利用污水预测COVID-19感染

一种新的数学模型利用废水样本提前5天有效预测一个社区的临床COVID-19病例数。该方法由北海道大学环境工程师Masaaki Kitajima及其日本同事开发并验证。它可以帮助卫生保健当局更好地制定感染控制政策，特别是在缺乏临床监测的情况下。研究人员在杂志上报告了他们的发现国际环境．

检测废水样本中的SARS-CoV-2作为预测临床病例激增的一种手段一直备受关注。自大流行开始以来，科学家们一直在研究这种方法。然而，目前的方法并不是特别敏感，只能检测到病例的增加，而不能预测社区内的病例数量。

北岛和他的同事已经开发出了一种检测废水样本中SARS-CoV-2 RNA的方法。但是这个方法需要固体材料并且不能很好地处理稀释的废水雨天或者是经过澄清且大部分为液体的处理废水。因此，他们修改了他们的方法。

而不是用低速离心来制造颗粒废水样品然后进行测试，他们使用特殊的过滤器，可以从稀释的废水中捕获病毒RNA。接下来从过滤器中提取RNA，扩增，然后运行聚合酶链反应(PCR)检测。他们称这种新方法为高效实用的增强膜敏感性病毒识别系统(EPISENS-M)。

他们使用EPISENS-M测试从两家公司抽取的每周样本污水处理厂在日本札幌，从2020年5月到2022年6月，为期两年。他们将从这些样本中获得的SARS-CoV-2数据与两个集水区COVID-19病例的临床监测数据进行了比较。

北岛说:“EPISENS-M能够在废水中检测SARS-CoV-2 RNA，准确率超过50%，而新病例仍然不到每10万居民1例。”

对数据的进一步分析表明，感染者在通过临床测试报告之前大约五天开始将病毒排放到污水系统中。

研究人员将废水病毒数据与临床监测数据结合起来，开发了一种新的病毒检测方法数学模型这将病毒在疾病过程中脱落的波动考虑在内，从而成功预测未来5天内预计会出现的新病例数量。

北岛说:“例如，我们仍然需要了解疫苗是如何影响病毒从受感染的个体排出到污水系统的。”“我们的方法还涉及昂贵的设备。因此，还需要进一步的研究来改进这种方法，使其更具成本效益。尽管如此，这项研究强调了基于废水的流行病学在预测社区临床病例数量方面的潜力，即使没有实施完全可报告的临床监测。”