Kluczowe dania na wynos
- Podczas rutynowych badań ścieków w akademikach Uniwersytetu w Arizonie wykryto cząsteczki wirusa Covid-19.
- Szkoła natychmiast przeprowadziła testy wśród uczniów i personelu i zidentyfikowała dwie osoby, które uzyskały pozytywny wynik testu na obecność wirusa Covid-19, ale nie miały objawów.
- Ta historia sprawiła, że ludzie zastanawiali się, dlaczego coraz więcej społeczności nie testuje moczu i kału na obecność Covid-19.
- Eksperci twierdzą, że system testowania jest już przeciążony, a dodanie dodatkowych próbek tylko pogorszyłoby tempo uzyskiwania wyników.
Podczas regularnych badań ścieków w akademikach Uniwersytet Arizony wykrył w próbkach SARS-CoV-2, wirusa wywołującego COVID-19 . 1 Uniwersytet podjął natychmiastowe działania, aby powstrzymać potencjalną epidemię, ale w tej historii pojawiły się pytania, dlaczego próbki moczu i kału nie zostały jeszcze dodane do opcji testów na obecność wirusa Covid-19.
„To wszystko jest właściwie całkiem nowe” – mówi Verywell doktor Aaron Peacock , dyrektor biologii molekularnej w Microbac Laboratories, Inc. „Właściwie nie robiono tego regularnie… większość firm, które [badają] ścieki, to nasze przedsiębiorstwa użyteczności publicznej, więc działają w miastach lub powiatach, albo są to okręgi użyteczności publicznej i oni” podlegają ścisłym regulacjom.”
Firma Peacock nie brała udziału w badaniu ścieków w akademiku Uniwersytetu Arizony, ale Microbac Laboratories współpracuje obecnie z innymi uczelniami i uniwersytetami nad badaniem ścieków pod kątem liczby wirusów SARS-CoV-2.
Firma współpracuje również z niektórymi miastami i gminami, które przeznaczyły fundusze na testy na SARS-CoV-2. Peacock twierdzi, że badania ścieków podczas pandemii – i nie tylko – mogą uzupełniać inne metody testowania, aby zapewnić kampusom, firmom i społecznościom szerszy obraz nadchodzących problemów.
Monitorowanie trendów infekcji społecznościowych
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 pozostaje taka sama.
„Jeśli spojrzysz na to w ten sposób, znajdziesz się w balonie na wysokości 3000 metrów i patrzysz na las, co daje ogólny obraz tego, co dzieje się w lesie. Ale kiedy testujesz pojedynczych ludzi, testujesz pojedyncze drzewa” – mówi Peacock.
Peacock twierdzi, że SARS-CoV-2 może zostać wydalony z kałem, zanim wystąpią objawy.
„To swego rodzaju zapowiedź tego, co może spaść w przypadku aktywnych infekcji” – mówi.
Zgodnie z tą logiką wykrycie cząstek wirusa w ściekach mogłoby pomóc społecznościom szybciej zidentyfikować przypadki Covid-19, co miało miejsce na Uniwersytecie w Arizonie .
W pierwszym tygodniu zajęć stacjonarnych szkolne Centrum Technologii Zrównoważonej Wody i Energii zbadało ścieki z akademików na terenie kampusu. W jednym z akademików odkryli obecność SARS-CoV-2. Kiedy przebadali uczniów i personel w tym miejscu, zidentyfikowali dwie osoby, które uzyskały wynik pozytywny na obecność wirusa, ale nie miały objawów.
Jak wynika z oświadczenia uniwersytetu, zgodnie ze strategią kampusu „Przetestuj, wyśledź, potraktuj” wszyscy studenci musieli uzyskać ujemny wynik testu na antygeny , zanim mogli przenieść się do akademików. 2
„Tutaj liczy się czas” – mówi Verywell Jagdish Khubchandani, doktor nauk humanistycznych, MPH, MBBS , profesor zdrowia publicznego na Uniwersytecie Stanowym w Nowym Meksyku. „Myślę, że jeśli dzisiaj mnie przetestujecie, mam nadzieję – i najprawdopodobniej – że wynik będzie negatywny. Ale zostawiasz mnie w spokoju na trzy dni. W ciągu tych kilku dni mogłem pójść do lokalnego sklepu spożywczego lub spotkać ludzi i zostałem zarażony”.
Łapanie przypadków przed wystąpieniem objawów
Według badań przeprowadzonych przez Johns Hopkins Medicine, gdy dana osoba jest badana we wczesnych dniach infekcji Covid-19, wynik może dać fałszywie negatywny wynik . 3
Na potrzeby badania, które opublikowano w Annals of Internal Medicine , dokonano przeglądu danych z 1330 próbek, które przeszły test reakcji łańcuchowej polimerazy z odwrotną transkryptazą (RT-qPCR). Naukowcy obliczyli dzienny odsetek wyników fałszywie ujemnych, korzystając z wyników testu i zgłoszonej daty zakażenia lub czasu pojawienia się objawów.
Według szacunków u osób, które zostały przebadane na obecność wirusa w ciągu czterech dni od zakażenia, prawdopodobieństwo uzyskania negatywnego wyniku testu było o 67% większe, a co za tym idzie, uzyskania wyniku fałszywie negatywnego. Test okazał się dokładniejszy osiem dni po zakażeniu, ale nawet wtedy odsetek wyników fałszywie dodatnich wynosił 20%.
„Nawet gdy zostanę zarażony” – wyjaśnia hipotetycznie Khubchandani – „początkowo przez pierwsze 7–10 dni – a w przypadku niektórych osób nawet dwa tygodnie – nie mam żadnych objawów, ale nadal rozsiewam wirusa”.
Uniwersytet Arizony przeniósł dwóch studentów, którzy uzyskali pozytywny wynik testu na obecność Covid-19, z akademika do kwarantanny. Studenci będą kontynuować zajęcia online do czasu, aż będą mogli bezpiecznie wrócić do życia w akademiku i studiów stacjonarnych.
Po poddaniu uczniów kwarantannie szkolne Centrum Technologii Zrównoważonej Wody i Energii ponownie zbadało ścieki z akademika i nie znalazło śladów wirusa. 1
Jeśli wirus jest wydalany z odpadami ustrojowymi i potencjalnie można go wykorzystać do wykrycia wirusa wcześniej niż testy na obecność wirusa Covid-19, takie jak wymaz z nosogardzieli, to dlaczego więcej szkół i społeczności nie bada próbek moczu i kału?
„Badanie moczu wiązałoby się z dodatkowymi etapami i obciążeniem podczas badania” – mówi Khubchandani. Ponieważ wzrost liczby testów i opóźnienia w laboratoriach, które mają zaległe prace, stanowią już problem, badanie odpadów ustrojowych u osób fizycznych stanowiłoby dodatkowe wyzwanie.
Jak badać ścieki pod kątem obecności Covid-19
Peacock wyjaśnia, że Microbac Laboratories uzyskuje reprezentatywną próbkę na jeden z dwóch sposobów. Pierwszy to tzw. test grab, podczas którego pobierana jest losowa próbka. Drugi to test złożony, podczas którego instalowane jest urządzenie zbierające ścieki co 15 lub 20 minut.
Następnie reguluje się pH próbki tak, aby cząsteczki wirusa przylgnęły do innych cząstek, co ułatwia filtrację. Następnie ekstrahuje się kwasy nukleinowe i potencjalny RNA wirusa i przeprowadza się test RT-qPCR. Test „zamienia RNA w komplementarny DNA” – mówi Peacock. „Następnie nasz instrument odczytuje ten komplementarny DNA”.
RT-qPCR
RNA przekształca się w komplementarny DNA, syntetyczną formę DNA utworzoną z matrycy RNA. Test ma wiele zastosowań, od genetyki po badania kliniczne.
Test RT-qPCR to ta sama analiza, którą stosuje się w przypadku próbek pobranych z wymazów z nosogardzieli. Do badania ścieków potrzebny jest jednak inny miernik. Microbac testuje również na obecność wirusa łagodnej plamistości pieprzu (PMMoV).
„To rodzaj wirusa występującego najczęściej w ściekach ludzkich” – mówi Peacock. Wykorzystywano go również do badania jakości wody. „Możesz wykorzystać PMMoV, aby dowiedzieć się, ile odpadów ludzkich znajduje się w ściekach w danym momencie” – mówi Peacock, powołując się na potrzebę odróżnienia od wkładu człowieka i wkładu przemysłowego. „A następnie możesz użyć tego, aby w pewnym sensie porównać swoje wyniki z liczbą SARS-CoV-2”. 5
Testowanie poza akademikami
„Korporacje, gałęzie przemysłu, fabryki i miejsca pracy mogą być dobrymi miejscami do oceny obciążenia wirusem” – mówi Khubchandani. Przykładowo w pierwszych miesiącach pandemii zakłady mięsne stały się gorącymi punktami ogniska choroby Covid-19. Sprawdzenie obecności wirusa w ściekach zakładu może pomóc w zapobieganiu przyszłym epidemiom.
Myślę, że muszę podkreślić, że naszym największym wyzwaniem związanym z badaniem ścieków i ludzi jest: jak przełożyć to na przystosowanie do użytku publicznego?
Miasta mogą również być w stanie wykorzystać testy do gromadzenia danych z różnych podsekcji społeczności. „Gdziekolwiek masz stację wyciągów (pijalnie) lub obszar, w którym gromadzi się woda — [niezależnie od tego, czy jest to dzielnica, czy szkoła średnia] — możesz to przetestować” – mówi Peacock.
Niemniej jednak finansowanie i biurokracja mogą w dalszym ciągu stanowić przeszkodę. „W przypadku większej społeczności istnieje wiele dodatkowych wydatków na wzbogacenie próbki w celu uzyskania odpowiedniego rodzaju wiremii. Wiele miast może nie mieć tego typu zasobów. mówi Khubchandani.
Khubchandani porusza także inną ważną kwestię związaną z gromadzeniem danych. „Myślę, że muszę podkreślić, że naszym największym wyzwaniem związanym z badaniem ścieków i ludzi jest: jak przełożyć to na przystosowanie do użytku publicznego?”
Jeśli społeczność wykryje duże obciążenie wirusem Covid-19 poprzez badania ścieków, konieczne będzie zastosowanie bardziej agresywnych środków dystansowania społecznego i testowania poszczególnych osób w tej społeczności. Khubchandani dodaje, że ostatecznie dane są „użyteczne tylko wtedy, gdy istnieje ocena w czasie rzeczywistym i działania społeczne oparte na tej ocenie”.
Co to oznacza dla Ciebie
Chociaż w Twojej społeczności być może w najbliższym czasie nie będzie przeprowadzane badanie ścieków na obecność wirusa Covid-19, historia z Uniwersytetu w Arizonie przypomina, że wirus może rozprzestrzeniać się nawet wtedy, gdy nie masz objawów. Kontynuowanie stosowania odpowiednich środków ostrożności dotyczących dystansu społecznego, noszenie maski i przestrzeganie skutecznej higieny rąk to nadal najlepsze sposoby na zapewnienie bezpieczeństwa Tobie, Twojej rodzinie i społeczności.
Informacje zawarte w tym artykule są aktualne na podany dzień, co oznacza, że w momencie przeczytania tego artykułu mogą być dostępne nowsze informacje. Aby zapoznać się z najnowszymi aktualizacjami na temat Covid-19, odwiedź naszą stronę z aktualnościami dotyczącymi koronaawirusa .