Более оперативное исследование сточных вод на КОВИД-19
Точное выявление изменений в количестве инфицированных КОВИД-19 в сообществах с помощью эпиднадзора за сточными водами приближается к реальности.
Новое исследование, опубликованное в журнале Environmental Science & Technology, посвящено методу, который не только обнаруживает вирус в пробах сточных вод, но и следит за тем, растут или снижаются темпы заражения.
Исследования сточных вод, потенциального источника КОВИД-19, поскольку инфицированные выделяют вирус со стулом, можно было бы использовать для более оперативного отслеживания и дополнения информации, на которую полагаются чиновники здравоохранения при оценке усилий по сдерживанию вируса.
Тестирование основано на идентификации и измерения генетического материала в виде РНК из SARS-COV-2. "Эта работа подтверждает, что тенденции в концентрациях РНК SARS-CoV-2 в сточных водах коррелируют с тенденциями появления новых инфекций КОВИД-19 в сообществах". Данные по сточным водам дополняют данные, полученные от клинических учреждений и могут дать дополнительное представление об инфекции КОВИД-19 в общинах", - сказала старший автор Александрия Боэм, профессор Стэнфордского университета по гражданскому и экологическому инжинирингу.
По мере того, как США пытаются бороться с рекордной ежедневной скоростью передачи инфекции, получение дополнительной информации для отслеживания всплесков заболеваемости и информирования общественного здравоохранения в местных сообществах остается ключом к управлению смертоносным вирусом. КОВИД-19 особенно трудно отслеживать, поскольку многие бессимптомные или легкие случаи остаются незамеченными. Те, кто все же проходит тестирование, могут все еще распространять инфекцию до получения результатов тестирования, что препятствует быстрому выявлению, лечению и изоляции для замедления распространения. Более быстрое выявление случаев заболевания может позволить местным чиновникам действовать быстрее до того, как болезнь достигнет критической точки, когда передача инфекции становится трудно сдерживаемой, а госпитализация перегружает местную систему здравоохранения.
Отслеживание КОВИД-19 путем наблюдения за РНК в сточных водах набирает обороты по всей стране и может предупредить лиц, принимающих решения, о возможных вспышках заболевания за несколько дней до того, как люди заболеют. Вирусная РНК может быть выделена из сточных вод на очистных сооружениях и идентифицирована в ходе сложного и высокотехнологичного процесса, при этом относительное количество РНК в сточных водах коррелирует с количеством случаев. Наличие туалетов, подключенных к канализационной системе, позволяет регулярно отбирать пробы и делает отбор проб сточных вод всеохватным источником информации о КОВИД-19 в населенном пункте.
Учитывая это, исследователи стремились повысить эффективность и точность наблюдения за сточными водами путем сравнения возможности обнаружения вируса в двух формах сточных вод - в жидком состоянии или в осевшем твердом (осадок, осевший в резервуаре). Большинство современных исследований сосредоточено на жидких пробах, однако, группа отмечает, что многие вирусы имеют сродство к твердым веществам и ожидают более высоких концентраций вируса в этих пробах.
Исследователи обнаружили, что осевшие твердые пробы имеют более высокие концентрации и лучшее обнаружение SARS-CoV-2 по сравнению с жидкостным вариантом. "Эти результаты подтвердили наши ранние представления о том, что нацеливание на твердые частицы в сточных водах приведет к чувствительным и воспроизводимым измерениям КОВИД-19 в сообществе. Это означает, что мы можем отслеживать нарастающие тенденции, когда случаев еще относительно мало", - говорит старший автор Криста Виггинтон.
С середины марта до середины июля 2020 года, исследователи протестировали около 100 твердых проб из регионального хранилища сточных вод Сан-Хосе-Санта-Клары, подсчитывая суточную концентрацию. Используя статистическое моделирование, они сравнили эти концентрации с подтвержденными случаями КОВИД-19, предоставленными округом. Их результаты отслеживали тенденцию к сокращению случаев заболевания в округе.
Исследование представляет собой возможный способ выявления новых вспышек, поиска горячих точек, подтверждения снижения числа случаев заболевания и информирования о мерах вмешательства в области общественного здравоохранения. По мере того, как школы вновь открываются, технология может внедряться районами для определения того, уменьшается ли циркуляция вирусов в общинах. Она также может быть использована в районах, испытывающих нехватку ресурсов для надежного индивидуального клинического тестирования.
Исследователи отмечают, что все еще имеется информация, необходимая для лучшего понимания ограничений тестирования сточных вод и улучшения способов забора материала. Скорость распада вируса в сточных водах, степень и сроки распространения вирусных РНК при заболеваниях и различным технологическим процессам в работе станций очистки сточных вод - все это может повлиять на результаты. Будущие исследования этих факторов могут привести к более глубокому пониманию тенденций развития ситуации.
В этом месяце группа запускает новый пилотный проект по отбору проб на восьми очистных сооружениях в Калифорнии ежедневно, с 24-часовым циклом работы. Цель проекта - лучше понять, какие типы данных, получаемых практически в режиме реального времени, полезны для работников здравоохранения. Внедрение методов, разработанных группой может быть использовано в будущем для мониторинга сточных вод на предмет наличия других патогенных микроорганизмов, циркулирующих в населенных пунктах.
