如何跟踪和识别像Covid-19这样的疾病,然后传播

如何跟踪和识别像Covid-19这样的疾病,然后传播
污水测试可用于疾病的早期检测。
(存在Shutterstock)

COVID-19大流行再次引起人们对废水监测的兴趣,在废水监测中,对污水系统进行病毒,细菌和其他病原体监测。 在未经处理的废水中发现了病毒遗传物质的非感染性片段 在意大利,西班牙,法国,美国和加拿大。

现在有几个城市正在使用这种方法来检测感染, 包括渥太华。 最后一个 美国大学已利用废水监测来确定COVID-19爆发,下令对居住在四个校园住宅中的近300名学生进行测试和隔离-并阻止其传播。

作为微生物学家,在食源性病原体(例如 沙门氏菌E。大肠杆菌,我一直对以更好的方式识别人群感染感兴趣。

疾病鉴定 目前依靠病人来寻求医疗帮助。 但是许多病人并没有寻求帮助,官员可能几天或几周都没有意识到疾病或疾病爆发,从而导致更多的疾病和死亡。 为了解决诸如COVID-19之类的传染病的爆发,我们需要不依赖于患者行动的主动监视系统。

废水监测以检测疾病

废水监测之所以行之有效,是因为在主动感染之前和之中,许多传染因子会从体液中排出。 当这些流体进入下水道系统时,它们被输送到中央废水处理设施进行处理,在那里可以将其检测出来。

耶鲁大学的研究人员于1960年代首次对废水监测的效用进行了认识。 几次实验 评估脊髓灰质炎疫苗接种运动的有效性。 他们在疫苗接种计划之前,之中和之后对康涅狄格州米德尔敦的污水进行了脊髓灰质炎病毒各种菌株的检测。

2年2020月19日,从犹他州立大学的宿舍中收集污水样品。(如何在传播之前跟踪和识别covid XNUMX等疾病)
2年2020月XNUMX日,从犹他州立大学的宿舍采集污水样品。
(美联社照片/里克·鲍默)


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XNUMX年后,一项优雅的研究证实了废水监测对监测脊髓灰质炎疫苗接种计划的敏感性。 赫尔辛基脊髓灰质炎病毒实验.

科学家在距废水处理厂20公里的厕所内冲洗了脊髓灰质炎疫苗。 研究人员随后在四天内从该设施收集了废水样本,并表明在800亿升废水通过该系统后,他们仍然可以检测出疫苗。 他们得出的结论是,在一个由10,000名居民组成的社区中,可以发现一名感染脊髓灰质炎病毒的人。

其他研究表明,可以通过监测废水来预测暴发。 例如,在1970年代的以色列,传染性脊髓灰质炎病毒 在污水中检测到 在医生确认第一例之前九天。 这种方法后来被改编成 监控国际脊髓灰质炎疫苗运动的成功.

监测污水作为预警系统

这些实验为利用废水监测其他疾病奠定了基础。

2013年, 瑞典的研究人员 报道称,废水监测提供了诺如病毒和甲型肝炎病毒暴发的早期预警,这是食源性病毒性疾病的两种原因。 2013年XNUMX月至XNUMX年XNUMX月之间,每隔第二周从哥德堡的污水处理厂收集一次每日废水样本。 研究人员使用一种称为聚合酶链式反应(PCR)的技术,在鉴定病人两到三周之前检测了诺如病毒的遗传物质。

还使用PCR在废水样本中检测到多种甲型肝炎病毒(基因型),另外的分析表明,在2013年春季,斯堪的纳维亚半岛和哥德堡正在进行的一次暴发涉及两个菌株。

意大利的研究人员 使用类似的方法来表明患有未知原因的腹泻的住院患者实际上感染了诺如病毒。

社交媒体监控

废水监测的一个局限性在于它无法识别出感染的实际人群。 “社交媒体综合症分析”(Social Media Syndromic Analysis)是一种社交媒体综合症分析,其中搜索社交媒体帖子以寻找与给定疾病一致的症状描述。 监测包括COVID-19在内的传染病的有效工具.

将废水监测和社交媒体分析放在一起,可以发现原本无法发现的社区暴发,因为该方法可以识别尚未表现出症状(有症状)或没有表现出症状(无症状)的感染者。 (两个组都可以 传播病毒。)公共卫生官员可以使用此信息来加强身体疏远和其他隔离措施,例如对个体进行有针对性的测试以限制疾病在社区的传播。

国际旅行和全球化的加剧导致传染病的迅速传播。 为了解决这个问题,必须实时或近乎实时地对传染病进行全球监视,其范围不仅限于监视感染人数,还应包括快速识别新疾病模式的能力。 废水监测的低成本,快速和快速的能力,可以在新出现的病原体成为地方性流行之前对其进行检测,从而提高了对疾病暴发做出及时响应的能力,从而减少了全球疾病和死亡人数。

关于作者谈话

劳伦斯·古德里奇(Lawrence Goodridge),食品安全教授, 圭尔夫大学

本文重新发表 谈话 根据知识共享许可。 阅读 原创文章.


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