Smederevac / Getty
Key Takeaways
- COVID-19 vírusrészecskéket detektáltak az Arizonai Egyetemen a kollégiumok szokásos szennyvízvizsgálata során.
- Az iskola nyomon követte a diákok és az alkalmazottak tesztelését, és két olyan személyt azonosított, akik pozitívak voltak a COVID-19-ben, de nem voltak tüneteik.
- A történet arra késztette az embereket, hogy vajon miért nem tesztelik több közösség a vizeletet és a székletet a COVID-19 szempontjából.
- Szakértők szerint a tesztelési rendszer már túlterhelt és további minták hozzáadása csak növelné az eredmények lassú ütemét.
Miközben rendszeresen tesztelte a kollégiumi szennyvizet, az Arizonai Egyetem a mintákban kimutatta a SARS-CoV-2 nevű vírust, amely a COVID-19 okozója. Az egyetem azonnali intézkedésekkel reagált a lehetséges járvány kitörésére, de a történet kérdéseket vetett fel miért kell még hozzáadni a vizelet- és székletmintákat a COVID-19 vizsgálati lehetőségekhez.
"Ez tulajdonképpen elég új" - mondja Aaron Peacock, PhD, a Microbac Laboratories, Inc. molekuláris biológiai igazgatója a Verywellnek. "Valójában nem rendszeresen végezték el ... ezeknek a vállalatoknak, amelyek szennyvizet végeznek [tesztelnek], közüzemi cégeink vagyunk, tehát városokban vagy megyékben vannak, vagy közüzemi körzetek, és ők" erősen szabályozott. ”
Peacock nem vett részt az Arizonai Egyetem kollégiumi szennyvízének tesztelésében, de a Microbac Laboratories jelenleg más főiskolákkal és egyetemekkel dolgozik együtt, hogy teszteljék szennyvizeiket a SARS-CoV-2 vírusszám szempontjából.
A vállalat néhány olyan várossal és önkormányzattal is együttműködik, amelyek finanszírozást különítettek el a SARS-CoV-2 teszteléséhez. Páva szerint a járvány során végzett szennyvízvizsgálatok - és egyéb módon - kiegészíthetik más vizsgálati módszereket, hogy az egyetemek, az üzleti vállalkozások és a közösségek nagyobb képet kapjanak az előttünk álló problémákról.
A közösségi fertőzési trendek figyelemmel kísérése
A szennyvízminták vizsgálata a COVID-19 vírusszám szempontjából eltér attól, hogy egyszerre egy embert vizsgáljunk. Különböző modellek és algoritmusok segíthetnek megfigyelni az aktív fertőzések általános számát egy területen, az adatok pedig segíthetnek tájékoztatni a közösséget arról, hogy a fertőzési esetek emelkednek-e, csökkennek-e vagy ugyanazok maradnak-e.
- Ha így nézed, akkor léggömbbel vagy 10.000 méter magasan, és lenézel az erdőre, és átfogó képet adsz arról, mi zajlik az erdőben. De amikor egyes embereket tesztel, akkor egyes fákat is tesztel "- mondja Peacock.
Páva azt mondja, hogy a SARS-CoV-2 a személy ürülékébe kerülhet, még mielőtt tünetei lennének.
"Ez egyfajta előhírnök annak, ami az aktív fertőzések miatt jöhet a csukán" - mondja.
E logika szerint a szennyvízben található vírusrészecskék kimutatása elősegítheti a közösségeket a COVID-19 esetek gyorsabb azonosításában, ami az arizonai egyetemen történt.
Az iskola Vízügyi és Energetikai Fenntartható Technológiai Központja a campus lakóhelyiségeinek szennyvizeit tesztelte a személyes órák első hetében. Megtalálták a SARS-CoV-2 jelenlétét egy kollégiumban. Amikor a helyszínen tesztelték a hallgatókat és a személyzetet, két olyan személyt azonosítottak, akik pozitívak voltak a vírusra, de nem voltak tüneteik.
Az egyetem „Test, Trace, Treat” stratégiájának részeként minden hallgatónak negatív antigéntesztet kellett elvégeznie, mielőtt beköltözhetnének a rezidencia termekbe - áll az egyetem közleményében.
"Itt az időzítésről van szó" - mondja a Verywellnek Jagdish Khubchandani, PhD, MPH, MBBS, a New Mexico State University közegészségügyi professzora. - Azt hiszem, ma, ha tesztel, remélhetőleg - és valószínűleg - negatív vagyok. De három napra békén hagysz. Lehet, hogy abban a néhány napban elmentem a helyi élelmiszerboltba, vagy találkoztam néhány emberrel, és megfertőződtem. ”
Esetek elkapása a tünetek előtt
A Johns Hopkins Medicine kutatása szerint, amikor egy személyt a COVID-19 fertőzés korai szakaszában tesztelnek, az eredmény hamis negatív eredményt hozhat.
A tanulmányhoz, amelyet aBelgyógyászati évkönyvek, áttekintettük 1330 minta adatait, amelyek reverz transzkriptáz-polimeráz láncreakció (RT-qPCR) teszten estek át. A kutatók kiszámították a napi hamis negatív arányokat a teszt eredményei és a fertőzés jelentett dátuma vagy a tünetek megjelenésének ideje alapján.
Becsléseik szerint azok az egyének, akiknek a fertőzést követő négy nap alatt tesztelték a vírust, 67% -kal nagyobb valószínűséggel tesztelték negatívan, ezért hamis negatív eredményt kapnak. A teszt nyolc nappal a fertőzés után pontosabbnak bizonyult, de akkor is 20% volt a hamis pozitív arány.
"Még akkor is, ha megfertõzõdöm" - magyarázza hipotetikusan Khubchandani -, kezdetben az elsõ 7-10 napban - vagy egyeseknél akár két hétig is - nincsenek tüneteim, de továbbra is tovább dobom a vírust.
Az Arizonai Egyetem karanténba helyezte a két hallgatót, akiknek a COVID-19-tesztje pozitív volt. A hallgatók online folytatják az órákat, amíg biztonságosan visszatérhetnek a kollégiumi életbe és a személyes tanulmányokba.
Miután a diákokat karanténba helyezték, az iskola Víz- és energiafenntartható technológiai központja ismét tesztelte a kollégium szennyvizét, és nem talált nyomot a vírusról.
Ha a vírus a test hulladékába kerül, és potenciálisan fel lehet használni a koronavírus kimutatására korábban, mint a COVID-19 tesztek, mint például az orr-garat tampon, akkor miért nem végez több iskola és közösség vizelet- és székletmintákat?
"A vizeletvizsgálat további lépéseket és terhet jelentene a tesztelésre" - mondja Khubchandani. Mivel az elmaradt laboratóriumok túlfeszültségeinek és késéseinek vizsgálata már kérdés, az egyének számára a testhulladék-tesztelés további kihívást jelentene.
A szennyvíz tesztelése a COVID-19 esetében
Peacock elmagyarázza, hogy a Microbac Laboratories reprezentatív mintát kétféle módon szerez be. Az első az úgynevezett megragadási teszt, ahol véletlenszerű mintát gyűjtenek. A második egy összetett teszt, ahol egy eszközt helyeznek a szennyvíz összegyűjtésére 15 vagy 20 percenként.
Ezután a minta pH-ját úgy állítjuk be, hogy a vírusrészecskék ragaszkodjanak más részecskékhez, ami elősegíti a szűrést. Ezután nukleinsavakat és a potenciális vírus RNS-t extrahálunk, és RT-qPCR tesztet hajtunk végre. A teszt "az RNS-t komplementer DNS-vé változtatja" - mondja Peacock. "És akkor ezt a komplementer DNS-t készülékünk olvassa fel."
RT-qPCR
Az RNS-t komplementer DNS-vé alakítják, amely egy RNS-templátból előállított DNS szintetikus formája. A tesztnek számos alkalmazása van, a genetikától a klinikai kutatásig.
Az RT-qPCR teszt ugyanaz az elemzés, amelyet a nasopharyngealis tamponokról gyűjtött mintákhoz használnak. Szüksége van azonban egy másik mutatóra a szennyvíz teszteléséhez. A Microbac a bors enyhe foltos vírusát (PMMoV) is teszteli.
"Ez a fajta leggyakoribb emberhez társuló vírus a szennyvízben" - mondja Peacock. A vízminőség tesztelésére is használták. "Használhatja ezt a PMMoV-t, hogy megtudja, mennyi emberi hulladék van a szennyvízben egy adott pillanatban" - mondja Peacock, utalva arra, hogy meg kell különböztetni az emberi és az ipari felhasználást. "És akkor ezt felhasználhatja a SARS-CoV-2 számok eredményeinek egyfajta igazolására."
Tesztelés a kollégiumokon túl
"A vállalatok, az ipar, a gyárak és a munkahelyek jó helyek lehetnek a vírus terhelésének felmérésére" - mondja Khubchandani. Például a világjárvány első hónapjaiban a húscsomagoló üzemek COVID-19 járvány hotspotokká váltak. A vírus jelenlétének ellenőrzése az üzem szennyvízében segíthet megelőzni a jövőbeni járványokat.
Jagdish Khubchandani, PhD, MPH, MBBS
Azt hiszem, amit hangsúlyoznom kell, az a legnagyobb kihívás, hogy teszteljük a szennyvizet vagy az embereket: hogyan lehet ezt lefordítani a nyilvános alkalmazkodásra?
- Jagdish Khubchandani, PhD, MPH, MBBSLehetséges, hogy a városok is használhatják a tesztet a közösség különböző alosztályainak adatainak összegyűjtésére. "Bárhol van felvonóállomás (szivattyúház) vagy egy olyan terület, ahol a víz összegyűlik - [akár] ez a környéken, akár a középiskolában van -, ezt tesztelheti" - mondja Peacock.
Ennek ellenére a finanszírozás és a bürokrácia továbbra is akadályt jelenthet. „Nagyobb közösségi helyzetben rengeteg többletköltség jár a minta gazdagításával a megfelelő típusú vírusterhelés elérése érdekében. És sok város nem biztos, hogy rendelkezik ilyen típusú erőforrásokkal. ” Khubchandani azt mondja.
Khubchandani egy másik fontos szempontot is felvet az adatgyűjtés során. "Azt hiszem, amit hangsúlyoznom kell, hogy a szennyvíz vagy az emberek tesztelésével a legnagyobb kihívásunk az: hogyan fordítsd át a közadaptációra?"
Ha egy közösség magas COVID-19 terhet fedez fel szennyvízvizsgálatokkal, akkor agresszívebb társadalmi-távolságtartó intézkedéseknek és a közösségen belüli személyek tesztelésének kell megtörténnie.Khubchandani hozzáteszi, hogy végső soron az adatok „csak akkor hasznosak, ha valós idejű értékelés és közösségi értékelés folyik ezen értékelés alapján”.
Mit jelent ez az Ön számára
Lehet, hogy a közösség egyhamar nem teszteli szennyvizeit a COVID-19-re, az Arizonai Egyetem története emlékeztet arra, hogy a vírus akkor is terjedhet, ha nincsenek tünetei. A megfelelő társadalmi távolságtartási óvintézkedések folytatása, a maszk viselése és a hatékony kézhigiéné gyakorlása továbbra is a legjobb módszer az Ön, családja és közösségének biztonságának megőrzésére.