Cum testarea apelor uzate ar putea ajuta la oprirea răspândirii comunității COVID-19

Smederevac / Getty

Chei de luat masa

• Particulele de virus COVID-19 au fost detectate în timpul testării de rutină a apelor uzate a căminelor de la Universitatea din Arizona.
• Școala a urmărit imediat testarea elevilor și a personalului și a identificat două persoane care erau pozitive pentru COVID-19, dar nu prezentau simptome.
• Povestea i-a făcut pe oameni să se întrebe de ce mai multe comunități nu testează urina și fecalele pentru COVID-19.
• Experții spun că sistemul de testare este deja supraîncărcat și adăugarea de eșantioane suplimentare ar contribui doar la ritmul lent al rezultatelor.

În timp ce testa în mod regulat canalizarea canalelor, Universitatea din Arizona a detectat SARS-CoV-2, virusul care provoacă COVID-19, în probe. Universitatea a răspuns cu măsuri imediate pentru a opri un potențial focar, dar povestea a ridicat întrebări despre de ce probele de urină și scaun nu au fost încă adăugate la opțiunile de testare COVID-19.

„Totul este de fapt destul de nou”, spune lui Verywell Aaron Peacock, dr., Director de biologie moleculară la Microbac Laboratories, Inc. „Nu s-a făcut cu adevărat în mod regulat ... majoritatea acestor companii care fac [testarea] apelor uzate sunt companiile noastre de utilități, deci sunt în orașe sau județe, sau sunt districte de utilități, și sunt puternic reglementate. "

Peacock nu a fost implicat în testarea canalizărilor de la Universitatea din Arizona, dar Laboratoarele Microbac lucrează în prezent cu alte colegii și universități pentru a testa apele uzate pentru determinarea numărului viral al SARS-CoV-2.

Compania lucrează, de asemenea, cu unele orașe și municipalități care au alocat finanțare pentru testarea SARS-CoV-2. Peacock spune că testarea apelor uzate în timpul unei pandemii - și altfel - poate completa alte metode de testare pentru a oferi campusurilor, întreprinderilor și comunităților o imagine mai largă a problemelor viitoare.

Monitorizarea tendințelor infecției comunitare

Testarea eșantioanelor de canalizare pentru numărul viral COVID-19 este diferită decât testarea unei persoane la un moment dat. Diferite modele și algoritmi ar putea ajuta la monitorizarea unui număr general de infecții active într-o zonă, iar datele ar putea ajuta la informarea unei comunități cu privire la faptul dacă cazurile de infecție cresc, scad sau rămân aceleași.

„Dacă îl privești așa, te ridici într-un balon la 10.000 de picioare, privind în jos spre pădure, oferindu-ți o idee generală despre ceea ce se întâmplă în pădure. Dar când testați oameni individuali, testați copaci individuali ", spune Peacock.

Peacock spune că SARS-CoV-2 poate fi vărsat în fecalele unei persoane înainte de a avea simptome.

„Este un fel de prevestitor al a ceea ce se poate întâmpla în urma științei pentru infecții active”, spune el.

Conform acestei logici, detectarea particulelor de virus din apele uzate ar putea ajuta comunitățile să identifice mai devreme cazurile COVID-19, ceea ce s-a întâmplat la Universitatea din Arizona.

Centrul de tehnologie durabilă pentru apă și energie a școlii a testat apele uzate de la reședințele din campus în prima săptămână de cursuri în persoană. Au descoperit prezența SARS-CoV-2 într-un singur cămin. Când au testat studenții și personalul din acea locație, au identificat două persoane care erau pozitive pentru virus, dar nu prezentau simptome.

Ca parte a strategiei campusului „Testează, urmărește, tratează”, toți studenții trebuiau să aibă un test antigen negativ înainte de a se putea muta în locuințe, potrivit unui comunicat al universității.

„Aici este vorba despre momentul”, îi spune lui Verywell Jagdish Khubchandani, dr., MPH, MBBS, profesor de sănătate publică la New Mexico State University. „Cred că astăzi, dacă mă testați, sperăm - și cel mai probabil - sunt negativ. Dar mă lași în pace trei zile. În acele câteva zile, poate că m-am dus la magazinul local sau am întâlnit niște oameni și m-am infectat. ”

Cazuri de prindere înainte de simptome

Potrivit cercetărilor efectuate de Johns Hopkins Medicine, atunci când o persoană este testată în primele zile ale unei infecții cu COVID-19, rezultatul ar putea produce un fals negativ.

Pentru studiu, care a fost publicat înAnalele Medicinii Interne, au fost analizate datele de la 1.330 de probe care au fost supuse testării reacției în lanț cu transcriptază inversă a polimerazei (RT-qPCR). Cercetătorii au calculat zilnic ratele fals negative folosind rezultatele testelor și data raportată a infecției sau momentul apariției simptomelor.

Conform estimărilor lor, persoanele care au fost testate pentru virus în cele patru zile după ce au fost infectate au fost cu 67% mai predispuse să testeze negativ și, prin urmare, primesc un fals negativ. Testul s-a dovedit a fi mai precis la opt zile după infecție, dar chiar și atunci, rata fals pozitivă a fost de 20%.

„Chiar și atunci când mă infectez”, explică ipotetic Khubchandani, „inițial în primele 7-10 zile - sau chiar două săptămâni pentru unii oameni - nu am simptome, dar totuși continuu să scap de virus”.

Universitatea din Arizona a mutat cei doi studenți care au dat test pozitiv la COVID-19 de la reședință la carantină. Studenții vor continua cursurile online până când vor putea reveni în siguranță la viața în cămin și la studii în persoană.

După ce elevii au fost în carantină, Centrul de Tehnologie Durabilă pentru Apă și Energie a școlii a testat din nou apele uzate ale căminului și nu a găsit urme ale virusului.

Dacă virusul este vărsat în deșeuri corporale și poate fi utilizat pentru a detecta coronavirusul mai devreme de testele COVID-19, cum ar fi tamponul nazofaringian, atunci de ce nu există mai multe școli și comunități care testează probe de urină și fecale?

"Analiza urinei ar reprezenta pași suplimentari și o povară asupra testării", spune Khubchandani. Având în vedere creșterile de testare și întârzierile provenite de la laboratoarele restante, problemele de testare a deșeurilor corporale ar fi o provocare suplimentară.

Cum se testează apele uzate pentru COVID-19

Peacock explică faptul că Laboratoarele Microbac obține un eșantion reprezentativ în unul din cele două moduri. Primul este ceea ce se numește un test de captare, în care se colectează o probă aleatorie. Al doilea este un test compozit, în care este pus un instrument pentru colectarea apelor uzate la fiecare 15 sau 20 de minute.

Apoi, pH-ul probei este ajustat pentru a face particulele virusului să se lipească de alte particule, ceea ce ajută la filtrare. Apoi, se extrag acizii nucleici și ARN-ul potențial al virusului și se efectuează un test RT-qPCR. Testul „schimbă ARN-ul în ADN complementar”, spune Peacock. „Și apoi acel ADN complementar este citit de instrumentul nostru”.

RT-qPCR

ARN-ul este transformat în ADN complementar, o formă sintetică de ADN obținut dintr-un șablon de ARN. Testul are multe aplicații, de la genetică la cercetare clinică.

Testul RT-qPCR este aceeași analiză care este utilizată pentru probele colectate din tampoane nazofaringiene. Cu toate acestea, aveți nevoie de o altă valoare pentru testarea apelor uzate. Microbac testează, de asemenea, virusul piperului blând (PMMoV).

„Acesta este cel mai abundent virus asociat omului în apele uzate”, spune Peacock. De asemenea, a fost folosit pentru a testa calitatea apei. „Puteți utiliza PMMoV pentru a vă informa cât de multe deșeuri umane sunt în apele uzate la un moment dat”, spune Peacock, citând necesitatea diferențierii de aportul uman și aportul industrial. „Și apoi poți să folosești asta pentru a divulga rezultatele pentru numerele tale SARS-CoV-2.”

Testarea dincolo de dormitoare

„Corporațiile, industriile, fabricile și locurile de muncă pot fi locuri bune pentru a evalua încărcătura virusului”, spune Khubchandani. De exemplu, în primele luni ale pandemiei, plantele de ambalare a cărnii au devenit focare focare COVID-19. Verificarea prezenței virusului în canalizarea unei plante ar putea ajuta la prevenirea viitoarelor focare.

Jagdish Khubchandani, dr., MPH, MBBS

Cred că ceea ce trebuie să subliniez este că cea mai mare provocare a noastră cu testarea apei de canalizare sau a oamenilor este: cum o traduceți în adaptarea publică?

Orașele ar putea, de asemenea, să poată utiliza testarea pentru a culege date din diferite subsecțiuni ale unei comunități. „Oriunde ai o stație de ridicare (o pompă) sau o zonă în care apa se adună - [fie că este pentru un cartier sau pentru un liceu - poți să testezi asta”, spune Peacock.

Acestea fiind spuse, finanțarea și birocrația ar putea fi în continuare un obstacol. „Într-o situație comunitară mai mare, există multe cheltuieli suplimentare pentru îmbogățirea eșantionului pentru a obține tipul corect de încărcare virală. Și multe orașe ar putea să nu aibă aceste tipuri de resurse. ” Khubchandani spune.

Khubchandani aduce, de asemenea, un alt aspect important pentru colectarea datelor. „Cred că ceea ce trebuie să subliniez este că cea mai mare provocare a noastră cu testarea apei reziduale sau a oamenilor este: cum o traduceți în adaptarea publică?”

Dacă o comunitate descoperă o povară COVID-19 ridicată prin testarea apelor reziduale, atunci ar trebui să se întâmple măsuri mai agresive de distanțare socială și testarea persoanelor din acea comunitate.Khubchandani adaugă că, în cele din urmă, datele sunt „utile numai dacă există o evaluare în timp real și o acțiune comunitară ghidată de acea evaluare”.

Ce înseamnă asta pentru tine

În timp ce comunitatea dvs. s-ar putea să nu-și testeze canalizarea pentru COVID-19 în curând, povestea de la Universitatea din Arizona este un memento că virusul se poate răspândi chiar și atunci când nu aveți simptome. Continuarea luării măsurilor de precauție socială corespunzătoare, purtarea măștii și practicarea unei igiene eficiente a mâinilor sunt în continuare cele mai bune modalități de a vă menține în siguranță pe dvs., familia dvs. și comunitatea.