多國科學家通過檢測生活汙水摸排新冠病毒社區流行情況

2020-12-06 上遊新聞

據CNN4月26日報導,隨著對新冠檢測的需求日益增長,世界各地的一些科學家正在使用檢測廢水,作為一種非侵入性的方法來了解社區中的新冠病毒的流行情況。

美國地方政府也開始採用這種方法,它能在排洩物中發現新冠病毒的基因物質,即核糖核酸(RNA)。

美國德拉瓦州紐卡斯爾市市長馬特·邁耶(Matt Meyer)在接受CNN採訪時表示,可以通過這種方法收集數據用來了解有多少人在沒有症狀的情況下感染了新冠病毒。

紐卡斯爾市已經與Biobot(一家位於麻省理工學院的初創公司)合作,對廢水進行新冠病毒檢測。Biobot公司的一位女發言人稱,該公司正在美國30個州的150個工廠中測試汙水處理技術。

邁耶說,紐卡斯爾市剛剛完成了第一周的測試,預計本周初會有結果。在24小時的試點測試中,Biobot估計僅在紐卡斯爾縣就有15200例新冠病例。根據約翰霍普金斯大學的數據,這些結果遠遠超過該州統計的4034例確診病例。

邁耶說:「現在我們與Biobot合作,對每周的工作充滿信心,這可以顯示出我們市病例總數的變化,這在某種程度上是有用的。我們希望通過在一個有56萬人口的市的10個處理設施中運行這個項目,找出熱點地區的情況。」

邁耶稱,他已經和州裡的官員討論了在全州範圍內實施廢水檢測的問題,不過他說,他遇到了一些質疑。

「預警系統」

與此同時,在紐約的錫拉丘茲地區,來自三所大學的四名教授合作,用離心法分離病毒來檢測奧農達加的廢水。他們說,這種方法可以顯著加快對新冠病毒爆發的檢測。

錫拉丘茲大學的公共衛生學教授大衛·拉森(David Larsen)告訴CNN,他是在看到荷蘭科學家成功地對新冠病毒進行了廢水測試的論文後組織了這個項目。

拉森說,他和錫拉丘茲大學工程系的同事滕增(Teng Zeng)與奧農達加的汙水處理設施合作。樣品隨後被送到紐約州立大學的凱悅·格林和弗蘭克·米德爾頓處。

米德爾頓是紐約州立大學的教授,他說,他們設計的分離過程會將廢水中新冠病毒的RNA樣本附著在聚乙二醇上,聚乙二醇是一種可以殺死活性病毒並將其濃縮成顆粒狀的樹脂。

然後,通過聚合酶鏈反應(PCR)對小球進行檢測,PCR是專門用於檢測新冠病毒的。

他估計,在該組織的學術實驗室裡,他們每天最多可以檢測100個樣本,但如果提供的樣本足夠多,PCR每天最多可以檢測1500個樣本。

米德爾頓是紐約州立大學分子分析中心的主任,他說:「這和我過去做的任何事情都不一樣。我們幾乎可以在獲得小球後立即進行PCR檢測。按照實驗室的標準,大約12分鐘後,就可以得到結果。」

格林是紐約州立大學環境科學與林業學院的微生物學家。他說,整個測試過程很可能需要4到8個小時,因為收集和過濾廢水樣本的過程非常複雜。

格林說:「在某些領域,這是不現實的。但在很多領域,情況確實如此。如果你提前建立了監測系統,並能在第一次聽到疫情爆發的可能性時就啟動監測,你就可以利用這個平臺作為一個早期預警系統。這將給我們幾天或幾周的時間來應對。」

海外測試

其他國家的科學家也一直在使用他們的汙水處理系統對新冠病毒進行大規模測試,儘管他們對廢水樣本如何準確地反映社區病毒水平表示需要謹慎。

今年4月初,《自然》雜誌報導稱,全球十多個研究小組正在分析廢水中的新冠病毒,在美國、荷蘭和瑞典的廢水中發現了病毒的蹤跡。

荷蘭國家公共衛生與環境研究所在上個月的一份聲明中說,在該國第一例確診病例的四天後,在一份廢水樣本中發現了新冠病毒。

該研究所在3月24日發表的一份聲明中說:「一小部分新冠患者的胃腸道中有這種病毒,因此會從他們的糞便中排洩出來。」

該聲明稱,廢水檢測方法曾被用於檢測小兒麻痺症和麻疹等病毒。

義大利健康研究所(ISS)上周報告稱,米蘭和羅馬部分地區的廢水樣本檢測結果呈陽性。它說,檢測到的RNA不一定代表活的、有傳染性的病毒。

ISS在一份聲明中說:「這一結果增強了將城市汙水控制作為一種非侵入性工具來早期檢測人群感染的前景。在第二階段,可以利用廢水檢測來間接監測病毒的傳播,從而更快地識別和限制任何新的流行病暴發。」

澳大利亞的研究人員也在汙水中發現了病毒的蹤跡,並表示他們正在制定一個全國性的檢測計劃。

澳大利亞國家科學機構CSIRO的負責人在4月16日發表的一份聲明中說:「希望最終我們不僅能夠檢測新冠病毒存在的地理區域,而且可以得到一個粗略的感染者數量。這將讓公眾更好地了解我們在多大程度上遏制了這一流行病。」

在鄰國紐西蘭,ESR的科學家們說,他們正在通過廢水檢測新冠病毒,評估根除病毒努力的效果,並更好地了解社區傳播的模式。

ESR首席科學家布雷恩·考恩(Brett Cowan)在本月早些時候的一份聲明中說:「我們正在與本地和國際的研究機構合作了解更多關於新冠病毒的知識,努力做出貢獻並最終找到一種疫苗。」

但ESR的研究人員指出,新冠病毒是一種呼吸道疾病,「不太可能通過受汙染的糞便傳播」,這意味著這種病毒在糞便中的含量很低,很難被檢測到。

上遊新聞 楊若辰 編譯

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