Smederevac / Getty
Viktige takeaways
- COVID-19 viruspartikler ble oppdaget under rutinemessig avløpsvannstesting av sovesalene ved University of Arizona.
- Skolen fulgte umiddelbart opp med å teste studenter og ansatte og identifiserte to personer som var positive for COVID-19, men som ikke hadde symptomer.
- Historien fikk folk til å lure på hvorfor flere lokalsamfunn ikke tester urin og avføring for COVID-19.
- Eksperter sier at testsystemet allerede er overbelastet, og å legge til flere prøver vil bare legge til det svake tempoet i resultatene.
Mens de regelmessig testet sovesvann, oppdaget University of Arizona SARS-CoV-2, viruset som forårsaker COVID-19, i prøvene. Universitetet svarte med umiddelbare tiltak for å stoppe et potensielt utbrudd, men historien brakte spørsmål om hvorfor urin- og avføringsprøver ennå ikke er lagt til COVID-19-testalternativene.
"Dette er egentlig ganske nytt," forteller Aaron Peacock, PhD, direktør for molekylærbiologi ved Microbac Laboratories, Inc til Verywell. "Det har egentlig ikke blitt gjort med jevne mellomrom ... de fleste av disse selskapene som driver med avløpsvann [testing] er våre verktøyfirmaer, så de er i byer eller fylker, eller de er bruksområder, og de ' er sterkt regulert. ”
Peacock var ikke involvert i å teste dorm-kloakk ved University of Arizona, men Microbac Laboratories jobber for tiden med andre høyskoler og universiteter for å teste avløpsvannet for SARS-CoV-2 viraltelling.
Selskapet jobber også med noen byer og kommuner som har bevilget finansiering til SARS-CoV-2-testing. Peacock sier at avløpsvannstesting under en pandemi - og ellers - kan utfylle andre testmetoder for å gi studiesteder, bedrifter og samfunn et større bilde av problemene fremover.
Overvåke trender for samfunnsinfeksjoner
Å teste kloakkprøver for COVID-19 viraltall er annerledes enn å teste en person om gangen. Ulike modeller og algoritmer kan hjelpe til med å overvåke et generelt antall aktive infeksjoner i et område, og data kan hjelpe til med å informere et samfunn om infeksjonstilfeller øker, går ned eller forblir den samme.
“Hvis du ser på det på denne måten, er du oppe i en ballong på 10.000 fot, og ser ned på skogen og gir deg en samlet ide om hva som skjer i skogen. Men når du tester enkeltpersoner, tester du individuelle trær, sier Peacock.
Peacock sier at SARS-CoV-2 kan kastes i en persons avføring før de har symptomer.
"Det er en slags forkjemper for hva som kan komme ned gjedden for aktive infeksjoner," sier han.
Etter den logikken kan påvisning av viruspartikler i avløpsvann hjelpe samfunn med å identifisere COVID-19-tilfeller tidligere, noe som skjedde ved University of Arizona.
Skolens vann- og energisenter for bærekraftig teknologi testet avløpsvann fra campusboliger den første uken med personlige klasser. De fant tilstedeværelsen av SARS-CoV-2 i en sovesal. Da de testet studentene og personalet på stedet, identifiserte de to personer som var positive for viruset, men som ikke hadde symptomer.
Som en del av campusens "Test, Trace, Treat" -strategi, måtte alle studenter ha en negativ antigentest før de kunne flytte inn på boliger, ifølge en uttalelse fra universitetet.
"Det handler om timingen her," sier Jagdish Khubchandani, PhD, MPH, MBBS, professor i folkehelse ved New Mexico State University, til Verywell. «Jeg tror i dag, hvis du tester meg, forhåpentligvis - og mest sannsynlig - er jeg negativ. Men du lar meg være alene i tre dager. I løpet av de få dagene har jeg kanskje gått til den lokale matbutikken eller møtt noen mennesker, og jeg ble smittet. "
Fange saker før symptomer
Ifølge forskning fra Johns Hopkins Medicine, når en person blir testet i de tidlige dagene av en COVID-19-infeksjon, kan resultatet gi en falsk negativ.
For studien, som ble publisert iAnnaler for indremedisin, ble data fra 1330 prøver som gjennomgikk testing av revers-transkriptase polymerasekjedereaksjon (RT-qPCR) gjennomgått. Forskerne beregnet daglige falske-negative priser ved hjelp av testresultatene og den rapporterte datoen for infeksjon eller tidspunktet da symptomene dukket opp.
Etter deres estimater var personer som ble testet for viruset i løpet av de fire dagene etter at de ble smittet, 67% mer sannsynlig å teste negative, og mottok derfor falskt negativt. Testen viste seg å være mer nøyaktig åtte dager etter infeksjon, men selv da var den falske positive frekvensen 20%.
"Selv når jeg blir smittet," forklarer Khubchandani hypotetisk, "i utgangspunktet de første 7 til 10 dagene - eller til og med to uker for noen mennesker - har jeg ingen symptomer, men jeg fortsetter å kaste viruset."
University of Arizona flyttet de to studentene som testet positive for COVID-19 fra bolighuset til karantene. Studentene vil fortsette timene online til de er i stand til trygt å gå tilbake til sovesal og personlige studier.
Etter at studentene ble satt i karantene, testet skolens vann- og energisenter for bærekraftig teknologi senterets avløpsvann igjen og fant ingen spor etter viruset.
Hvis viruset blir kastet i kroppsavfall og potensielt kan brukes til å oppdage koronavirus tidligere enn COVID-19-tester som nasofaryngeal vattpinne, hvorfor prøver ikke flere skoler og lokalsamfunn urin- og fekalprøver?
"Urinalyse vil utgjøre flere skritt og belastning for testing," sier Khubchandani. Ettersom teststøt og forsinkelser fra forsinkede laboratorier allerede er et problem, vil testing av kroppsavfall for enkeltpersoner være en ekstra utfordring.
Hvordan teste avløpsvann for COVID-19
Peacock forklarer at Microbac Laboratories får et representativt utvalg på en av to måter. Den første er det som kalles en grab test, hvor en tilfeldig prøve blir samlet. Den andre er en sammensatt test, der et instrument settes på plass for å samle opp avløpsvann hvert 15. eller 20. minutt.
Deretter justeres pH i prøven for å få viruspartiklene til å holde seg til andre partikler, noe som hjelper til med filtrering. Deretter ekstraheres nukleinsyrer og potensielt virus-RNA, og en RT-qPCR-test utføres. Testen "endrer RNA til komplementært DNA," sier Peacock. "Og så blir det komplementære DNA lest av vårt instrument."
RT-qPCR
RNA blir omgjort til komplementært DNA, en syntetisk DNA-form laget av en RNA-mal. Testen har mange anvendelser, fra genetikk til klinisk forskning.
RT-qPCR-testen er den samme analysen som brukes til prøver samlet fra nasopharyngeal vattpinner. Du trenger imidlertid en annen beregning for testing av avløpsvann. Microbac tester også for pepper mild mottle virus (PMMoV).
"Det er slags det mest forekommende menneskeassosierte viruset i avløpsvann," sier Peacock. Det er også blitt brukt til å teste vannkvaliteten. "Du kan bruke PMMoV til å fortelle deg hvor mye menneskelig avfall som er i avløpsvannet til enhver tid," sier Peacock, og siterer behovet for å skille fra menneskelig og industriell innsats. "Og så kan du bruke det til å legge resultatene dine for SARS-CoV-2-tallene dine."
Testing utover sovesaler
"Bedrifter, industrier, fabrikker og arbeidssteder kan være gode steder å vurdere virusets belastning," sier Khubchandani. I de første månedene av pandemien ble for eksempel kjøttpakkeri COVID-19 hotspots for utbrudd. Å sjekke om det er virus i kloakken til et anlegg kan bidra til å forhindre fremtidige utbrudd.
Jagdish Khubchandani, PhD, MPH, MBBS
Jeg tror det jeg må understreke er at vår største utfordring med å teste kloakkvann eller mennesker er: hvordan oversetter du det til offentlig tilpasning?
- Jagdish Khubchandani, PhD, MPH, MBBSByer kan også være i stand til å bruke testingen til å samle inn data fra forskjellige underseksjoner i et fellesskap. "Uansett hvor du har en heisestasjon (et pumpehus) eller et område der vannet samles - enten det er for et nabolag eller for en videregående skole, kan du teste det," sier Peacock.
Når det er sagt, kan finansiering og byråkrati fortsatt være en hindring. “I en større samfunnssituasjon er det mye ekstra utgifter for å berike prøven for å få riktig type virusbelastning. Og mange byer har kanskje ikke slike ressurser. ” Khubchandani sier.
Khubchandani tar også opp et annet viktig hensyn for å samle inn data. "Jeg tror det jeg må understreke er at vår største utfordring med å teste kloakkvann eller mennesker er: hvordan oversetter du det til offentlig tilpasning?"
Hvis et samfunn oppdager en høy COVID-19-belastning gjennom avløpstesting, må mer aggressive sosialdistanseringstiltak og testing av enkeltpersoner i dette samfunnet skje.Khubchandani legger til at til slutt dataene er "bare nyttige hvis det er en sanntidsvurdering og samfunnshandling som ledes av den vurderingen."
Hva dette betyr for deg
Mens samfunnet ditt kanskje ikke tester kloakken for COVID-19 når som helst, er historien fra University of Arizona en påminnelse om at viruset kan spre seg selv når du ikke har symptomer. Fortsett å ta riktige forholdsregler for sosial distansering, bruk masken din og praktisere effektiv håndhygiene er fortsatt de beste måtene å holde deg, din familie og samfunnet trygt.