獨家:一些科學家正在利用汙水來測量社區中冠狀病毒的流行

隨著對Covid-19廣泛測試的需求的增長,官員們希望通過檢查汙水來清除隱藏的病毒病例。

世界各地的科學家團體都在使用廢水測試作為一種非侵入性方法來衡量其社區中冠狀病毒的流行率。

美國地方政府也轉向檢測,以檢測糞便中冠狀病毒遺傳物質(稱為RNA)的痕跡。

新城堡縣執行長馬特·邁耶(Matt Meyer)告訴美國有線電視新聞網(CNN),該數據可用於瞭解多少人可能有症狀並正在傳播該病毒,除了那些因為向外生病而呈陽性的人。

他位於特拉華州的縣已經與Biobot(一家基於MIT的初創公司)合作,以篩選廢水中的冠狀病毒。據公司發言人稱,Biobot正在30個州的150個設施中測試汙水

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邁耶說,新城堡縣剛剛完成了第一週的測試,並有望在本週初取得結果。在24小時試點測試中,Biobot估計僅在新城堡縣就有15200例Covid-19病例。根據約翰·霍普金斯大學的數據,這些結果將遠遠超過該州估計的4,034例確診病例。

邁耶說:“現在,我們正在與Biobot合作,因此我們有信心,正如我們本週所做的那樣,這可以以不同的方式表明我們縣的病例總數,這很有用。” “我們想確定熱點,在一個有560,000人的縣的10個治療設施中運行該熱點,並找出這些熱點的所在和不存在。”

邁耶(Meyer)說,他已經與州官員就在全州實施廢水測試進行了交談-儘管他說他已經受到了一些懷疑。

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梅耶說:“說實話,我對此持懷疑態度,這很公平。” “(Biobot在做的)似乎很聰明。科學似乎很可靠。到處都有不確定性……我希望這能奏效,我們必須對此表示懷疑。”

“預警系統”

同時,在紐約錫拉丘茲地區(Syracuse),三所大學的四位教授合作,通過離心方法分離病毒來測試Onondaga縣的廢水-他們說這一過程可以大大加快對Covid-19爆發的檢測。

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錫拉丘茲大學(Syracuse University)公共衛生教授戴維·拉爾森(David Larsen)告訴美國有線電視新聞網(CNN),他遇到了一篇論文,表明荷蘭科學家已經成功地對Covid-19進行了廢水測試,從而組織了該項目。

拉爾森說,他在錫拉丘茲的工程部門招募了同事滕增,與奧諾達加縣的廢水處理設施進行合作。然後將樣本發送到紐約州立大學(SUNY)系統的一部分的Hyatt Green和Frank Middleton。

紐約州立大學州立醫科大學的教授米德爾頓說,他們設計的分離工藝將廢水中Covid-19的RNA樣品粘附到聚乙二醇上,聚乙二醇是一種破壞活性病毒並濃縮成顆粒的樹脂。

然後通過稱為聚合酶鏈反應(PCR)的過程測試沉澱。米德爾頓說,與其他可能已經進入測試樣品的病毒相反,該PCR被用於特異性檢測Covid-19。

他估計,在該小組的學術實驗室中,他們每天可以測試多達100個樣品,儘管如果提供了足夠的樣品,PCR每天可以進行多達1,500個測試。

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擔任紐約州立大學分子生物學中心主任的米德爾頓說:“這與我過去所做的一切都不一樣。” “獲得沉澱後,我們幾乎可以立即進行PCR。大約12分鐘後-按照實驗室的標準,這幾乎是瞬時的-

美國紐約州立大學環境科學與森林學院的微生物學家格林說,由於實際上需要收集和過濾廢水樣品,因此整個測試過程很可能需要近四到八個小時。

但是他說,定期檢查Covid-19的時間在小時上的差異(與僅在症狀高峰時才對有症狀的患者進行檢查相比)可能在減少當前熱點以及潛在的第二波熱點方面起主要威懾作用。

格林說:“在某些地區,這是不切實際的。” “但是,在很多地區,確實如此。如果您提前設置了監視功能,並且在第一次聽說爆發的可能性時可以在開始時進行監視,則可以將該平臺用作預警系統。這將使我們有幾天或幾周的時間來應對這種大流行或流行病。”

海外測試

其他國家的科學家也一直在使用其汙水處理系統對Covid-19進行大規模測試,儘管他們對廢水樣本如何準確反映病毒的社區水平表示謹慎。

4月初,《自然》雜誌報道說,全世界有十幾個研究小組正在分析Covid-19廢水,並在美國,荷蘭和瑞典的廢水中發現了這種病毒的痕跡。

荷蘭國家公共衛生與環境研究所在上個月的一份聲明中說,在該國首例確診病例後四天採集的廢水樣本中已檢測到冠狀病毒。

該研究所在3月24日發佈的一份聲明中說:“一小部分Covid-19患者在胃腸道中患有新型冠狀病毒,因此將其排洩在糞便中。”

聲明說,廢水檢測方法以前曾被用來檢測脊髓灰質炎和麻疹等病毒。

意大利衛生研究所(ISS)上週報告說,米蘭和羅馬的部分地區的廢水樣本返回了陽性結果。它所檢測到的RNA不一定代表活的傳染性病毒。

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國際空間站在一份聲明中說:“結果加強了將城市中心的汙水控制作為一種無創工具來及早發現人口感染的前景。” “在第2階段,監視可用於間接監視病毒的傳播並及早發現其可能的再次出現,從而可以更快地識別和限制任何新的流行病爆發。”

澳大利亞研究人員還在汙水中發現了這種病毒的痕跡,並表示他們正在努力進行一項國家檢測計劃。

澳大利亞國家科學機構負責人說:“希望最終我們將不僅能夠檢測到Covid-19所在的地理區域,而且還可以檢測到大約受感染的人數-無需測試一個地點的每個人。” CSIRO-在4月16日發佈的聲明中說: “這將使公眾更好地瞭解我們如何遏制這種大流行。”

在鄰國新西蘭,國有ESR的科學家表示,他們正在測試Covid-19的廢水,以試圖評估消滅努力的效果並更好地瞭解社區傳播的模式。

ESR首席科學家佈雷特·科萬(Brett Cowan)在本月初的一份聲明中說: “我們正在與國內外研究機構合作,為在全球範圍內努力學習更多有關冠狀病毒並最終找到疫苗的工作做出貢獻。”

但是ESR研究人員指出,Covid-19是一種呼吸系統疾病,“不太可能被受汙染的糞便傳播”,這表明該病毒的水平較低且很難檢測。


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