Hur övervakning av avloppsvatten kommer att hjälpa till att avvärja framtida pandemier

övervakning av pandemier i avloppsvatten 7 10 
Provtagning av avloppsvatten kan vara tidskrävande. John Eisele/Colorado State University

Mikrobiologer Susan De Long och Carol Wilusz träffades och blev avloppsvattenfantaster i april 2020 när en gräsrotsgrupp av reningsverksoperatörer bad dem att utveckla och distribuera ett test för att upptäcka SARS-CoV-2 i prover från Colorados avlopp. De Long är en miljöingenjör som studerar användbara bakterier. Wilusz expertis är inom RNA-biologi. Här beskriver de hur avloppsövervakningen fungerar och vad den skulle kunna göra i en post-pandemisk framtid.

Hur övervakas avloppsvatten för SARS-CoV-2?

Övervakning av avloppsvatten utnyttjar det faktum att många mänskliga patogener och produkter från mänsklig läkemedelsmetabolism hamnar i urin, avföring eller båda. SARS-CoV-2-viruset som orsakar COVID-19 dyker upp överraskande stora mängder i avföring från smittade människoräven om detta inte är en viktig väg för sjukdomsöverföring.

För att ta reda på om några patogener finns, måste vi först samla ett representativt prov av avloppsvatten, antingen direkt från avloppet eller vid den punkt där det som ingenjörer kallar "influent" kommer in i ett reningsverk. Vi kan också använda fasta ämnen som har sedimenterat ur avloppsvattnet.

Tekniker måste sedan ta bort stora partiklar av fekalt material och koncentrera eventuella mikrober eller virus. Nästa steg är att extrahera deras nukleinsyror – DNA eller RNA som innehåller patogenernas genetiska information.

Sekvenserna i DNA eller RNA fungerar som unika streckkoder för de patogener som finns. Om vi ​​till exempel upptäcker gener som är unika för SARS-CoV-2, vet vi att coronaviruset finns i vårt prov. Vi använder PCR-baserade metoder, liknande de används i kliniska diagnostiska tester, för att detektera och kvantifiera SARS-CoV-2-sekvenser.

Att karakterisera nukleinsyrasekvensen mer i detalj kan ge information om virala stammar – t.ex. den kan identifiera varianter som omicron BA.2.

För närvarande är det stora flertalet av avloppsvattenövervakningsinsatser fokuserade på SARS-CoV-2, men samma tekniker fungerar med andra patogener, bl.a. poliovirus, påverka och norovirus.

Före pandemin var en ansökan övervakning av sällsynta poliovirusutbrott i områden där poliovaccination pågår. Avloppsvatten kan också övervakas för tecken på olika droger för att ge insikter i nivå och typ av droganvändning i en befolkning.

Vart tar data vägen?

Under pandemin utvecklade US Centers for Disease Control and Prevention Nationellt övervakningssystem för avloppsvatten specifikt för att spåra SARS-CoV-2 över hela landet. Över 800 webbplatser rapporterar data till detta NWSS-system, men inte alla stater och län är för närvarande representerade.


 Få det senaste via e-post

Veckotidningen Daglig Inspiration

övervakning av pandemier i avloppsvatten2 7 10 Mer än 800 platser som täcker populationer av olika storlekar rapporterar antalet avloppsvatten covid-19 till CDC. CDC COVID -datatracker, CC BY

Många statliga myndigheter, som Colorado Department of Public Health and Environment, och städer, som Tempe, Arizona, har sina egna instrumentpaneler för rapportering av data. Vissa företag som utför analys av avloppsvatten rapporterar data på sina egna instrumentpanelerOckså.

Enligt vår åsikt representerar NWSS ett spännande första steg i att övervaka befolkningens hälsa genom avloppsvatten. Liknande system håller på att etableras i andra länder, inklusive Australien och Nya Zeeland.

Vad visar egentligen avloppsdata?

SARS-CoV-2-nivåer i avloppsvatten från stora populationer är en utmärkt indikator på infektionsnivån i ett samhälle. Systemet övervakar automatiskt alla som bor i avloppshuset, så det är anonymt, opartiskt och rättvist. Viktigt är att det också är omöjligt att spåra infektionen tillbaka till en viss person, hushåll eller grannskap utan att ta ytterligare prover.

Övervakning av avloppsvatten förlitar sig inte på tillgången till kliniska tester eller personer som rapporterar sina testresultat. Den tar också upp asymtomatiska och presymptomatiska fall av COVID-19; detta är avgörande eftersom människor som är smittade men inte känner sig sjuka kan fortfarande sprida covid-19.

Enligt vår åsikt blir avloppsvattentester allt viktigare eftersom fler covid-19-tester görs hemma. Och eftersom vaccination också har lett till mer milda och asymtomatiska fall av covid-19, människor kan vara infekterade utan att bli testade alls. Dessa faktorer innebär att kliniska falldata är mindre informativa än tidigare under pandemin, medan avloppsvattendata förblir en konsekvent indikator på infektionsnivån i samhället. Övervakning av avloppsvatten förlitar sig inte på att människor rapporterar ett positivt hemtest eller ens är medvetna om sina infektioner. Spencer Platt/Getty Images News

Än så länge kan du inte exakt förutsäga antalet infekterade individer i ett samhälle baserat på nivån av virus i dess avloppsvatten. Stadiet av någons infektion, hur deras kropp reagerar på viruset, den virala varianten, hur långt en person befann sig från där avloppsvattenprovet togs, till och med vädret kan allt påverka mängden SARS-CoV-2 som mäts i avloppsvatten.

Men forskare kan sluta sig till relativa förändringar i infektionsfrekvensen. Att se virala nivåer gå upp och ner i avloppsvattnet ger en glimt av om fallen ökar eller minskar i samhället som helhet.

Eftersom SARS-CoV-2 kan upptäckas i avloppsvatten dagar eller till och med veckor innan utbrott inträffar, kan avloppsvattenövervakning ge en tidig varning om att folkhälsoåtgärder kan vara motiverade. Och trender i signalen är viktiga – om du vet att nivåerna stiger, kan det vara ett bra tillfälle att återinföra ett maskmandat eller rekommendera att arbeta hemifrån. För närvarande använder folkhälsotjänstemän övervakningsdata för avloppsvatten tillsammans med annan information som test positivitet och antalet kliniska fall och sjukhusvistelser i samhället för att fatta den här typen av beslut.

Data från sekvensering kan också hjälpa till att upptäcka nya varianter och övervaka deras nivåer, vilket gör att hälsosvar kan ta hänsyn till egenskaperna hos den aktuella varianten.

I mindre populationer, som i studenthem och äldreboenden, kan avloppsvattenövervakning upptäcka ett litet antal infekterade personer. Det kan slå larm om att riktade kliniska tester är för att identifiera infekterade personer för isolering. Tidig upptäckt, riktad testning och karantän är effektivt för att förhindra utbrott. Istället för att använda kliniska tester för rutinövervakning, kan administratörer reservera störande kliniska tester för tillfällen då SARS-CoV-2 upptäcks i avloppsvattnet.

Hur kommer övervakningen att se ut i framtiden?

En utbredd och rutinmässig användning av avloppsvattenövervakning skulle ge folkhälsotjänstemän tillgång till information om nivåerna av en rad potentiella infektioner i amerikanska samhällen. Dessa data kan vägleda beslut om var man ska tillhandahålla ytterligare resurser till samhällen, som att hålla test- eller vaccinationskliniker på platser där infektionen ökar. Det kan också hjälpa till att avgöra när insatser som maskering eller stängning av skolor är nödvändiga.

I bästa fall kan övervakning av avloppsvatten fånga ett nytt virus när det först anländer till ett nytt område; en tidig avstängning i det mycket lokaliserade området skulle potentiellt kunna förhindra en framtida pandemi. Intressant nog har forskare upptäckt SARS-CoV-2 i arkiverade avloppsvattenprover som samlats in tidigare någon hade fått diagnosen covid-19. Om övervakning av avloppsvatten hade varit en del av den etablerade folkhälsoinfrastrukturen i slutet av 2019, kunde det ha gett en tidigare varning om att SARS-CoV-2 håller på att bli ett globalt hot.

Men för närvarande är det fortfarande för kostsamt och arbetskrävande att etablera och driva ett nationellt övervakningssystem för avloppsvatten, särskilt ett som inkluderar övervakning på byggnadsnivå på nyckelplatser.

Pågående forsknings- och utvecklingsinsatser försöker förenkla och automatisera provtagningen av avloppsvatten. På analyssidan kommer anpassning av PCR och sekvenseringsteknologier för att upptäcka andra patogener, inklusive nya sådana, vara avgörande för att dra full nytta av ett sådant system. I slutändan kan övervakning av avloppsvatten hjälpa till att stödja en framtid där pandemier är mycket mindre dödliga och har mindre sociala och ekonomiska konsekvenser.

Om Författarna

Susan De Long, docent i byggnads- och miljöteknik, Colorado State University och Carol Wilusz, professor i mikrobiologi, immunologi och patologi, Colorado State University

Denna artikel publiceras från Avlyssningen under en Creative Commons licens. Läs ursprungliga artikeln.


Rekommenderade böcker: Hälsa

Färsk frukt RensaFresh Fruit Cleanse: Detox, gå ner i vikt och återställ din hälsa med naturens mest utsökta mat [Paperback] av Leanne Hall.
Förlora vikt och känna dig vibrerande hälsosam när du rensar din toxins kropp. Färsk frukt Rensa erbjuder allt du behöver för en enkel och kraftfull avgiftning, inklusive dag-för-dag-program, läckande recept och råd för övergången från rengöringen.
Klicka här för mer info och / eller för att beställa den här boken på Amazon.

Trivs matTriva Foods: 200 Växtbaserade recept för Peak Health [Paperback] av Brendan Brazier.
Bygga på den stressreducerande, hälsofrämjande näringsfilosofin som introducerades i hans hyllade veganäringsguide Frodas, professionell Ironman triathlete Brendan Brazier visar nu sin uppmärksamhet på din middagsplatta (frukostskål och lunchbricka också).
Klicka här för mer info och / eller för att beställa den här boken på Amazon.

Död genom medicin av Gary NullDeath by Medicine av Gary Null, Martin Feldman, Debora Rasio och Carolyn Dean
Den medicinska miljön har blivit en labyrint av interlocking företag, sjukhus och regeringskonferenser, infiltrerade av läkemedelsbolagen. De giftigaste ämnena godkänns ofta först, medan milda och mer naturliga alternativ ignoreras av ekonomiska skäl. Det är död av medicin.
Klicka här för mer info och / eller för att beställa den här boken på Amazon.


Du kanske också gillar

följ InnerSelf på

Facebookikon ikon~~POS=HEADCOMPtwitter iconyoutube iconinstagram ikonpintrest ikonrss-ikonen

 Få det senaste via e-post

Veckotidningen Daglig Inspiration

TILLGÄNGLIGA SPRÅK

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeeliwhihuiditjakomsnofaplptroruesswsvthtrukurvi

MEST LÄS

Sedna och vår nya värld
Sedna och vår nya värld
by Sarah Varcas
Sedna är inuiternas havsgudinna, även känd som havets mor eller älskarinna och gudinna till...
en ung man meditation utanför
Hur man mediterar och varför
by Joseph Selbie
Meditation ger oss större tillgång till icke-lokala verkligheter: upplyftande och harmoniserande känslor,...
tecken på ojämlikhet 9 17
USA har sjunkit drastiskt på globala rankningar som mäter demokrati och ojämlikhet
by Kathleen Frydl
Förenta staterna kan betrakta sig själva som en "ledare för den fria världen", men ett utvecklingsindex...
tropiska sjukdomar 9 24
Varför tropiska sjukdomar i Europa kanske inte är sällsynta under mycket längre tid
by Michael Head
Dengue, en virusinfektion som sprids av myggor, är en vanlig sjukdom i delar av Asien och Latin ...
hemsolsystem 9 30
Kan solenergi försörja ditt hem när elnätet slocknar?
by Will Gorman et al
I många områden som är utsatta för katastrofer och avbrott börjar folk fråga sig om man investerar i tak...
en mormor som läser för sina två barnbarn
En mormors skotska berättelse för höstdagjämningen
by Ellen Evert Hopman
Den här historien har en liten bit av Amerika i sig och en liten bit av Orkneyöarna i sig. Orkney är på…
stege som når upp till månen
Utforska ditt motstånd mot livets möjligheter
by Beth Bell
Jag förstod inte riktigt frasen "säg aldrig aldrig" förrän jag började inse att jag var...
min kropp mitt val 9 20
Hur började patriarkatet och kommer evolutionen att bli av med det?
by Ruth Mace
Patriarkatet, som har varit något på reträtt i delar av världen, är tillbaka i våra ansikten. I…

Nya Attityder - Nya Möjligheter

InnerSelf.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.com | InnerSelf Market
Copyright © 1985 - 2021 Innerself Publikationer. All Rights Reserved.