Covid-19在社区污水中的线索:4个关于看冠状病毒的废水的问题
世界各地的研究人员正在测试废水中是否含有SARS-CoV-2病毒,希望流入下水道的废水可以作为社区COVID-19感染的早期预警系统。
环境工程师凯尔·毕比正在协调由国家科学基金会赞助的全国研究网络,旨在帮助科学家在这一领域进行工作。在这里,他解释了污水病毒连接以及研究人员如何最终将原始测量转化为有用的公共卫生信息。
如何监测细菌的废水?
最近这个想法已经很多关注,但这并不是新的。科学家一直在寻找病原体的污水自至少20世纪40年代,最值得注意的是脊髓灰质病毒。
整体概念非常简单。被感染的个体排除了病原体,这会挤压在马桶上或在排水管下洗净。其基因的病原体或碎片 - 然后通过社区的污水系统行进到a治疗厂,仔细采样可以检测到其存在。
大约三分之二的SARS-CoV-2感染者在粪便中排出冠状病毒。处理设施可以使用分子工具监测废水中病毒的RNA。
没有真正的标准,但大多数方法都涉及将废水样品集中在一定程度上,使其更有可能检测任何RNA。我们不是在寻找整体,完整的基因组,而是一种小序列的单一SARS-COV-2基因。
我们测量的RNA片段太小而无法直接捕获。因此,我们使用其他技巧来攻击它们,通常通过我们称之为静电相互作用 - 使RNA粘在过滤器中,或者使用其他化学物质将其聚集在一起。
然后我们量化样本中病毒RNA的含量。
重要的是要认识到,我们不能直接从测量的废水中推断出社区中有多少人有冠状病毒-至少现在还没有。
Coronavirus的存在告诉你什么?
当我们正在寻找废水中的病毒RNA时,我们可以有三个相关的目标。首先是直接监督。基本上是病毒,是或否。这可能在小型狭窄的社区,学校,宿舍,监狱,长期护理设施等方面具有最高的承诺。这将需要直接从设施的下水道取样。例如,亚利桑那大学检测到无症状感染学生的存在通过从校园住房测试废水。
下一个潜在的应用程序可能会监测趋势。病毒的表观浓度是否增加?这可能表明社区内的感染也在增加。
和第三次应用程序 - 我们可能是最远的远离 - 直接应用我们的测量来估计社区中受感染的人数。
有很多不确定性与感染的单独排泄有多有关,他们对报告的报告有多长时间暗示它变化很多。您可以使用Covid-19排出100份鼠颈的冠状病毒基因组的一个人生病。另一个人可以排出每克粪便1000万份,这是一个很大的差异。
整体愿景是,废水监测可以通知各种公共卫生干预和疾病监测计划。它可以补充临床监测,这往往落后于社区的真实疾病水平。
废水本身是污染风险吗?
废水监测通常已被用于检测通过粪便口腔途径扩散的病原体 - 而不是显然对SARS-COV-2感染的呼吸道途径显然是呼吁。关于争论冠状病毒是否可以通过水传播。我认为这是合理的,尽管它肯定不是主要的传播途径而且还没有得到证实。
虽然有一些传染病的报告在粪便中排出排泄,但仍然存在多数似乎灭活了一旦它离开了患者的身体。所以我真的不相信废水中的冠状病毒应该对公众的重大关注。
对污水工人来说可能是一个更大的关注点。但共识是,用于处理废水的标准个人防护设备足以控制冠状病毒。记得 - 在大流行之外,废水可以随时含有其他传染病。
但想象在治疗厂下游的海滩上游泳。您真的不需要担心留在水中的任何细分病毒基因组。关注的是传染性病毒,我们刚刚没有看到任何传染病,通过废水处理和消毒过程少得多。
有哪些挑战是什么?
认为这种技术是现成的是一种误解。关于如何做好这项工作,仍有很多未解决的科学问题。
认为这就像对社区中的每个人都进行COVID-19检测是不完全正确的。检测限度的问题有很多,比如收集收集全天废水的复合样本,当然还有很多病人可能不会分泌病毒RNA供我们检测。废水负排放并不意味着该地区没有人感染冠状病毒。所以废水监测与临床诊断工具有细微的不同。
我担心一个城市的健康部从合同实验室获得废水数据,并且突然思考一切都是安全的,冠状病毒病例在他们的地区较低,或者在过度传播的情况下,这种情况很高。这不像我们无法以这种方式迅速使用此工具的能力。我们今天还没有那里。
我的同事和我正在努力帮助建立一个框架来将这些信息翻译成一个可用的社区格式,因此市政当局可以使用废水监测来帮助制定影响人们生活和经济的艰难决策。我们还有项目看着这种传染病病毒的持久性废水。
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