Kaip nuotekų bandymai gali padėti sustabdyti COVID-19 bendruomenės plitimą

Smederevacas / Getty

Pagrindiniai išsinešimai

• COVID-19 viruso dalelės buvo aptiktos atliekant įprastus Arizonos universiteto bendrabučių nuotekų tyrimus.
• Po to mokykla nedelsdama išbandė studentus ir darbuotojus ir nustatė du žmones, kurie teigiamai įvertino COVID-19, tačiau neturėjo simptomų.
• Ši istorija privertė žmones susimąstyti, kodėl daugiau bendruomenių netiria šlapimo ir išmatų dėl COVID-19.
• Ekspertai sako, kad bandymų sistema jau yra per daug apkrauta, o pridėjus papildomų pavyzdžių, rezultatai būtų tik vangesni.

Reguliariai tikrindamas bendrabučio nuotekas, Arizonos universitetas atrado mėginius SARS-CoV-2, virusą, sukeliantį COVID-19. Universitetas atsakė nedelsdamas, kad sustabdytų galimą protrūkį, tačiau ši istorija iškėlė klausimų apie kodėl šlapimo ir išmatų mėginiai dar turi būti pridėti prie COVID-19 tyrimo galimybių.

"Visa tai iš tikrųjų yra gana nauja", - sako "Wellwell" mokslų daktaras Aaronas Peacockas, "Microbac Laboratories, Inc" molekulinės biologijos direktorius. „Tai iš tikrųjų nebuvo daroma reguliariai ... dauguma šių įmonių, atliekančių nuotekas [bandymus], yra mūsų komunalinių paslaugų įmonės, taigi jos yra miestuose ar apskrityse, arba komunaliniuose rajonuose, ir jos“ vėl griežtai reguliuojamas “.

Povas nedalyvavo Arizonos universiteto bendrabučio nuotekų bandymuose, tačiau „Microbac Laboratories“ šiuo metu dirba su kitomis kolegijomis ir universitetais, kad patikrintų jų nuotekas dėl SARS-CoV-2 virusų skaičiaus.

Bendrovė taip pat bendradarbiauja su kai kuriais miestais ir savivaldybėmis, kurios skyrė finansavimą SARS-CoV-2 testavimui. Povas sako, kad nuotekų bandymai pandemijos metu (ir kitaip) gali papildyti kitus bandymų metodus, kad miesteliai, įmonės ir bendruomenės galėtų geriau suprasti būsimas problemas.

Bendruomenės infekcijos tendencijų stebėjimas

Nuotekų mėginių tyrimas dėl COVID-19 virusų skaičiaus skiriasi nuo vieno žmogaus tyrimo vienu metu. Skirtingi modeliai ir algoritmai galėtų padėti stebėti bendrą aktyvių infekcijų skaičių toje vietovėje, o duomenys - padėti informuoti bendruomenę apie tai, ar infekcijos atvejai didėja, mažėja ar nesikeičia.

„Jei pažvelgsite į tai tokiu būdu, esate 10 000 pėdų balionu, žvelgdami į mišką, suteikdami bendrą idėją apie tai, kas vyksta miške. Bet kai bandai atskirus žmones, tai ir atskirus medžius “, - sako Povas.

Povas sako, kad SARS-CoV-2 gali išsiskirti žmogaus išmatose, kol jiems nepasireiškia simptomai.

"Tai yra tam tikras išankstinis pranešėjas apie tai, kas gali nusileisti į lydeką dėl aktyvių infekcijų", - sako jis.

Remiantis tokia logika, virusų dalelių aptikimas nuotekose gali padėti bendruomenėms greičiau nustatyti COVID-19 atvejus, kas nutiko Arizonos universitete.

Mokyklos Vandens ir energetikos tvarių technologijų centras pirmąją asmeninių užsiėmimų savaitę išbandė miestelio gyvenamųjų patalpų nuotekas. Jie nustatė, kad SARS-CoV-2 yra viename bendrabutyje. Išbandę toje vietoje esančius studentus ir darbuotojus, jie nustatė du asmenis, kurie teigiamai įvertino virusą, tačiau neturėjo simptomų.

Vykdant universiteto strategiją „Test, Trace, Treat“, visi studentai turėjo atlikti neigiamą antigeno testą, kad galėtų persikelti į gyvenamuosius rūmus, sakoma universiteto pranešime.

"Čia viskas priklauso nuo laiko", - Verywellui sako Jagdishas Khubchandani, daktaras, MPH, MBBS, Naujosios Meksikos valstybinio universiteto visuomenės sveikatos profesorius. „Manau, kad šiandien, jei mane išbandysite, tikiuosi - ir greičiausiai, aš esu neigiamas. Bet tu palieki mane ramybėje trims dienoms. Per tas kelias dienas galbūt nuvažiavau į vietinę maisto prekių parduotuvę ar sutikau keletą žmonių ir užsikrėčiau “.

Gaudymo atvejai prieš simptomus

Remiantis Johns Hopkins Medicine tyrimais, kai asmuo yra tiriamas ankstyvomis COVID-19 infekcijos dienomis, rezultatas gali sukelti klaidingą neigiamą rezultatą.

Tyrimui, kuris buvo paskelbtasVidaus ligų metraščiai, buvo peržiūrėti 1330 mėginių, kuriems buvo atlikti atvirkštinės transkriptazės polimerazės grandininės reakcijos (RT-qPCR) tyrimai, duomenys. Tyrėjai apskaičiavo klaidingai neigiamą dienos rodiklį, naudodamiesi tyrimo rezultatais ir nurodyta infekcijos data arba simptomų atsiradimo laiku.

Jų vertinimu, asmenims, kuriems buvo atliktas viruso tyrimas per keturias dienas po užsikrėtimo, 67% dažniau buvo neigiamas testas, todėl jie gavo klaidingai neigiamą rezultatą. Testas pasirodė tikslesnis praėjus aštuonioms dienoms po infekcijos, tačiau net ir tada klaidingai teigiamas rodiklis buvo 20%.

"Net tada, kai užsikrėčiau", - hipotetiškai paaiškina Khubchandani, - iš pradžių per pirmas 7–10 dienų - kai kuriems žmonėms net dvi savaites - aš neturiu jokių simptomų, bet vis tiek ir toliau metu virusą.

Arizonos universitetas perkėlė du studentus, kurių COVID-19 testas buvo teigiamas, iš gyvenamosios vietos salės į karantiną. Studentai tęs kursus internete, kol galės saugiai grįžti į bendrabučio gyvenimą ir asmenines studijas.

Po to, kai mokiniai buvo uždaryti karantine, mokyklos Vandens ir energijos tvarių technologijų centras vėl išbandė bendrabučio nuotekas ir nerado viruso pėdsakų.

Jei virusas išsiskiria kūno atliekose ir gali būti naudojamas koronavirusui nustatyti anksčiau nei COVID-19 tyrimai, pavyzdžiui, nosiaryklės tamponas, kodėl daugiau mokyklų ir bendruomenių netiria šlapimo ir išmatų mėginių?

"Šlapimo tyrimas sukeltų papildomų žingsnių ir naštą bandymams", - sako Khubchandani. Kadangi jau yra problema bandymų viršijimas ir vėlavimas iš atsilikusių laboratorijų, kūno atliekų tikrinimas asmenims būtų papildomas iššūkis.

Kaip išbandyti COVID-19 nuotekas

Povas paaiškina, kad „Microbac Laboratories“ reprezentatyvų mėginį gauna vienu iš dviejų būdų. Pirmasis yra vadinamasis griebimo testas, kuriame renkamas atsitiktinis mėginys. Antrasis yra sudėtinis bandymas, kai kas 15 ar 20 minučių nuotekoms surinkti naudojamas prietaisas.

Tada mėginio pH sureguliuojamas taip, kad viruso dalelės priliptų prie kitų dalelių, o tai padeda filtruoti. Tada ekstrahuojamos nukleorūgštys ir potenciali viruso RNR ir atliekamas RT-qPCR tyrimas. Testas „pakeičia RNR į komplementarią DNR“, sako Peacockas. „Ir tada tą komplementinę DNR nuskaito mūsų instrumentas“.

RT-qPCR

RNR paverčiama papildoma DNR, sintetine DNR forma, pagaminta iš RNR šablono. Testas turi daugybę galimybių, pradedant genetika ir baigiant klinikiniais tyrimais.

RT-qPCR testas yra ta pati analizė, kuri naudojama mėginiams, surinktiems iš nosiaryklės tamponų. Tačiau nuotekų tyrimams jums reikia kitos metrikos. „Microbac“ taip pat tiria pipirų švelnaus margumo virusą (PMMoV).

"Tai yra labiausiai paplitęs su žmonėmis susijęs virusas nuotekose", - sako Peacockas. Jis taip pat buvo naudojamas vandens kokybei tikrinti. "Galite naudoti tą PMMoV, kad žinotumėte, kiek žmogaus atliekų yra nuotekose bet kuriuo metu", - sako Peacockas, nurodydamas būtinybę atskirti nuo žmonių ir pramoninių sąnaudų. „Ir tada jūs galite tai panaudoti siekdami patvirtinti savo SARS-CoV-2 numerių rezultatus.“

Testavimas už bendrabučių

"Korporacijos, pramonės įmonės, gamyklos ir darbo vietos gali būti geros vietos įvertinti viruso apkrovą", - sako Khubchandani. Pavyzdžiui, pirmaisiais pandemijos mėnesiais mėsos kepimo gamyklos tapo COVID-19 protrūkio židiniais. Patikrinus, ar augalo kanalizacijoje nėra viruso, galima išvengti protrūkių ateityje.

Jagdish Khubchandani, daktaras, MPH, MBBS

Manau, ką turiu pabrėžti, kad didžiausias iššūkis išbandant nuotekų vandenį ar žmones yra toks: kaip tai paversti visuomenės prisitaikymu?

Miestai taip pat gali naudoti bandymus rinkti duomenis iš skirtingų bendruomenės poskyrių. "Kur jūs turite keltuvo stotį (pumphouse) ar zoną, kur telkiasi vanduo - [ar tai būtų] kaimynystėje, ar aukštojoje mokykloje, galite tai išbandyti", - sako Peacockas.

Vis dėlto finansavimas ir biurokratija vis tiek gali būti kliūtis. „Didesnėje bendruomenės situacijoje yra daug papildomų išlaidų mėginiui praturtinti, kad gautumėte reikiamą virusų kiekį. Daugelis miestų gali neturėti tokio tipo išteklių “. Khubchandani sako.

Khubchandani taip pat iškelia dar vieną svarbų aspektą renkant duomenis. „Manau, kad turiu pabrėžti tai, kad didžiausias iššūkis išbandant nuotekų vandenį ar žmones yra: kaip tai paversti visuomenės pritaikymu?

Jei bendruomenė, atlikdama nuotekų tyrimus, atranda didelę COVID-19 naštą, turėtų įvykti agresyvesnės socialinės distancijos priemonės ir asmenų bandymai šioje bendruomenėje.Khubchandani priduria, kad galų gale duomenys yra „naudingi tik tuo atveju, jei yra vertinimas realiuoju laiku ir bendruomenės veiksmai, kuriais vadovaujamasi tuo vertinimu“.

Ką tai reiškia tau

Nors netrukus jūsų bendruomenė gali netikrinti savo nuotekų dėl COVID-19, Arizonos universiteto istorija primena, kad virusas gali išplisti net ir neturint simptomų. Geriausias būdas apsaugoti jus, jūsų šeimą ir bendruomenę tebėra tinkamų socialinių atsargumo priemonių laikymasis, kaukės dėvėjimas ir veiksmingos rankų higienos praktika.