废水监测可以促进COVID-19的早期检测

| 2020年5月28日

南加州大学研究人员获得NSF RAPID资助,追踪冠状病毒通过废水样本传播。

/作者NISHANT TRIPATHI形象。

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随着COVID-19继续在美国蔓延,德国和中国等国家正在放松社交距离措施。然而,许多人仍预计冠状病毒病例将会复苏一段时间,特别是随着公共生活的恢复。

根据自然在美国,全球各地的科学家已经开始分析废水中的新型冠状病毒,作为估计社区感染情况的一种方式,因为大多数人永远不会接受检测。冠状病毒或SARS-CoV-2可以进入粪便,即使感染者没有症状。因此,废水可以为社区传播提供早期线索。

亚当•斯密,副教授Sonny Astani土木与环境工程系他和他的研究小组正在研究废水样本。与其他三所大学合作,包括霍华德大学北卡罗莱纳州立大学而且赖斯大学的Y,研究人员从NSF快速以废水为基础对SARS-CoV-2进行监测,作为社区规模的感染率指标。最终,研究人员希望还能与包括洛杉矶公共卫生部门在内的当地公共卫生部门合作,帮助当地社区为新的疫情爆发做好准备。

史密斯说,这种病毒主要导致呼吸道感染,也可以感染胃肠道。许多没有接受检测或无症状的人可能仍在传播病毒,因此它可以提供关于病毒如何传播的进一步信息,也有助于对偏离基线的情况发出警告。

“我们的目标不是确定社区中实际的感染人数,”史密斯说,“而是将废水数据与临床数据联系起来,并提供补充情报。随着社会距离的放松,废水中病毒RNA的增加可能有助于作为社区传播再次增加的早期预警。”

史密斯说,据报道,通过粪便传播病毒的感染者比例在30-60%之间,而且通过粪便检测出的阳性病毒可以比在呼吸道样本中持续更长时间,有时可长达47天。病毒在粪便中脱落意味着病毒很可能存在于城市污水收集系统中,这一想法已经得到了美国、荷兰和瑞典科学家的证实。

在他们的目标中,研究小组还希望研究其他病毒的存在,如季节性流感,并将感染动态与SARS-CoV-2进行比较。他们还将分析废水样本中的肠道病毒,作为阳性对照,并帮助进行不同研究的比较。

该团队包括弗朗西斯·德·洛斯·雷耶斯教授北卡州立大学;莱斯大学助理教授Lauren Stadler;霍华德大学助理教授Jeseth Delgado Vela;北卡罗来纳州立大学博士后学者Nadine Kotlarz他们将研究来自休斯顿、罗利、洛杉矶和华盛顿特区都市区处理厂的废水样本。

废水中的病毒检测

监测废水中的病毒浓度可以早期发现疫情的想法,依赖于病毒信号在废水中通过收集系统时是稳定的这一想法。研究人员将在罗利评估这一想法,方法是在收集系统的关键位置收集废水样本。

从4月6日开始,研究人员开始在每个参与研究的工厂每周两次收集原始废水样本和主要固体样本。他们计划继续这样做至少12周,以获取感染高峰之前、期间和之后的数据。该团队将利用有关COVID-19病例数量和每个污水厂服务人数的临床数据,估计研究中四个污水系统服务的社区中COVID-19(由SARS-CoV-2引起的疾病)的患病率。

创建公共数据库以预测病毒爆发

史密斯说,随着COVID-19危机进入下一个阶段,及时创建一个地理上广泛的数据集,帮助科学家了解其传播将非常重要。研究人员寻求与当地公共卫生部门合作,根据废水监测数据,优先为经历高社区传播的地区提供诊断检测和其他资源,帮助他们为未来的疫情做好准备。研究人员计划公开他们的数据,并希望这将有助于建立一个全球数据库。

“许多不同的学术机构和公用事业机构都在BOB综合体育官方APP地址发挥作用。我们作为一个工程师社区聚集在一起,尽我们所能帮助应对当前的大流行,这很好,”史密斯说。

该项目由美国国家科学基金会RAPID项目资助。

发布于2020年5月28日

最后更新于2020年6月4日

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