течению от очистных сооружений. Вам действительно не нужно беспокоиться о каких-либо кусочках разрушенного вирусного генома, оставшихся в воде. Беспокойство вызывает инфекционный вирус, и мы просто не видели, чтобы какой-либо инфекционный вирус попал на очистные сооружения, не говоря уже о процессах очистки и дезинфекции сточных вод.

Какие проблемы необходимо решить?

Ошибочно думать, что эта техника готова к выпуску с полки. Есть еще много нерешенных научных вопросов о том, как это сделать.

Также не совсем правильно думать об этом как о проверке каждого человека в сообществе на COVID-19. Существует множество проблем с пределами обнаружения, получением составных образцов, которые собирают сточные воды в течение дня, и, конечно же, просто тот факт, что многие больные люди могут не выделять вирусную РНК, чтобы мы могли ее обнаружить. Отрицательный результат по сточным водам на самом деле не означает, что ни у одного человека в этом районе нет коронавируса. Таким образом, надзор за сточными водами немного отличается от инструмента клинической диагностики.

Меня беспокоит, что городской департамент здравоохранения получает данные о сточных водах из контрактной лаборатории и внезапно либо думает, что все в безопасности, а количество случаев коронавируса в их районе мало, либо чрезмерно экстраполирует эти случаи. Не то чтобы мы не могли быстро научиться использовать этот инструмент таким образом. Просто нас сегодня еще нет.

Мои коллеги и я пытаемся помочь создать основу для перевода этой информации в удобный для сообществ формат, чтобы муниципалитеты могли использовать мониторинг сточных вод для принятия сложных решений, влияющих на жизнь людей и экономику. У нас также есть проекты, изучающие устойчивость этого инфекционного вируса в сточных водах./P>

Spread the love

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *