独家:一些科学家正在利用污水来测量社区中冠状病毒的流行

随着对Covid-19广泛测试的需求的增长,官员们希望通过检查污水来清除隐藏的病毒病例。

世界各地的科学家团体都在使用废水测试作为一种非侵入性方法来衡量其社区中冠状病毒的流行率。

美国地方政府也转向检测,以检测粪便中冠状病毒遗传物质(称为RNA)的痕迹。

新城堡县执行长马特·迈耶(Matt Meyer)告诉美国有线电视新闻网(CNN),该数据可用于了解多少人可能有症状并正在传播该病毒,除了那些因为向外生病而呈阳性的人。

他位于特拉华州的县已经与Biobot(一家基于MIT的初创公司)合作,以筛选废水中的冠状病毒。据公司发言人称,Biobot正在30个州的150个设施中测试污水

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迈耶说,新城堡县刚刚完成了第一周的测试,并有望在本周初取得结果。在24小时试点测试中,Biobot估计仅在新城堡县就有15200例Covid-19病例。根据约翰·霍普金斯大学的数据,这些结果将远远超过该州估计的4,034例确诊病例。

迈耶说:“现在,我们正在与Biobot合作,因此我们有信心,正如我们本周所做的那样,这可以以不同的方式表明我们县的病例总数,这很有用。” “我们想确定热点,在一个有560,000人的县的10个治疗设施中运行该热点,并找出这些热点的所在和不存在。”

迈耶(Meyer)说,他已经与州官员就在全州实施废水测试进行了交谈-尽管他说他已经受到了一些怀疑。

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梅耶说:“说实话,我对此持怀疑态度,这很公平。” “(Biobot在做的)似乎很聪明。科学似乎很可靠。到处都有不确定性……我希望这能奏效,我们必须对此表示怀疑。”

“预警系统”

同时,在纽约锡拉丘兹地区(Syracuse),三所大学的四位教授合作,通过离心方法分离病毒来测试Onondaga县的废水-他们说这一过程可以大大加快对Covid-19爆发的检测。

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锡拉丘兹大学(Syracuse University)公共卫生教授戴维·拉尔森(David Larsen)告诉美国有线电视新闻网(CNN),他遇到了一篇论文,表明荷兰科学家已经成功地对Covid-19进行了废水测试,从而组织了该项目。

拉尔森说,他在锡拉丘兹的工程部门招募了同事滕增,与奥诺达加县的废水处理设施进行合作。然后将样本发送到纽约州立大学(SUNY)系统的一部分的Hyatt Green和Frank Middleton。

纽约州立大学州立医科大学的教授米德尔顿说,他们设计的分离工艺将废水中Covid-19的RNA样品粘附到聚乙二醇上,聚乙二醇是一种破坏活性病毒并浓缩成颗粒的树脂。

然后通过称为聚合酶链反应(PCR)的过程测试沉淀。米德尔顿说,与其他可能已经进入测试样品的病毒相反,该PCR被用于特异性检测Covid-19。

他估计,在该小组的学术实验室中,他们每天可以测试多达100个样品,尽管如果提供了足够的样品,PCR每天可以进行多达1,500个测试。

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担任纽约州立大学分子生物学中心主任的米德尔顿说:“这与我过去所做的一切都不一样。” “获得沉淀后,我们几乎可以立即进行PCR。大约12分钟后-按照实验室的标准,这几乎是瞬时的-

美国纽约州立大学环境科学与森林学院的微生物学家格林说,由于实际上需要收集和过滤废水样品,因此整个测试过程很可能需要近四到八个小时。

但是他说,定期检查Covid-19的时间在小时上的差异(与仅在症状高峰时才对有症状的患者进行检查相比)可能在减少当前热点以及潜在的第二波热点方面起主要威慑作用。

格林说:“在某些地区,这是不切实际的。” “但是,在很多地区,确实如此。如果您提前设置了监视功能,并且在第一次听说爆发的可能性时可以在开始时进行监视,则可以将该平台用作预警系统。这将使我们有几天或几周的时间来应对这种大流行或流行病。”

海外测试

其他国家的科学家也一直在使用其污水处理系统对Covid-19进行大规模测试,尽管他们对废水样本如何准确反映病毒的社区水平表示谨慎。

4月初,《自然》杂志报道说,全世界有十几个研究小组正在分析Covid-19废水,并在美国,荷兰和瑞典的废水中发现了这种病毒的痕迹。

荷兰国家公共卫生与环境研究所在上个月的一份声明中说,在该国首例确诊病例后四天采集的废水样本中已检测到冠状病毒。

该研究所在3月24日发布的一份声明中说:“一小部分Covid-19患者在胃肠道中患有新型冠状病毒,因此将其排泄在粪便中。”

声明说,废水检测方法以前曾被用来检测脊髓灰质炎和麻疹等病毒。

意大利卫生研究所(ISS)上周报告说,米兰和罗马的部分地区的废水样本返回了阳性结果。它所检测到的RNA不一定代表活的传染性病毒。

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国际空间站在一份声明中说:“结果加强了将城市中心的污水控制作为一种无创工具来及早发现人口感染的前景。” “在第2阶段,监视可用于间接监视病毒的传播并及早发现其可能的再次出现,从而可以更快地识别和限制任何新的流行病爆发。”

澳大利亚研究人员还在污水中发现了这种病毒的痕迹,并表示他们正在努力进行一项国家检测计划。

澳大利亚国家科学机构负责人说:“希望最终我们将不仅能够检测到Covid-19所在的地理区域,而且还可以检测到大约受感染的人数-无需测试一个地点的每个人。” CSIRO-在4月16日发布的声明中说: “这将使公众更好地了解我们如何遏制这种大流行。”

在邻国新西兰,国有ESR的科学家表示,他们正在测试Covid-19的废水,以试图评估消灭努力的效果并更好地了解社区传播的模式。

ESR首席科学家布雷特·科万(Brett Cowan)在本月初的一份声明中说: “我们正在与国内外研究机构合作,为在全球范围内努力学习更多有关冠状病毒并最终找到疫苗的工作做出贡献。”

但是ESR研究人员指出,Covid-19是一种呼吸系统疾病,“不太可能被受污染的粪便传播”,这表明该病毒的水平较低且很难检测。


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