「Nature」下水道的汙水隱藏著新冠爆發規模真相

「Nature」下水道的汙水隱藏著新冠爆發規模真相

「Nature」下水道的汙水隱藏著新冠爆發規模真相

導言:鑑於不是所有人都會進行檢測,因此全世界有十幾個研究小組已開始分析廢水中是否存在新的冠狀病毒,以此作為估計社區感染總數的一種方法。科學家說,如果病毒以這種方法回到社區,也可以用此方法來檢測它。

此前克蘭菲爾德大學研究人員和鍾南山團隊提及了下水道與新冠病毒之間的聯繫。近日,荷蘭相關研究人員在《自然》雜誌上刊登了一項新研究,為之前的研究提供了新的證據。

「Nature」下水道的污水隐藏着新冠爆发规模真相

分析廢水(通過排水系統到達處理設施的廢水)是研究人員追蹤尿液或糞便中排出的傳染病病毒(例如SARS-CoV-2)的一種方法。到目前為止,研究人員已經在荷蘭、美國和瑞典發現了這種病毒的痕跡。

荷蘭尼沃海恩 KWR水資源研究所的微生物學家格特詹•梅徳瑪(Gertjan Medema)說,一個汙水處理廠可以捕獲來自超過100萬人的廢水。監測SARS-CoV-2遺傳基因的梅德瑪說,以這種規模監控進水可以比檢測更好地估計冠狀病毒的傳播程度,因為廢水監測也包含了那些未經測試且僅出現輕度或無症狀的人。梅徳瑪曾在荷蘭的幾家汙水處理廠發現了SARS-CoV-2的遺傳物質——病毒RNA,她認為衛生當局只看到冰山一角。

但是,為了量化廢水樣本中人群的感染程度,研究人員說,這些小組將需要找出糞便中排洩了多少病毒RNA,並根據廢水樣本中病毒RNA的濃度推斷出人群中的感染人數。

昆士蘭環境聯盟和澳大利亞衛生科學研究中心的科學家說,研究人員還需要確保他們正在查看人的排洩物的代表性樣品,而不僅僅是及時查看快照,並且他們的測試可以檢測到低水平的病毒。科學家就環境健康風險向州政府提供建議。該小組說,廢水監測在可行的情況下,不能從個人測試中奪走資源,這一點很重要。

印第安納州聖母大學的環境工程師凱爾•畢比(Kyle Bibby)說,由於大學和實驗室的關閉以及用於進行測試的試劑的供應有限,監視病毒的工作陷入了停滯狀態。他說:“我們不想導致全球短缺。”

預警信號

諸如社交疏散之類的感染控制措施可能會抑制當前的大流行,但是一旦取消此類措施,病毒可能會再次流行。荷蘭國家公共衛生與環境研究所的傳染病研究員安娜•瑪麗亞•德•羅達•福斯曼(Ana Maria de Roda Husman)說,常規的廢水監測可以用作一種非侵入性的預警工具,以警告社區新的COVID-19感染。該研究所以前曾對汙水進行監測,以檢測諾如病毒、抗藥性細菌、脊髓灰質炎病毒和麻疹的暴發。

荷蘭在使用臨床測試確認了首例COVID-19病例後,僅四天,羅達•福斯曼的小組就在蒂爾堡史基浦機場

的廢水中發現了SARS-CoV-2痕跡。研究人員現在計劃將採樣範圍擴大到荷蘭所有12個省的首府以及其他12個尚未確診病例的地點。梅徳瑪的小組在社區報告感染之前在阿默斯福特市發現了病毒RNA。

研究還表明,SARS-CoV-2可以在感染後三天內出現在糞便中,這比人們出現嚴重症狀以至於他們需要住院治療(長達兩週)並獲得感染的時間要早得多。洛桑瑞士聯邦技術學院的環境病毒學家塔瑪•科恩(Tamar Kohn)說這是官方診斷。她說,跟蹤廢水中的病毒顆粒可以使公共衛生官員在決定是否採取諸如封鎖措施之類的措施方面領先。“七到十天可以使這次疫情的嚴重程度有很大不同。”

畢比說,更早地確定病毒進入社區,可能會減少由COVID-19造成的健康和經濟損失,特別是如果明年再次出現的話。

圖森亞利桑那大學環境微生物學家

查爾斯·格巴(Charles Gerba)說,廢水監測已經被用於評估針對脊髓灰質炎病毒的疫苗接種運動的成功。格巴說,這種方法還可以用來衡量諸如社會疏離等干預措施的有效性,他在圖森的原汙水中發現了SARS-CoV-2的痕跡。

鄰居有沒有感染新冠病毒?測一測下水道就能知道

克蘭菲爾德大學研究人員研究過這種高效的新冠病毒傳播情況檢測方法——檢測社區廢水中的病毒。

文章Can a Paper-Based Device Trace COVID-19 Sources with Wastewater-Based Epidemiology?(紙基裝置是否可以利用基於廢水的流行病學追蹤新冠肺炎的來源?)於3月23日發表在ACS Publication上。

基於廢水的流行病學(WBE)方法是指從下水道水樣中收集新冠病毒攜帶者糞便和尿液中的生物標誌物,預測新冠肺炎在社區中的潛在傳播狀況。他們開發了一種基於試紙的快速測試包,可以拿到當地廢水處理廠現場使用。

只要將紙質裝備展開,從廢水樣本中過濾病原體的核酸,然後與預載試劑進行生化反應,就能檢測出是否存在新冠病毒核酸。

結果當場可見:如果出現綠色的圓圈表示陽性,出現藍色的圓圈表示陰性。

研究人員表示:“在社區可能存在無症狀感染時,或者當人們不確定他們是否感染時,使用設備實時監控社區廢水,可以確定當地有無新冠病毒攜帶者,使社區儘快確定篩查、隔離和預防措施。”

這一研究的靈感來源於早前的研究成果,即新冠病毒感染者的糞便和尿液中可以分離出活性病毒,這些病毒可以在離開人體存活幾天。

該設備的優勢巨大,紙類分析儀器很薄、很輕,容易堆放、儲存和運輸,使用後也可以焚燒銷燬,減少了進一步汙染的風險。

鍾南山團隊:需預防下水道汙染引起的新冠病毒傳播

鍾南山團隊很早就注意到了下水道汙染引起新冠病毒傳播的可能,這不是危言聳聽,因為在十七年前非典曾經有過先例。

此前,在國家衛健委的支持與協調下,鍾南山院士牽頭收集了自2019年12月11日至2020年1月29日來自全國30個省/自治區/直轄市共552家醫院的1099例實驗室確診的新冠病毒患者的臨床信息。研究論文以原創論著(Original article)的形式,正式刊登在醫學界影響力最高的綜合醫學雜誌——

《新英格蘭醫學雜誌》上。

「Nature」下水道的污水隐藏着新冠爆发规模真相

這項研究中指出了消化道症狀(包括噁心嘔吐、腹瀉)較為少見,指出了新冠病毒通過消化道傳播的證據(在糞便、胃腸道破損粘膜、出血處分離出病毒),提示各界需注意預防下水道汙染引起的新冠病毒傳播。

另外,柳葉刀子刊報道了新冠患者咽試轉陰後,糞便陽性居然持續了近五週!由此,學術界才開始高度關注糞口傳播的可能性。

所以,檢測來自排洩物的汙水也是及早得扼住了病毒的喉嚨。

參考:

【1】https://www.nature.com/articles/d41586-020-00973-x

doi:10.1038 / d41586-020-00973-x

【2】https://www.360kuai.com/mob/transcoding?url=9c900f831a75325c6&cota=3&kuai_so=1&sign=360_e39369d1&refer_scene=so_62

【3】https://news.sina.cn/gn/2020-03-05/detail-iimxyqvz8096885.d.html?from=wap

「Nature」下水道的污水隐藏着新冠爆发规模真相

【新冠】SARS抗體或能揭示COVID-19致命弱點

【研究】沒想到,科學家竟然在海綿裡發現了治療宮頸癌的潛力藥物

【新發現】 新分子機制可調節免疫系統的巨噬細胞

【熱點】美國科學家:戴口罩吧!正常呼吸也可感染新冠病毒

「Nature」下水道的污水隐藏着新冠爆发规模真相


分享到:


相關文章: