Як моніторинг стічних вод допоможе запобігти майбутнім пандеміям

моніторинг пандемій у стічних водах 7 10 
Відбір проб стічних вод може зайняти багато часу. Джон Айзел/Університет штату Колорадо

Мікробіологи Сьюзан Де Лонг і Керол Вілуш познайомилися та стали прихильниками стічних вод у квітні 2020 року, коли низова група операторів очисних споруд попросила їх розробити та запровадити тест для виявлення SARS-CoV-2 у пробах із каналізації Колорадо. Де Лонг — інженер-еколог, який вивчає корисні бактерії. Вілуш спеціалізується на біології РНК. Тут вони описують, як працює нагляд за стічними водами та що він може зробити в майбутньому після пандемії.

Як здійснюється моніторинг стічних вод на наявність SARS-CoV-2?

Спостереження за стічними водами використовує той факт, що багато хвороботворних мікроорганізмів людини та продуктів метаболізму людських ліків потрапляють у сечу, фекалії або в те й інше. Вірус SARS-CoV-2, який викликає COVID-19, з’являється несподівано велика кількість у фекаліях інфікованих людей, навіть якщо це не основний шлях передачі захворювання.

Щоб з’ясувати, чи присутні патогени, нам спочатку потрібно зібрати репрезентативну пробу стічної води або безпосередньо з каналізації, або в місці, де те, що інженери називають «впливом», надходить на очисні споруди. Ми також можемо використовувати тверді речовини, які осіли зі стічних вод.

Потім фахівцям потрібно видалити великі частинки фекалій і сконцентрувати всі мікроби чи віруси. Наступним кроком є ​​виділення їхніх нуклеїнових кислот – ДНК або РНК, які зберігають генетичну інформацію патогенів.

Послідовності, що містяться в ДНК або РНК, діють як унікальні штрих-коди для присутніх патогенів. Наприклад, якщо ми виявимо гени, які є унікальними для SARS-CoV-2, ми знаємо, що в нашому зразку є коронавірус. Ми використовуємо підходи на основі ПЛР, аналогічні тим використовується в клінічних діагностичних тестах, щоб виявити та кількісно визначити послідовності SARS-CoV-2.

Більш детальна характеристика послідовності нуклеїнової кислоти може надати інформацію про вірусні штами – наприклад, він може ідентифікувати варіанти як омікрон BA.2.

В даний час переважна більшість зусиль з нагляду за стічними водами зосереджена на SARS-CoV-2, але ті ж методи працюють і з іншими патогенами, в тому числі поліовірус, вплив і норовіруси.

До пандемії одна заявка була моніторинг рідкісних спалахів вірусу поліомієліту у регіонах, де триває вакцинація проти поліомієліту. Стічні води також можна перевіряти на ознаки різних наркотиків, щоб дати розуміння рівень і вид вживання наркотиків серед населення.

Куди йдуть дані?

Під час пандемії Центри контролю та профілактики захворювань США розробили Національна система спостереження за стічними водами спеціально для відстеження SARS-CoV-2 по всій країні. Понад 800 сайтів повідомляють дані до цієї системи NWSS, але наразі представлені не всі штати та округи.


 Отримайте останні по електронній пошті

Щотижневий журнал Щоденне натхнення

моніторинг пандемій у стічних водах2 7 10 Понад 800 сайтів, які охоплюють населення різного розміру, повідомляють CDC про кількість стічних вод COVID-19. Відстеження даних CDC COVID, CC BY

Багато державних установ, як Департамент охорони здоров'я та навколишнього середовища Колорадо, і міста, як Темпе, Арізона, мають власні інформаційні панелі для звітних даних. Деякі компанії, які проводять аналіз стічних вод, повідомляють дані на власних інформаційних панелях, Теж.

На нашу думку, NWSS представляє захоплюючий перший крок у моніторингу здоров'я населення через стічні води. Подібні системи створюються в інших країнах, включаючи Австралію і Нова Зеландія.

Що насправді показують дані про стічні води?

Рівень SARS-CoV-2 у стічних водах великого населення є чудовим показником рівня інфекції в громаді. Система автоматично стежить за всіма, хто живе в каналізації, тому є анонімною, неупередженою та справедливою. Важливо, що також неможливо відстежити інфекцію до конкретної людини, домогосподарства чи сусідства без взяття додаткових зразків.

Спостереження за стічними водами не покладається на наявність клінічних тестів або людей, які повідомляють результати своїх тестів. Він також виявляє безсимптомні та передсимптомні випадки COVID-19; це критично, тому що люди, які є інфіковані, але не хворіють, все ще можуть поширювати COVID-19.

На нашу думку, тестування стічних вод стає все більш важливим, оскільки все більше тестів на COVID-19 проводяться вдома. А тому щеплення теж призвело до більше легких і безсимптомних випадків COVID-19, люди можуть заразитися, взагалі не пройшовши тестування. Ці фактори означають, що дані про клінічні випадки менш інформативні, ніж на початку пандемії, тоді як дані про стічні води залишаються постійним показником рівня інфікування населення. Спостереження за стічними водами не покладається на те, що люди повідомляють про позитивний домашній тест або навіть знають про свої інфекції. Новини Спенсера Платта/Getty Images

Поки що ви не можете точно передбачити кількість інфікованих осіб у громаді на основі рівня вірусу в стічних водах. Стадія чиєїсь інфекції, те, як її організм реагує на вірус, варіант вірусу, як далеко людина була від місця, де брали пробу стічних вод, навіть погода може все впливають на кількість SARS-CoV-2, виміряну в стічних водах.

Але вчені можуть зробити висновок про відносні зміни рівня зараження. Спостереження за підвищенням і зниженням рівня вірусів у стічних водах дає змогу зрозуміти, чи зростає чи падає кількість випадків у суспільстві в цілому.

Оскільки SARS-CoV-2 можна виявити у стічних водах за кілька днів або навіть тижнів до спалаху, моніторинг стічних вод може стати раннім попередженням про те, що можуть бути виправдані заходи охорони здоров’я. І тренди в сигналі важливі – якщо ви знаєте, що рівень зростає, це може бути вдалий час, щоб відновити мандат на маску або порекомендувати працювати вдома. Зараз органи охорони здоров'я використовують дані моніторингу стічних вод разом з іншою інформацією такі як показники позитивних результатів тестів і кількість клінічних випадків і госпіталізацій у громаді, щоб приймати такі рішення.

Дані, отримані з секвенування, також можуть допомогти виявити нові варіанти та контролювати їхні рівні, дозволяючи реакціям на здоров’я враховувати характеристики наявного варіанту.

У менших групах населення, таких як студентські гуртожитки та будинки престарілих, моніторинг стічних вод може виявити невелику кількість інфікованих людей. Це може насторожити, що цільове клінічне тестування призначене для виявлення інфікованих людей для ізоляції. Це раннє виявлення, цільове тестування та карантин ефективний у запобіганні спалахів. Замість того, щоб використовувати клінічні випробування для звичайного моніторингу, адміністратори можуть зарезервувати руйнівні клінічні випробування на момент виявлення SARS-CoV-2 у стічних водах.

Яким буде моніторинг у майбутньому?

Широко розповсюджене та регулярне використання моніторингу стічних вод надасть чиновникам охорони здоров’я доступ до інформації про рівні низки потенційних інфекцій у громадах США. Ці дані можуть керувати рішеннями про те, де надавати додаткові ресурси громадам, наприклад, проводити тестування або клініки вакцинації в місцях, де спостерігається зростання зараження. Це також може допомогти визначити, коли необхідні такі заходи, як маскування або закриття шкіл.

У найкращому випадку моніторинг стічних вод може підхопити новий вірус, коли він вперше прибуде в нову територію; раннє припинення роботи в дуже локалізованій зоні може потенційно запобігти майбутній пандемії. Цікаво, що дослідники виявили SARS-CoV-2 у архівні зразки стічних вод, зібрані раніше будь-кому було поставлено діагноз COVID-19. Якби моніторинг стічних вод був частиною створеної інфраструктури охорони здоров’я ще наприкінці 2019 року, він міг би дати раннє попередження про те, що SARS-CoV-2 стає глобальною загрозою.

На даний момент, однак, створення та експлуатація національної системи спостереження за стічними водами, зокрема такої, яка включає моніторинг на рівні будівель у ключових місцях, все ще занадто дорога та трудомістка.

Поточні дослідження та розробки спрямовані на спрощення та автоматизацію відбору проб стічних вод. З точки зору аналізу, адаптація технологій ПЛР і секвенування для виявлення інших патогенів, у тому числі нових, буде життєво важливою для повного використання переваг такої системи. Зрештою, спостереження за стічними водами може допомогти підтримати майбутнє, в якому пандемії будуть набагато менш смертоносними та матимуть менший соціальний та економічний вплив.

Про авторів

Сьюзан Де Лонг, доцент кафедри будівництва та екології, Державний університет Колорадо і Керол Вілуш, професор мікробіології, імунології та патології, Державний університет Колорадо

Ця стаття перевидана з Бесіда за ліцензією Creative Commons. Читати оригінал статті.


Рекомендовані книги: Здоров’я

Очищення свіжих фруктівОчищення свіжих фруктів: Детокс, схуднення та відновлення здоров’я завдяки найсмачнішим стравам природи [М’яка обкладинка], автор Leanne Hall.
Схудніть і почувайтесь здорово здоровими, очищаючи організм від токсинів. Очищення свіжих фруктів пропонує все, що потрібно для легкого та потужного детоксикації, включаючи щоденні програми, апетитні рецепти та поради щодо переходу від очищення.
Клацніть тут, щоб отримати більше інформації та / або замовити цю книгу на Amazon.

Процвітають продукти харчуванняThrive Foods: 200 рецептів рослинного походження для досягнення найвищого рівня здоров’я [М’яка обкладинка], автор Брендан Бразер.
Спираючись на філософію харчування, що сприяє зменшенню стресу та зміцненню здоров’я, представлену у його відомій веганській методиці Процвітати, професійний триатлоніст Ironman Брендан Бразер тепер звертає свою увагу на вашу тарілку (чаша для сніданку та піднос для обіду теж).
Клацніть тут, щоб отримати більше інформації та / або замовити цю книгу на Amazon.

Смерть від медицини Гері НуллСмерть від медицини Гері Нулл, Мартін Фельдман, Дебора Расіо та Керолін Дін
Медичне середовище стало лабіринтом взаємопов'язаних корпоративних, лікарняних та урядових рад директорів, в які проникли фармацевтичні компанії. Найчастіше найтоксичніші речовини часто схвалюють спочатку, тоді як м’які та природніші альтернативи ігноруються з фінансових причин. Це смерть від медицини.
Клацніть тут, щоб отримати більше інформації та / або замовити цю книгу на Amazon.


Вам також може сподобатися

слідкуйте за InnerSelf далі

значок facebookзначок Twitterзначок YouTubeinstagram iconпінтрест значокrss значок

 Отримайте останні по електронній пошті

Щотижневий журнал Щоденне натхнення

ДОСТУПНІ МОВИ

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeeliwhihuiditjakomsnofaplptroruesswsvthtrukurvi

ОСТАННІ СТАТТІ

НАЙБІЖ ЧИТАТИ

поширення хвороби вдома 11 26
Чому наші домівки стали гарячими точками COVID
by Беккі Танстолл
Хоча перебування вдома захистило багатьох із нас від зараження COVID на роботі, у школі, у магазині чи...
пояснення різдвяних традицій 11 30
Як Різдво стало святковою традицією Америки
by Томас Адам
Кожного сезону святкування Різдва привертає увагу релігійних лідерів та консерваторів…
сумувати за домашньою твариною 11 26
Як пережити втрату улюбленого домашнього улюбленця
by Меліса Старлінг
Минуло три тижні, як ми з моїм партнером втратили нашого улюбленого 14.5-річного собаку Ківі Тарро. Його…
сива жінка в модних рожевих окулярах співає, тримаючи мікрофон
Одягніть Ritz і покращте самопочуття
by Джулія Брук і Колін Реніхан
Цифрове програмування та віртуальні взаємодії, які спочатку вважалися тимчасовими заходами під час...
як зрозуміти, що щось правдиве 11 30
3 запитання, які потрібно поставити, чи є щось правдою
by Боб Бріттен
Істину визначити складно. Кожне повідомлення, яке ви читаєте, бачите чи чуєте, приходить звідкись і було...
залізнична лінія, що йде в хмари
Деякі прийоми, щоб заспокоїти розум
by Бертольд Кейнар
Західна цивілізація не дає розуму спокою; нам завжди «потрібно» бути на зв’язку, споживати більше…
дві руки, тягнуться одна до одної перед яскраво сяючим серцем
Хтось привернув нашу увагу. О, вони справді?
by П'єр Прадерванд
Ми живемо у світі, де все наше життя, майже всюди, повністю захоплене рекламою.
значення вентиляції для профілактики ковіду 12 2
Вентиляція зменшує ризик COVID. Тож чому ми все ще це ігноруємо?
by Лідія Моравська та Гай Б. Маркс
Влада рекомендує заходи контролю, але вони «добровільні». Серед них – носіння маски,…

Нове ставлення - нові можливості

InnerSelf.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.com | Ринок InnerSelf
Copyright © 1985 - 2021 InnerSelf Publications. Всі права захищені.