Как мониторинг сточных вод поможет предотвратить будущие пандемии

мониторинг пандемий в сточных водах 7 10 
Отбор проб сточных вод может занять много времени. Джон Эйзеле/Университет штата Колорадо

Микробиологи Сьюзан Де Лонг и Кэрол Вилуш встретились и стали поклонниками сточных вод в апреле 2020 года, когда группа операторов очистных сооружений на низовом уровне попросила их разработать и внедрить тест для обнаружения SARS-CoV-2 в образцах из канализации Колорадо. Де Лонг — инженер-эколог, изучающий полезные бактерии. Вилуш специализируется на биологии РНК. Здесь они описывают, как работает надзор за сточными водами и что он может сделать в постпандемическом будущем.

Как проводится мониторинг сточных вод на наличие SARS-CoV-2?

В надзоре за сточными водами используется тот факт, что многие патогены человека и продукты метаболизма лекарств человека попадают в мочу, фекалии или и то, и другое. Вирус SARS-CoV-2, вызывающий COVID-19, проявляется неожиданно большое количество в фекалиях инфицированных людей, хотя это и не основной путь передачи болезни.

Чтобы выяснить, присутствуют ли какие-либо патогены, нам сначала нужно собрать репрезентативную пробу сточных вод либо непосредственно из канализации, либо в точке, где то, что инженеры называют «притоком», поступает на очистные сооружения. Мы также можем использовать твердые вещества, осевшие в сточных водах.

Затем техникам необходимо удалить крупные частицы фекалий и сконцентрировать любые микробы или вирусы. Следующий шаг — извлечение их нуклеиновых кислот — ДНК или РНК, которые содержат генетическую информацию патогенов.

Последовательности, содержащиеся в ДНК или РНК, действуют как уникальные штрих-коды для присутствующих патогенов. Например, если мы обнаруживаем гены, уникальные для SARS-CoV-2, мы знаем, что коронавирус присутствует в нашем образце. Мы используем подходы на основе ПЦР, подобные тем, используется в клинических диагностических тестах, для обнаружения и количественного определения последовательностей SARS-CoV-2.

Более подробная характеристика последовательности нуклеиновой кислоты может предоставить информацию о вирусных штаммах, например, он может идентифицировать варианты как омикрон BA.2.

В настоящее время подавляющее большинство усилий по надзору за сточными водами сосредоточено на SARS-CoV-2, но те же методы работают и с другими патогенами, включая вирус полиомиелита, влияние и Noroviruses.

До пандемии было одно приложение мониторинг редких вспышек полиовируса в районах, где проводится вакцинация против полиомиелита. Сточные воды также можно контролировать на наличие признаков различных наркотиков, чтобы получить представление о уровень и тип употребления наркотиков населением.

Куда идут данные?

Во время пандемии Центры по контролю и профилактике заболеваний США разработали Национальная система надзора за сточными водами специально для отслеживания SARS-CoV-2 по всей стране. Более 800 сайтов сообщают данные к этой системе NWSS, но в настоящее время представлены не все штаты и округа.


 Получить последнее по электронной почте

Еженедельный Журнал Ежедневно Вдохновение

мониторинг пандемий в сточных водах2 7 10 Более 800 объектов, которые охватывают население разного размера, сообщают CDC о количестве сточных вод COVID-19. Отслеживание данных CDC COVID, CC BY

Многие государственные органы, такие как Колорадо Департамент общественного здравоохранения и окружающей среды, и города, как Темпе, Аризона, имеют собственные информационные панели для представления данных. Некоторые компании, выполняющие анализ сточных вод, сообщают данные на своих дашбордах, Тоже.

По нашему мнению, NWSS представляет собой захватывающий первый шаг в мониторинге здоровья населения с помощью сточных вод. Подобные системы создаются и в других странах, включая Австралию и Новая Зеландия.

Что на самом деле показывают данные по сточным водам?

Уровни SARS-CoV-2 в сточных водах крупных населенных пунктов являются отличным индикатором уровня инфекции в сообществе. Система автоматически следит за всеми, кто живет в канализации, поэтому она анонимна, беспристрастна и справедлива. Важно отметить, что также невозможно отследить инфекцию до конкретного человека, домохозяйства или района без взятия дополнительных образцов.

Надзор за сточными водами не зависит от наличия клинических тестов или людей, сообщающих о результатах своих тестов. Он также выявляет бессимптомные и предсимптомные случаи COVID-19; это очень важно, потому что люди, которые инфицированы, но не чувствуют себя больными, все еще могут распространять COVID-19.

По нашему мнению, тестирование сточных вод становится все более важным, поскольку все больше тестов на COVID-19 проводится дома. И поскольку вакцинация также привела к больше легких и бессимптомных случаев COVID-19, люди могут заразиться вообще без тестирования. Эти факторы означают, что данные о клинических случаях менее информативны, чем ранее во время пандемии, в то время как данные о сточных водах остаются постоянным индикатором уровня заражения населения. Надзор за сточными водами не зависит от людей, сообщающих о положительном домашнем тесте или даже от того, что они знают о своем заражении. Спенсер Платт / Новости Getty Images

До сих пор вы не можете точно предсказать количество инфицированных людей в сообществе на основе уровня вируса в его сточных водах. Стадия чьего-либо заражения, как его организм реагирует на вирус, вирусный вариант, как далеко человек находился от того места, где был взят образец сточных вод, даже погода может все влияет на количество SARS-CoV-2, измеренное в сточных водах.

Но ученые могут сделать вывод об относительных изменениях уровня заражения. Наблюдение за повышением и снижением уровня вируса в сточных водах дает представление о том, растет или снижается количество случаев заболевания в сообществе в целом.

Поскольку SARS-CoV-2 можно обнаружить в сточных водах за несколько дней или даже недель до возникновения вспышек, мониторинг сточных вод может обеспечить раннее предупреждение о том, что меры общественного здравоохранения могут быть оправданы. И тренды в сигнале важны – если вы знаете, что уровни растут, возможно, сейчас самое время восстановить обязательное ношение масок или порекомендовать работать из дома. В настоящее время чиновники здравоохранения используют данные мониторинга сточных вод. вместе с другой информацией таких как показатели положительных результатов тестов и количество клинических случаев и госпитализаций в сообществе, чтобы принимать такого рода решения.

Данные секвенирования также могут помочь в обнаружении новых вариантов и отслеживании их уровней, позволяя принимать во внимание характеристики имеющегося варианта при принятии мер в отношении здоровья.

В небольших населенных пунктах, например, в общежитиях колледжей и домах престарелых, мониторинг сточных вод может выявить небольшое количество инфицированных людей. Это может стать сигналом тревоги о том, что целевое клиническое тестирование проводится для выявления инфицированных людей для изоляции. Раннее выявление, целевое тестирование и карантин эффективен для предотвращения вспышек. Вместо того, чтобы использовать клинические испытания для рутинного мониторинга, администраторы могут зарезервировать разрушительные клинические испытания на время обнаружения SARS-CoV-2 в сточных водах.

Как будет выглядеть мониторинг в будущем?

Широкое и рутинное использование мониторинга сточных вод даст должностным лицам органов здравоохранения доступ к информации об уровнях ряда потенциальных инфекций в сообществах США. Эти данные могут помочь принять решение о том, где предоставить дополнительные ресурсы сообществам, например, провести тестирование или вакцинацию клиник в местах, где инфекция растет. Это также может помочь определить, когда необходимы такие меры, как ношение масок или закрытие школ.

В лучшем случае мониторинг сточных вод может выявить новый вирус, когда он впервые попадет в новую зону; раннее отключение в очень ограниченном районе потенциально может предотвратить будущую пандемию. Интересно, что исследователи обнаружили SARS-CoV-2 у архивные пробы сточных вод, собранные до у кого-то был диагностирован COVID-19. Если бы мониторинг сточных вод был частью созданной инфраструктуры общественного здравоохранения еще в конце 2019 года, он мог бы обеспечить более раннее предупреждение о том, что SARS-CoV-2 становится глобальной угрозой.

Однако на данный момент создание и эксплуатация национальной системы наблюдения за сточными водами, особенно такой, которая включает мониторинг на уровне зданий в ключевых точках, по-прежнему слишком затратна и трудоемка.

Текущие исследования и разработки направлены на упрощение и автоматизацию отбора проб сточных вод. Что касается анализа, адаптация технологий ПЦР и секвенирования для обнаружения других патогенов, в том числе новых, будет иметь жизненно важное значение, чтобы в полной мере использовать преимущества такой системы. В конечном счете, надзор за сточными водами может помочь в будущем, в котором пандемии будут гораздо менее смертоносными и будут иметь меньше социальных и экономических последствий.

Об авторах

Сьюзан Де Лонг, доцент кафедры гражданского и экологического строительства, Университет штата Колорадо и Кэрол Вилуш, профессор микробиологии, иммунологии и патологии, Университет штата Колорадо

Эта статья переиздана из Беседа под лицензией Creative Commons. Прочтите оригинал статьи.


Рекомендуемые книги: Здоровье

Свежие фрукты очиститеСвежие фрукты очистить: Детокс, похудеть и поправить свое здоровье с самых вкусных продуктов природы [Мягкая обложка] с Линн Холл.
Похудеть и чувствовать себя здоровым в то время как ярко очистить организм от токсинов. Свежие фрукты очистите предлагает все необходимое для простой и мощный детоксикации, в том числе изо дня в день программ, аппетитные рецепты и советы для перехода от очищения.
Нажмите здесь для получения дополнительной информации и / или заказать эту книгу на Amazon.

Процветают FoodsПроцветают Продукты: 200 растительного Рецепты для пик здоровье [Мягкая обложка] Брендан мангала.
Основываясь на стресс сокращения, здоровье повышения питательной философии введена в его известной руководство питания вегетарианец Thrive, Профессиональное Ironman пловца Брендан Жаровня сейчас обращает внимание на ваши тарелку (миску завтрак и обед лоток тоже).
Нажмите здесь для получения дополнительной информации и / или заказать эту книгу на Amazon.

Смерть от медицины Гэри NullСмерть от медицины Гэри Null, Мартин Фельдман, Дебора Rasio и Кэролин Дин
Медицинской среде стал лабиринт взаимосвязанных корпоративных, больниц и правительственных советов директоров, проникли фармацевтических компаний. Наиболее токсичными веществами часто утвержденный первым, в то время как более мягкий и естественных альтернатив игнорируются по финансовым причинам. Это смерть от лекарств.
Нажмите здесь для получения дополнительной информации и / или заказать эту книгу на Amazon.


Вам также может понравиться

Следуйте за InnerSelf

значок facebookзначок Twitterзначок YouTubeзначок Instagramпиктограммазначок rss

 Получить последнее по электронной почте

Еженедельный Журнал Ежедневно Вдохновение

ДОСТУПНЫЕ ЯЗЫКИ

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeeliwhihuiditjakomsnofaplptroruesswsvthtrukurvi

САМОЕ ЧИТАЕМОЕ

Медитация молодого человека снаружи
Как медитировать и зачем
by Джозеф Селби
Медитация дает нам больший доступ к нелокальным реальностям: возвышает и гармонизирует эмоции,…
домашние солнечные системы 9 30
Когда отключится электросеть, можно ли будет использовать солнечную энергию для вашего дома?
by Уилл Горман и др.
Во многих районах, подверженных стихийным бедствиям и авариям, люди начинают задаваться вопросом, стоит ли инвестировать в крышные…
тропические болезни 9 24
Почему тропические болезни в Европе еще долго не будут редкостью
by Майкл Хэд
Денге, вирусная инфекция, распространяемая комарами, является распространенным заболеванием в некоторых частях Азии и Латинской…
бабушка читает своим двум внукам
Шотландская сказка бабушки о осеннем равноденствии
by Эллен Эверт Хопман
В этой истории есть немного Америки и немного Оркнейских островов. Оркни находится на…
ковид изменил личности 9 28
Как пандемия изменила наши личности
by Иоланта Берк
Доказательства показывают, что важные события в нашей личной жизни, которые вызывают сильный стресс или травму…
правильное положение для сна 9 28
Вот правильные способы сна
by Кристиан Моро и Шарлотта Фелпс
Несмотря на то, что сон может быть, как выразился один исследователь, «единственным важным видом поведения в поисках…
мое тело мой выбор 9 20
Как зародился патриархат и избавится ли от него эволюция?
by Рут Мейс
Патриархат, несколько отступивший в некоторых частях мира, снова предстает перед нами. В…
лестница доходящая до луны
Исследуйте свое сопротивление жизненным возможностям
by Бет Белл
Я не совсем понимал фразу «никогда не говори никогда», пока не начал осознавать, что я…

Новое отношение - новые возможности

InnerSelf.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholistPolitics.com | Рынок InnerSelf
Copyright © 1985 - 2021 Innerself Публикации. Все права защищены.