Сточные воды создают благоприятные условия для коронавируса

В течение нескольких недель после появления на мировой арене смертоносного SARS-CoV-2, этой инфекции удалось окружить земной шар, оставив после себя болезни, смертность и экономические разрушения. Одной из центральных задач, стоящих перед органами здравоохранения и медицинским сообществом, является проверка на неуловимый вирус в достаточно широком масштабе.

В настоящее время разрабатывается и совершенствуется новый подход к мониторингу нового коронавируса (а также других опасных патогенов и химических агентов). Этот метод, известный как эпидемиология на основе сточных вод (WBE), добывает пробы сточных вод для жизненно важных подсказок о здоровье человека. Он может потенциально идентифицировать уровни коронавирусной инфекции как в локальном, так и в глобальном масштабе.

В конечном счете, WBE обещает осуществлять мониторинг вспышек заболеваний, устойчивых микробов, уровней употребления наркотиков или показателей здоровья, связанных с диабетом, ожирением и другими заболеваниями, практически в режиме реального времени.

В новом исследовании исследователи Рольф Халден и Ольга Харт анализируют, что можно и нельзя измерить при отслеживании SARS-CoV-2 в сточных водах, и подчеркивают экономические преимущества нового подхода по сравнению с традиционным тестированием на болезни и эпидемиологическим надзором.

«Наши результаты показывают, что исключительная зависимость от тестирования отдельных лиц является слишком медленной, непомерно дорогой и в большинстве случаев непрактичной, учитывая наши текущие возможности тестирования», — говорит Халден. — «Однако, когда этому предшествует общегосударственная проверка сточных вод, задача становится менее сложной и более управляемой».

Литр воды — океан информации

Во многих развитых странах, таких как США, эпидемиология, основанная на сточных водах, может разрушить проблемы с тестированием на коронавирус, но она также может стать бесценным инструментом для сбора данных о состоянии здоровья в обедневших регионах, которые могут получить основной удар от пандемии.

В настоящее время в США функционирует крупнейшая национальная и международная сеть WBE и хранилище образцов, известное как ASH, Обсерватория здоровья человека (HHO). Недавно SARS-CoV-2 был добавлен в ряд показателей здоровья, которые HHO постоянно отслеживает с мая 2008 года.

Отслеживание смертельной угрозы

Техника Халдена может похвастаться высокой чувствительностью, способной обнаружить сигнатуру одного инфицированного человека среди 100 миллионов человек. Для этого пробы сточных вод подвергают скринингу на наличие фрагментов нуклеиновой кислоты вируса SARS-CoV-2.

Стратегия WBE включает сначала транскрипцию РНК коронавируса в комплементарную ДНК (кДНК) с помощью фермента обратной транскриптазы, а затем амплификацию полученной ДНК для улучшения обнаружения сигнала. Методы секвенирования используются для подтверждения наличия вируса в пробах сточных вод.

«Мы можем за один раз контролировать все сообщество на наличие нового коронавируса», — сказал Харт. — «Однако компромиссы существуют. Чтобы получить наилучшие результаты и избежать потери информации, мы хотим измерить точки, близкие к вирусным точкам, и учитывать температуру и разбавление сточных вод при оценке количества зараженных случаев».

В текущем исследовании ученые смоделировали образцы сточных вод в Темпе, штат Аризона, на наличие вируса SARS-CoV-2. Их работа основана на вычислительном анализе и моделировании, а также на прогнозах прошлых, настоящих и будущих эпидемических горячих точек.

Исследования показывают, что необходимо проводить тщательную калибровку для обеспечения точности данных, которые очень чувствительны к ключевым переменным, включая сезонную температуру, среднее время в канализационном канале, темпы деградации биомаркеров, демографические показатели населения и водопользование на человека. (Сопутствующий документ Халдена и Харта подробно рассматривает влияние этих переменных на результаты WBE.)

Оценки, основанные на европейских и североамериканских данных, показывают, что каждый человек, инфицированный SARS-CoV-2, будет выделять миллионы, если не миллиарды вирусных геномов в сточные воды в день. Это составляет от 0,15 до 141,5 миллиона вирусных геномов на литр образующихся сточных вод.

С помощью RT-КПЦР исследователи должны быть в состоянии обнаружить новый коронавирус с высокой чувствительностью, требуя мониторинга примерно каждые 1 на 114 человек в худшем случае и только 1 положительный случай среди 2 миллионов неинфицированных людей в оптимальных условиях ,

В дополнение к снижению передачи и смертности от инфекции SARS-CoV-2, улучшенные данные по всему населению предоставляют другие социальные преимущества. Выявив вирусные «горячие точки», исследователи смогут лучше направлять ресурсы на защиту уязвимых групп населения с помощью мер социального дистанцирования, одновременно ослабляя ограничения в регионах, свободных от вирусов, и сводя к минимуму экономические и социальные нарушения.

Для этого Халден и его команда создали OneWaterOneHealth, некоммерческий проект Фонда ASU, целью которого является тестирование COVID-19 для тех, кто в настоящее время не может себе этого позволить.

Халден сказал, что, если этот подход будет применен в США, примерно 70% населения может быть обследовано на SARS-CoV-2 путем мониторинга 15 014 очистных сооружений страны при оценочной стоимости химических реагентов в 225 000 долларов США.

Более точного эпиднадзора можно достичь, используя WBE для определения региональных или глобальных горячих точек для вируса, а затем применяя целевое тестирование людей с использованием клинических методов.

По материалам Scitechdaily

-=GadZZillA=-

Компьютерный системный администратор, веб-огородник, IT-шник, специалист по строительным материалам, создатель и администратор проекта "Лаборатория Рабочих Столов"

Вас также может заинтересовать...

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

 

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.