Smederevac / Getty
Kluczowe wnioski
- Cząsteczki wirusa COVID-19 wykryto podczas rutynowych testów ścieków w akademikach na Uniwersytecie Arizony.
- Szkoła natychmiast przeprowadziła testy uczniów i pracowników i zidentyfikowała dwie osoby, u których wykryto COVID-19, ale nie miały objawów.
- Ta historia sprawiła, że ludzie zaczęli się zastanawiać, dlaczego więcej społeczności nie testuje moczu i kału na obecność COVID-19.
- Eksperci twierdzą, że system testowy jest już przeciążony, a dodanie dodatkowych próbek tylko zwiększyłoby powolne tempo otrzymywania wyników.
Podczas regularnych badań ścieków w akademikach Uniwersytet Arizony wykrył w próbkach wirusa SARS-CoV-2, który powoduje COVID-19. Uniwersytet zareagował natychmiastowymi środkami, aby powstrzymać potencjalną epidemię, ale historia wywołała pytania dotyczące dlaczego próbki moczu i kału nie zostały jeszcze dodane do opcji testowania COVID-19.
„To wszystko jest całkiem nowe” - mówi Verywell dr Aaron Peacock, dyrektor biologii molekularnej w Microbac Laboratories, Inc. „Tak naprawdę nie robiono tego regularnie ... większość firm, które przeprowadzają [testowanie] ścieków, to nasze przedsiębiorstwa użyteczności publicznej, więc znajdują się w miastach lub powiatach lub w dzielnicach komunalnych, a one” są ściśle regulowane ”.
Peacock nie był zaangażowany w testowanie ścieków w akademikach Uniwersytetu Arizony, ale Microbac Laboratories współpracuje obecnie z innymi szkołami wyższymi i uniwersytetami w celu przetestowania ich ścieków pod kątem liczby wirusów SARS-CoV-2.
Firma współpracuje również z niektórymi miastami i gminami, które przyznały fundusze na testy SARS-CoV-2. Peacock twierdzi, że testowanie ścieków podczas pandemii - i nie tylko - może uzupełniać inne metody testowania, dając kampusom, firmom i społecznościom szerszy obraz przyszłych problemów.
Monitorowanie trendów infekcji społeczności
Badanie próbek ścieków na obecność wirusa COVID-19 różni się od badania jednej osoby na raz. Różne modele i algorytmy mogą pomóc w monitorowaniu ogólnej liczby aktywnych infekcji na danym obszarze, a dane mogą pomóc w informowaniu społeczności o tym, czy liczba przypadków infekcji rośnie, spada, czy też pozostaje taka sama.
„Jeśli spojrzysz na to w ten sposób, znajdziesz się w balonie na wysokości 10 000 stóp, patrząc w dół na las, co daje ogólne pojęcie o tym, co dzieje się w lesie. Ale kiedy testujesz pojedynczych ludzi, testujesz pojedyncze drzewa ”- mówi Peacock.
Peacock mówi, że SARS-CoV-2 może zostać wydalony z kałem osoby, zanim wystąpią objawy.
„To swego rodzaju zwiastun tego, co może napadać na szczupaki w przypadku aktywnych infekcji” - mówi.
Zgodnie z tą logiką wykrycie cząsteczek wirusa w ściekach może pomóc społecznościom w szybszym identyfikowaniu przypadków COVID-19, co stało się na Uniwersytecie Arizony.
Szkolne Centrum Technologii Zrównoważonej Wody i Energii badało ścieki z akademików kampusu podczas pierwszego tygodnia zajęć stacjonarnych. Odkryli obecność SARS-CoV-2 w jednym akademiku. Kiedy testowali uczniów i personel w tym miejscu, zidentyfikowali dwie osoby, które były pozytywne dla wirusa, ale nie miały objawów.
Zgodnie z oświadczeniem uniwersytetu, w ramach strategii kampusu „Test, Trace, Treat” wszyscy studenci musieli przejść negatywny test antygenu, zanim mogli przenieść się do akademików.
„Tu chodzi o wyczucie czasu” - mówi Verywell dr Jagdish Khubchandani, MPH, MBBS, profesor zdrowia publicznego na Uniwersytecie Stanowym Nowego Meksyku. „Myślę, że dzisiaj, jeśli mnie przetestujesz, mam nadzieję - i najprawdopodobniej - jestem negatywny. Ale zostawiasz mnie samego na trzy dni. W ciągu tych kilku dni mogłem pójść do lokalnego sklepu spożywczego lub spotkać ludzi i zaraziłem się ”.
Łapanie przypadków przed objawami
Według badań przeprowadzonych przez Johns Hopkins Medicine, gdy osoba jest testowana we wczesnych dniach zakażenia COVID-19, wynik może dać fałszywie negatywny wynik.
W przypadku badania, które zostało opublikowane wRoczniki chorób wewnętrznych, przeanalizowano dane z 1330 próbek, które przeszły test łańcuchowej reakcji polimerazy z odwrotną transkryptazą (RT-qPCR). Naukowcy obliczyli dzienne wskaźniki wyników fałszywie ujemnych na podstawie wyników testów i zgłoszonej daty zakażenia lub czasu wystąpienia objawów.
Według ich szacunków, osoby, które były testowane na obecność wirusa w ciągu czterech dni po zakażeniu, były o 67% bardziej narażone na wynik negatywny, a zatem otrzymały wynik fałszywie negatywny. Test okazał się dokładniejszy osiem dni po zakażeniu, ale nawet wtedy odsetek fałszywie pozytywnych wyników wynosił 20%.
„Nawet kiedy zostanę zarażony”, wyjaśnia Khubchandani hipotetycznie, „początkowo przez pierwsze 7 do 10 dni - lub nawet dwa tygodnie w przypadku niektórych osób - nie mam żadnych objawów, ale nadal wydalam wirusa”.
Uniwersytet Arizony przeniósł dwóch studentów, którzy mieli pozytywny wynik testu na COVID-19, z akademika do kwarantanny. Studenci będą kontynuowali zajęcia online do czasu, gdy będą mogli bezpiecznie wrócić do życia w akademiku i na studia stacjonarne.
Po poddaniu uczniów kwarantannie szkolne Centrum Technologii Zrównoważonej Wody i Energii ponownie przetestowało ścieki w akademiku i nie znalazło śladów wirusa.
Jeśli wirus jest wydalany z odchodami ustrojowymi i może być potencjalnie używany do wykrywania koronawirusa wcześniej niż testy COVID-19, takie jak wymaz z nosogardzieli, to dlaczego nie ma więcej szkół i społeczności badających próbki moczu i kału?
„Analiza moczu oznaczałaby dodatkowe kroki i obciążenie przy testowaniu” - mówi Khubchandani. Ponieważ wzrosty i opóźnienia testów w zaległych laboratoriach już stanowią problem, testowanie odchodów indywidualnych byłoby dodatkowym wyzwaniem.
Jak przetestować ścieki pod kątem COVID-19
Peacock wyjaśnia, że Microbac Laboratories uzyskuje reprezentatywną próbkę na jeden z dwóch sposobów. Pierwsza to tak zwany test chwytania, w którym pobierana jest próbka losowa. Drugi to test złożony, w którym umieszcza się przyrząd do zbierania ścieków co 15 lub 20 minut.
Następnie dostosowuje się pH próbki, aby cząsteczki wirusa przylegały do innych cząstek, co pomaga w filtrowaniu. Następnie ekstrahuje się kwasy nukleinowe i potencjalne RNA wirusa i przeprowadza test RT-qPCR. Test „zmienia RNA w komplementarne DNA”, mówi Peacock. „A następnie ten komplementarny DNA jest odczytywany przez nasz instrument”.
RT-qPCR
RNA przekształca się w DNA komplementarne, syntetyczną formę DNA wykonaną z szablonu RNA Test ma wiele zastosowań, od genetyki po badania kliniczne.
Test RT-qPCR to ta sama analiza, która jest stosowana do próbek pobranych z wymazów z nosogardła. Potrzebujesz jednak innego wskaźnika do testowania ścieków. Microbac testuje również wirusa łagodnej pstrości pieprzu (PMMoV).
„To rodzaj najbardziej rozpowszechnionego wirusa związanego z człowiekiem w ściekach” - mówi Peacock. Był również używany do testowania jakości wody. „Możesz użyć tego PMMoV, aby dowiedzieć się, ile odpadów ludzkich jest w ściekach w danym momencie” - mówi Peacock, powołując się na potrzebę odróżnienia od wkładu ludzkiego i wkładu przemysłowego. „A potem możesz użyć tego do pewnego rodzaju zestawienia wyników dla swoich liczb SARS-CoV-2”.
Testowanie poza akademikami
„Korporacje, branże, fabryki i miejsca pracy mogą być dobrymi miejscami do oceny obciążenia wirusem” - mówi Khubchandani. Na przykład w pierwszych miesiącach pandemii zakłady mięsne stały się hotspotami epidemii COVID-19. Sprawdzenie obecności wirusa w ściekach z zakładu może pomóc w zapobieganiu przyszłym epidemiom.
Dr Jagdish Khubchandani, MPH, MBBS
Myślę, że muszę podkreślić, że naszym największym wyzwaniem przy testowaniu ścieków lub ludzi jest: jak przełożyć to na publiczną adaptację?
- Dr Jagdish Khubchandani, MPH, MBBSMiasta mogą również mieć możliwość wykorzystania testów do zbierania danych z różnych podsekcji społeczności. „Gdziekolwiek masz stację wyciągów (pompownię) lub obszar, w którym gromadzi się woda - [czy] to sąsiedztwo, czy szkoła średnia - możesz to sprawdzić” - mówi Peacock.
To powiedziawszy, finansowanie i biurokracja nadal mogą stanowić przeszkodę. „W przypadku większej społeczności istnieje wiele dodatkowych wydatków na wzbogacenie próbki w celu uzyskania odpowiedniego typu wiremii. Wiele miast może nie mieć takich zasobów ”. Mówi Khubchandani.
Khubchandani porusza również inną ważną kwestię dotyczącą zbierania danych. „Myślę, że muszę podkreślić, że naszym największym wyzwaniem związanym z testowaniem ścieków lub ludzi jest: jak przełożyć to na publiczną adaptację?”
Jeśli społeczność odkryje wysokie obciążenie COVID-19 poprzez testy ścieków, wówczas musiałyby zostać zastosowane bardziej agresywne środki dystansowania społecznego i testy osób w tej społeczności.Khubchandani dodaje, że ostatecznie dane są „przydatne tylko wtedy, gdy istnieje ocena w czasie rzeczywistym i działania społeczności kierowane tą oceną”.
Co to oznacza dla Ciebie
Chociaż twoja społeczność może nie testować swoich ścieków pod kątem COVID-19 w najbliższym czasie, historia z University of Arizona przypomina, że wirus może się rozprzestrzeniać nawet wtedy, gdy nie masz objawów. Kontynuowanie odpowiednich środków ostrożności, aby zachować dystans społeczny, noszenie maski i praktykowanie skutecznej higieny rąk, to nadal najlepsze sposoby na zapewnienie bezpieczeństwa Tobie, Twojej rodzinie i Twojej społeczności.
.jpg)
