Kuidas reovee testimine võib aidata peatada COVID-19 kogukonna levikut

Smederevac / Getty

Võtmed kaasa

• COVID-19 viiruse osakesed avastati Arizona ülikooli ühiselamute tavapärasel reovee katsetamisel.
• Kool järgnes kohe õpilaste ja töötajate testimisele ning tuvastas kaks inimest, kes olid COVID-19 suhtes positiivsed, kuid kellel puudusid sümptomid.
• Lugu pani inimesi mõtlema, miks rohkem kogukondi ei testi uriini ja väljaheiteid COVID-19 suhtes.
• Eksperdid ütlevad, et testimissüsteem on juba ülekoormatud ja lisaproovide lisamine ainult suurendaks tulemuste loid tempot.

Korrapäraselt ühiselamute reovett katsetades avastas Arizona ülikool proovidest COVID-19 põhjustava viiruse SARS-CoV-2. Ülikool vastas võimalike haiguspuhangute peatamiseks viivitamatute meetmetega, kuid see lugu tekitas küsimusi miks tuleb uriini ja väljaheidete proovid veel lisada COVID-19 testimisvõimalustesse.

"See kõik on tegelikult üsna uus," ütleb Microbac Laboratories, Inc-i molekulaarbioloogia direktor Aaron Peacock Verywellile. "Seda pole tegelikult regulaarselt tehtud ... enamik neist reovee testimisega tegelevatest ettevõtetest on meie kommunaalettevõtted, nii et nad asuvad linnades või maakondades või on kommunaalrajoonid ja nad" uuesti rangelt reguleeritud. "

Peacock ei osalenud Arizona ülikooli ühiselamute reovee testimises, kuid Microbac Laboratories teeb praegu koostööd teiste kõrgkoolide ja ülikoolidega, et testida nende reovett SARS-CoV-2 viiruste arvu osas.

Ettevõte teeb koostööd ka mõne linna ja omavalitsusega, kes on eraldanud raha SARS-CoV-2 testimiseks. Peacocki sõnul võivad reoveekatsed pandeemia ajal - ja muul viisil - täiendada muid katsemeetodeid, et anda ülikoolilinnakutele, ettevõtetele ja kogukondadele suurem pilt tulevastest probleemidest.

Ühenduse nakatumissuundumuste jälgimine

Reovee proovide testimine COVID-19 viiruste arvu osas erineb ühe inimese testimisest korraga. Erinevad mudelid ja algoritmid võivad aidata jälgida piirkonnas aktiivsete nakkuste üldist arvu ning andmed aitavad kogukonda teavitada sellest, kas nakkusjuhtumid tõusevad, langevad või jäävad samaks.

"Kui vaatate seda niimoodi, olete 10 000 jala kõrgusel õhupallis ja vaatate metsa alla, andes teile üldise ülevaate metsas toimuvast. Aga kui katsetate üksikuid inimesi, siis proovite ka üksikuid puid, "ütleb Peacock.

Paabulind ütleb, et SARS-CoV-2 võib inimese väljaheidetest eralduda juba enne sümptomite ilmnemist.

"See on omamoodi eelkuulutaja sellest, mis võib haugi alla tulla aktiivsete nakkuste korral," ütleb ta.

Selle loogika järgi võib viirusosakeste tuvastamine reoveest aidata kogukondadel COVID-19 juhtumeid varem tuvastada, mis juhtus Arizona ülikoolis.

Kooli vee- ja energiasäästliku tehnoloogia keskus testis isiklikel tundidel esimesel nädalal ülikoolilinnaku eluhoonete heitvett. Nad leidsid SARS-CoV-2 olemasolu ühes ühiselamus. Kui nad testisid seal asuvaid õpilasi ja töötajaid, tuvastasid nad kaks isikut, kes olid viiruse suhtes positiivsed, kuid kellel puudusid sümptomid.

Ülikooli avalduse kohaselt pidi ülikoolilinnaku strateegia „Test, Trace, Treat” raames olema kõigil õpilastel negatiivse antigeeni test, enne kui nad eluhoonetesse kolida said.

"See kõik on siin ajastatud," ütleb New Mexico osariigi ülikooli rahvatervise professor Jagdish Khubchandani, PhD, MPH, MBBS. "Ma arvan, et täna, kui mind proovile panna, olen loodetavasti - ja tõenäoliselt - negatiivne. Kuid jätate mind kolmeks päevaks rahule. Nende paari päeva jooksul võisin ma minna kohalikku toidupoodi või kohanud inimesi ja nakatusin. ”

Juhtumite püüdmine enne sümptomeid

Johns Hopkinsi meditsiini uuringute kohaselt võib inimene COVID-19 nakkuse algusaegadel testimisel anda valenegatiivse tulemuse.

Uuringu jaoks, mis avaldatiSisehaiguste aastaraamatudvaadati üle 1330 proovist saadud andmed, mis läbisid pöördtranskriptaasi polümeraasi ahelreaktsiooni (RT-qPCR) testimise. Teadlased arvutasid testide tulemuste ja teatatud nakatumise kuupäeva või sümptomite ilmnemise päeva kohta päevas vale-negatiivsed määrad.

Nende hinnangul testisid negatiivselt neli päeva pärast nakatumist neli päeva pärast viirust isikud, kes said seetõttu valenegatiivse tulemuse. Test osutus täpsemaks kaheksa päeva pärast nakatumist, kuid ka siis oli valepositiivne protsent 20%.

"Isegi siis, kui ma nakatun," selgitab Khubchandani hüpoteetiliselt, "mul ei ole esialgu esimesed 7–10 päeva - mõnel inimesel isegi kaks nädalat - mingeid sümptomeid, kuid siiski jätkan viiruse levitamist."

Arizona ülikool viis kaks üliõpilast, kelle COVID-19 test oli positiivne, elukohamajast karantiini. Õpilased jätkavad tunde veebis, kuni nad saavad turvaliselt naasta ühiselamusse ja isiklikesse õpingutesse.

Pärast õpilaste karantiini panemist katsetas kooli vee- ja energiasäästliku tehnoloogia keskus taas ühiselamu reovett ega leidnud viirusest jälgi.

Kui viirus eraldub kehajäätmetest ja seda saab potentsiaalselt kasutada koronaviiruse avastamiseks varem kui COVID-19 testid nagu ninaneelu tampoon, siis miks ei testita rohkem koole ja kogukondi uriini ja fekaaliproove?

"Uriinianalüüs tähendaks testimisele täiendavaid samme ja koormust," ütleb Khubchandani. Kuna mahajäänud laborite hüppeline testimine ja viivitused on juba probleemiks, oleks füüsiliste jäätmete testimine üksikisikutele täiendav väljakutse.

Kuidas testida reovett COVID-19 jaoks

Peacock selgitab, et Microbac Laboratories saab esindusliku valimi kahel viisil. Esimene on nn haaramiskatse, kus kogutakse juhuslik proov. Teine on liitkatse, kus reovee kogumiseks paigaldatakse instrument iga 15 või 20 minuti järel.

Järgmisena reguleeritakse proovi pH nii, et viirusosakesed kleepuksid teiste osakeste külge, mis aitab filtreerimisel. Seejärel ekstraheeritakse nukleiinhapped ja potentsiaalne viiruse RNA ning viiakse läbi RT-qPCR test. Test "muudab RNA komplementaarseks DNA-ks," ütleb Peacock. "Ja siis loeb meie kompressor seda komplementaarset DNA-d."

RT-qPCR

RNA-st saab komplementaarne DNA - RNA matriitsist valmistatud DNA sünteetiline vorm. Testil on palju rakendusi alates geneetikast kuni kliiniliste uuringuteni.

RT-qPCR test on sama analüüs, mida kasutatakse ninaneelu neeluproovidest kogutud proovide puhul. Reovee testimiseks vajate siiski teist mõõdikut. Microbac testib ka pipra kerge laiguviirust (PMMoV).

"See on selline kõige rohkem inimestega seotud viirus reovees," ütleb Peacock. Seda on kasutatud ka vee kvaliteedi testimiseks. "Selle PMMoV abil saate teada anda, kui palju inimjäätmeid on reovees igal ajahetkel," viitab Peacock vajadusele eristada inimeste sisendit ja tööstuslikku panust. "Ja siis saate seda kasutada selleks, et oma SARS-CoV-2 numbritega tulemusi kuidagi pikendada."

Üle ühiselamute testimine

"Ettevõtted, tööstused, tehased ja töökohad võivad olla head viiruse koormuse hindamise kohad," ütleb Khubchandani. Näiteks pandeemia esimestel kuudel muutusid lihapakkimisettevõtted COVID-19 puhangupunktideks. Viiruse olemasolu kontrollimine tehase kanalisatsioonis aitab vältida tulevasi puhanguid.

Jagdish Khubchandani, PhD, MPH, MBBS

Ma arvan, et pean rõhutama, et meie suurim väljakutse reovee või inimeste testimisel on: kuidas tõlgendada seda avalikuks kohanemiseks?

Linnad võivad testimist kasutada ka kogukonna erinevatest alajaotistest andmete kogumiseks. "Kõikjal, kus teil on liftijaam (pumpla) või piirkond, kuhu vesi koguneb - olgu see siis naabruskonna või keskkooli jaoks -, võite seda proovida," ütleb Peacock.

Nagu öeldud, võivad rahastamine ja bürokraatia siiski takistada. "Suuremas kogukonna olukorras on valimi rikastamiseks palju täiendavaid kulutusi, et saada õiget tüüpi viiruskoormus. Ja paljudes linnades ei pruugi seda tüüpi ressursse olla. " Khubchandani ütleb.

Khubchandani tõstatab andmete kogumisel veel ühe olulise kaalutluse. "Ma arvan, et pean rõhutama, et meie suurim väljakutse reovee või inimeste testimisel on: kuidas tõlgendada seda avalikuks kohanemiseks?"

Kui kogukond avastab reoveekatsete abil kõrge COVID-19 koormuse, peaksid juhtuma agressiivsemad sotsiaalse distantseerimise meetmed ja selle kogukonna inimeste testimine.Khubchandani lisab, et lõppkokkuvõttes on andmed "kasulikud ainult siis, kui on olemas reaalajas hindamine ja sellest hinnangust juhinduvad kogukonna meetmed".

Mida see teie jaoks tähendab

Kuigi teie kogukond ei pruugi niipea oma COVID-19 kanalisatsiooni testida, on Arizona ülikooli lugu meeldetuletuseks, et viirus võib levida ka siis, kui teil pole sümptomeid. Õige sotsiaalse distantseerimise ettevaatusabinõude järgimine, maski kandmine ja tõhusa kätehügieeni harjutamine on endiselt parimad viisid teie, teie pere ja kogukonna turvalisuse tagamiseks.