废水设施罐的鸟瞰图

使用废水跟踪COVID-19-预警系统

通常被冲洗和遗忘,废水中的警告可以告诉我们我们的健康和安全何时处于危险之中。废水的测试揭示了从我们体内进行的危害(从毒素到病毒,包括SARS-COV-2病毒)的存在。

Miter生物技术学家Kunal Rambhia博士说:“使用废水监视作为预警系统正在回报世界各地的社区。”COVID-19-Healthcare Coalition与废水监视有关的活动。

联合成员(包括广泛的公共和私人组织)正在与全国各地的大学和社区合作,以促进废水监视的发展,以此作为应对大流行的工具。共享信息以帮助组织预防和遏制COVID-19案件是联盟的重点。

在这种情况下,这意味着将组织与想要开发计划的大学和社区的专业知识联系起来。

废水监视,也称为基于废水的流行病学(WBE)多年来,全球已使用了多年。但是自从19日大流行开始以来,兴趣已经显着增长。大学,市政当局和行业正在创建新的WBE系统来检测病毒并随着时间的流逝而进行跟踪。

例如,亚利桑那大学(UA)最近发现了其中一个宿舍中的SARS-COV-2病毒的证据 - 在任何人表现出症状之前。UA迅速测试了宿舍中的每个人,发现了两个积极的案例,都是无症状的学生。

他们立即将这些学生置于隔离宿舍中,以隔离他们,并开始追踪他们的密切联系。没有领先的指标(警告),在病毒进一步传播之前,可能不会发现这些病例。

领先指标 - 冠状病毒工具包的部分

UA水和能源可持续技术中心在对Pima县的其他地区进行废水监视方面拥有多年的经验。在Covid-19之前,该中心测试了15种不同的人类致病病毒以及阿片类药物的使用。该大学的专家与当地公共卫生部门和皮马县废水处理厂协调。

随着大学制定和发展计划将学生带回校园的计划,废水监视是他们可以使用的众多工具之一来识别和控制校园中的暴发。他们的工具包还包括社交距离和戴口罩,以及定期测试学生和员工(包括在许多情况下,当他们到达校园时),隔离那些被感染者并进行接触跟踪。

“废水监视是一种廉价,快速,可扩展的方法,可以找到疾病的主要指标,”微生物学家兼UA农业与生命科学学院环境科学教授Charles Gerba博士说。他和其他UA专家一直在与设立WBE计划的其他大学分享他们的战略和方法。

建立经验

多年来,世界各地一直在使用废水监测来确定疾病正在蔓延的地方。例如,世界卫生组织成功地使用这种方法来检测脊髓灰质炎病毒的爆发。然后,该机构增加了目标地区的教育和疫苗接种计划。

WBE已被用来检测社区内丙型肝炎,肠病毒,鼻病毒,腺病毒,诺病毒以及不同类型的化学物质和阿片类药物。

在寻找SARS-COV-2病毒时,该领先的指标提供了病毒的证据,大约在患者生病并被诊断和测试前一周。主动感染将显示该人是有症状还是无症状的人;测试废水可以进行广泛的人口测试,而不会破坏日常生活。

废水样本可能会使当地领导人了解社区中有多少案例以及数字增加或减少。对于这些努力的成功至关重要的是一项计划,当废水测试对SARS-COV-2呈阳性时该怎么做。

WBE不能取代单个诊断测试,而是包含病毒的多方面系统的一部分。它可以帮助公共卫生官员和其他决策者确定需要对谁进行测试,隔离并通过治疗和联系跟踪帮助。

降到基因组学

为了进行废水监视,个人或设备可从废水厂或单个建筑物的下水道线中捕获样品。该液体或固体样品是通过实验室处理的,并在其核糖核酸(RNA)中发现并分析了该病毒的遗传特征。

“他们在RNA上进行的测试实际上与为临床目的进行诊断测试的测定法非常相似。这是基于PCR的[聚合酶链反应]测定法。” Rambhia说。

耶鲁大学监视自己的废水以及纽黑文和康涅狄格州的几个城市。它的科学家与康涅狄格州公共卫生部门合作,为他们提供描述病毒状况的数据。(看他们的仪表板

“We’ve been sampling every day since March 19. Particularly early in the pandemic, this has been a good way to predict when a surge of cases will hit the hospitals,” says Dr. Jordan Peccia, Yale’s Thomas E. Golden, Jr., Professor of Chemical & Environment Engineering.

“我们认为废水监视是我们领导者用来做出决策的工具之一,数据越多,越好。”

快速移动的目标:表征病毒

该联盟已与全国各地的大学合作,以确定并分享开发实施WBE系统的端到端流程的最佳实践。成员还正在探索改善这些系统的方法,并支持跨系统共享数据的努力,这将为全国病毒的存在提供更大的了解。

由于该病毒是新的,而且动人如此迅速,因此科学家和微生物学家仍在学习它以及它如何传播。问题包括:

  • 在废水/污水中分解的速度有多快?
  • 我们需要多久测试一次?
  • 我们如何将废水中的病毒浓度与记录的感染数量相关联?

每种方法在如何收集和处理样品以及如何分析数据方面都有复杂性。尽管当前的许多努力都在独立进行,但仍有很大的需求促进跨城市的数据解释,尤其是当组织使用不同的方法生成数据时。

联盟成员正在追求创建常见数据标准以表征WBE病毒的方法,这将使组织能够在边界和时间进行比较。

成员们还将继续传播有关如何解释废水信息丰富世界中的警告的消息。

-由贝弗利伍德(Beverly Wood)

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