SARS-CoV-2 i spildevandsfaststoffer kan hjælpe med at overvåge spredningen af ​​COVID-19

Nøjagtig identifikation af ændringer i samfundets COVID-19-infektioner gennem spildevandsovervågning rykker tættere på virkeligheden. En ny undersøgelse, udgivet i Miljøvidenskab og -teknologi , identificerer en metode, der ikke kun detekterer virussen i spildevandsprøver, men også sporer, om infektionsraten er på vej op eller ned.

At teste spildevand - en robust kilde til COVID-19, da de inficerede afgiver virussen i deres afføring - kunne bruges til mere lydhør sporing og supplerende information, som offentlige sundhedsembedsmænd stoler på, når de evaluerer indsatsen for at begrænse virussen, såsom forbedrede folkesundhedsforanstaltninger og endda vacciner, når de bliver tilgængelige.

Testen fungerer ved at identificere og måle genetisk materiale i form af RNA fra SARS-COV-2, virus, der forårsager COVID-19. "Dette arbejde bekræfter, at tendenser i koncentrationer af SARS-CoV-2 RNA i spildevandsspor med tendenser til nye COVID-19-infektioner i samfundet. Spildevandsdata supplerer data fra kliniske tests og kan give yderligere indsigt i COVID-19-infektioner i lokalsamfund , " sagde co-senior forfatter Alexandria Boehm, en Stanford professor i civil- og miljøteknik.

Mens USA kæmper med rekordstore daglige transmissionshastigheder, at indhente mere information for at spore stigninger og informere om folkesundhedspolitikker i lokalsamfund er fortsat nøglen til at håndtere den dødelige virus. COVID-19 kan være særligt svært at spore, med mange asymptomatiske eller milde tilfælde, der ikke bliver opdaget. De, der bliver testet, kan stadig sprede infektionen, før de modtager testresultater, hæmmer hurtig identifikation, behandling og isolation for at bremse spredningen. Hurtigere identifikation af tilfælde, kan give lokale embedsmænd mulighed for at handle hurtigere, før sygdommen når et afgørende vendepunkt, hvor overførslen bliver svær at begrænse, og hospitalsindlæggelser overvælder det lokale sundhedssystem.

Sporing af COVID-19 gennem spildevandsovervågning af RNA vinder frem i hele landet og kan advare beslutningstagere om potentielle udbrud dage før individer genkender symptomer på virussen. Det virale RNA kan isoleres fra spildevand i spildevandsbehandlingsanlæg og identificeres gennem en kompliceret og yderst teknisk genvindingsproces. med de relative mængder i spildevand i forhold til antallet af sager. Enhver med et toilet tilsluttet et kloaksystem kunne deponere disse biologiske prøver på regelmæssig basis, gøre spildevandsprøvetagning til en inkluderende kilde til information om COVID-19 i et samfund.

Med det i tankerne, forskerne søgte at fremme effektiviteten og nøjagtigheden af ​​spildevandsovervågning for COVID-19 ved at sammenligne evnen til at detektere virussen i to former for spildevand - et hovedsagelig flydende indløb eller et bundfældet fast stof (sediment bundfældet i en tank). Den mest aktuelle forskning fokuserer på influent prøver; imidlertid, holdet bemærker, at mange vira har en affinitet til faste stoffer og forventede højere koncentrationer af virussen i disse prøver, hvilket kunne forbedre detektion og konsistens.

Forskerne fandt ud af, at de faste prøver havde højere koncentrationer og bedre påvisning af SARS-CoV-2 sammenlignet med de flydende versioner. "Disse resultater bekræftede vores tidlige tankegang om, at målretning mod de faste stoffer i spildevand ville føre til følsomme og reproducerbare målinger af COVID-19 i et samfund. Det betyder, at vi kan spore opadgående tendenser, når tilfældene stadig er relativt lave, " sagde co-senior forfatter Krista Wigginton, en lektor i civil- og miljøteknik fra University of Michigan. Wigginton og Boehm leder forskningen sammen.

Forskerne testede derefter omkring 100 faste faste prøver fra San Jose-Santa Clara regionale spildevandsanlæg fra midten af ​​marts til midten af ​​juli 2020, optælling af daglige koncentrationstal. Ved hjælp af statistisk modellering sammenlignede de disse koncentrationer med COVID-19 bekræftede tilfælde leveret af amtet. Deres resultater sporede tendensen i amtets sager, faldende i både maj og juni og topper i juli.

Forskningen præsenterer en mulig måde at identificere nye udbrud, finde hotspots, bekræfte faldet i tilfælde og informere folkesundhedsinterventioner. Da skolerne genåbner, teknologien kunne implementeres af distrikter for at identificere, om cirkulationen af ​​fællesskabsvirus er faldende. Det har også potentiale til at blive brugt i områder, der mangler ressourcer til robuste individuelle kliniske tests, såsom teststeder i Illinois, der efter sigende lukkede tidligt efter at have løbet tør for test.

Der er stadig brug for information for bedre at forstå begrænsningerne af spildevandstestning og forbedre, hvad der kan indsamles, konstaterer forskerne. Virussens henfaldshastighed i spildevand, omfanget og tidslinjen for viral RNA-udskillelse ved sygdom og varierende drift af forskellige spildevandsanlæg har alle potentiale til at påvirke resultaterne. Fremtidige undersøgelser af disse faktorer kan føre til bedre indsigt i case-tendenser.

Holdet lancerer en ny pilot i denne måned for at prøve op til otte spildevandsrensningsanlæg i Californien dagligt, med 24 timers ekspeditionstid. Piloten sigter mod bedre at forstå, hvilke typer næsten realtidsdata, der er nyttige for offentlige sundhedsembedsmænd. Implementering af metoderne og rammerne udviklet af teamet og pilotstudiet kan også bruges i fremtiden til at overvåge spildevand for patogener ud over COVID-19, der cirkulerer i lokalsamfund.