Att noggrant identifiera förändringar i samhällets covid-19-infektioner genom övervakning av avloppsvatten närmar sig verkligheten. En ny studie, publiceras i Miljövetenskap och teknik , identifierar en metod som inte bara upptäcker viruset i avloppsvattenprover utan också spårar huruvida infektionsfrekvensen går upp eller ner.

Att testa avloppsvatten – en robust källa till covid-19 eftersom de infekterade sprider viruset i sin avföring – skulle kunna användas för mer lyhörd spårning och kompletterande information som folkhälsotjänstemän litar på när de utvärderar ansträngningar för att begränsa viruset, såsom förbättrade folkhälsoåtgärder och till och med vacciner när de blir tillgängliga.

Testet fungerar genom att identifiera och mäta genetiskt material i form av RNA från SARS-COV-2, viruset som orsakar covid-19. "Detta arbete bekräftar att trender i koncentrationer av SARS-CoV-2 RNA i avloppsvattenspår med trender av nya covid-19-infektioner i samhället. Avloppsvattendata kompletterar data från kliniska tester och kan ge ytterligare insikt om covid-19-infektioner inom samhällen , " sa co-senior författare Alexandria Boehm, en Stanford-professor i civil- och miljöteknik.

När USA brottas med rekordstora dagliga överföringshastigheter, Att skaffa mer information för att spåra överspänningar och informera folkhälsopolitiken i lokala samhällen är fortfarande nyckeln till att hantera det dödliga viruset. COVID-19 kan vara särskilt svårt att spåra, med många asymtomatiska eller milda fall som inte upptäcks. De som testas kan fortfarande sprida infektionen innan de får testresultat, förhindrar snabb identifiering, behandling och isolering för att bromsa spridningen. Snabbare identifiering av fallspikar kan tillåta lokala tjänstemän att agera snabbare innan sjukdomen når en avgörande tipppunkt där överföringen blir svår att begränsa och sjukhusvistelser överväldiga det lokala hälsosystemet.

Spårning av covid-19 genom avloppsvattenövervakning av RNA ökar fart över hela landet och kan varna beslutsfattare om potentiella utbrott dagar innan individer känner igen symptom på viruset. Det virala RNA:t kan isoleras från avloppsvatten i avloppsreningsanläggningar och identifieras genom en komplicerad och mycket teknisk återvinningsprocess, med de relativa mängderna i avloppsvatten som korrelerar med antalet fall. Alla som har en toalett ansluten till ett avloppssystem kan deponera dessa biologiska prover regelbundet, göra provtagning av avloppsvatten till en inkluderande källa till information om covid-19 i ett samhälle.

Med detta i åtanke, forskarna försökte förbättra effektiviteten och noggrannheten av avloppsvattenövervakning för covid-19 genom att jämföra förmågan att upptäcka viruset i två former av avloppsvatten – ett mestadels flytande inflöde eller ett sedimenterat fast ämne (sediment sedimenterat i en tank). Den mest aktuella forskningen fokuserar på inflytande prover; dock, teamet noterar att många virus har en affinitet för fasta ämnen och förväntade högre koncentrationer av viruset i dessa prover, vilket skulle kunna förbättra upptäckten och konsekvensen.

Forskarna fann att de fasta proverna hade högre koncentrationer och bättre upptäckt av SARS-CoV-2 jämfört med de flytande versionerna. "Dessa resultat bekräftade vårt tidiga tänkande att inriktning på fasta ämnen i avloppsvatten skulle leda till känsliga och reproducerbara mätningar av covid-19 i ett samhälle. Detta betyder att vi kan spåra uppåtgående trender när fallen fortfarande är relativt låga, " sa co-senior författare Krista Wigginton, en docent i civil- och miljöteknik från University of Michigan. Wigginton och Boehm leder forskningen tillsammans.

Forskarna testade sedan cirka 100 fasta fasta prover från San Jose-Santa Clara Regional Wastewater Facility från mitten av mars till mitten av juli 2020, räknar dagliga koncentrationssiffror. Med hjälp av statistisk modellering jämförde de dessa koncentrationer med covid-19 bekräftade fall från länet. Deras resultat spårade trenden i länets fall, minskar i både maj och juni och toppar i juli.

Forskningen presenterar ett möjligt sätt att identifiera nya utbrott, hitta hotspots, bekräfta minskningen av fall och informera folkhälsoinsatser. När skolor öppnar igen, Tekniken skulle kunna implementeras av distrikt för att identifiera om cirkulationen av gemenskapsvirus minskar. Den har också potential att användas i områden som saknar resurser för robust individuell klinisk testning, som testplatser i Illinois som enligt uppgift stängde tidigt efter att ha tagit slut på tester.

Det finns fortfarande bitar av information som behövs för att bättre förstå begränsningarna av avloppsvattentestning och förbättra vad som kan hämtas, konstaterar forskarna. Virusets sönderfallshastighet i avloppsvatten, omfattningen och tidslinjen för viralt RNA-utsöndring vid sjuka och varierande verksamhet i olika avloppsvattenanläggningar har alla potential att påverka resultaten. Framtida studier av dessa faktorer kan leda till bättre insikter om falltrender.

Teamet lanserar en ny pilot den här månaden för att prova upp till åtta avloppsreningsverk i Kalifornien dagligen, med en 24-timmars handläggningstid. Piloten syftar till att bättre förstå vilka typer av nästan realtidsdata som är användbara för folkhälsotjänstemän. Implementering av metoderna och ramverket som utvecklats av teamet och pilotstudien kan också användas i framtiden för att övervaka avloppsvatten för patogener bortom COVID-19 som cirkulerar inom samhällen.