Systém dohľadu nad odpadovou vodou UC San Diego umožňuje včasnú detekciu väčšiny prípadov COVID-19

Ľudia infikovaní SARS-CoV-2, vírus, ktorý spôsobuje COVID-19, je známe, že sa vylučujú do stolice, aj keď nepociťujú žiadne príznaky. S ohľadom na to, Vedci Lekárskej fakulty Kalifornskej univerzity v San Diegu od leta 2020 vyhľadávajú odpadovú vodu z budov kampusu na prítomnosť vírusov, myslenie si, že tieto informácie môžu pomôcť predchádzať prepuknutiu choroby.

Smruthi Karthikeyan, PhD (vľavo) a Rob Knight, PhD (vpravo) odoberá vzorky odpadových vôd zo zberných robotov v areáli UC San Diego. Zápočet:Erik Jepsen/UC San Diego.

Teraz majú údaje na zálohovanie:Screening na SARS-CoV-2 v odpadových vodách, tím ukázal, že dokážu detekovať aj jedného infikovaného, asymptomatická osoba žijúca alebo pracujúca vo veľkej budove. Oznámenie obyvateľom každej budovy s pozitívnou odpadovou vodou zvýšilo mieru testovania na COVID-19 až 13-násobne. Akonáhle bol cestujúci pozitívne testovaný, izolácia a sledovanie kontaktov pomohlo zabrániť ďalšiemu šíreniu vírusu.

Tento prístup umožnil včasnú detekciu 85 percent prípadov COVID-19 v areáli školy, Vedci informovali z 10. augusta Vydanie z roku 2021 mSystémy . Inými slovami, vzorky väčšiny individuálnych prípadov boli pozitívne testované na vzorky odpadových vôd.

Univerzitné areály ťažia predovšetkým zo sledovania odpadových vôd ako prostriedku na predchádzanie ohniskám COVID-19, pretože sú plné prevažne asymptomatických populácií, a sú potenciálnymi horúcimi miestami prenosu, ktoré vyžadujú časté diagnostické testovanie. “

Smruthi Karthikeyan, PhD., prvý autor, environmentálny inžinier a postdoktorandský výskumník na Lekárskej fakulte UC San Diego

Karthikeyan viedla štúdiu so starším autorom Robom Knightom, PhD., profesor a riaditeľ Centra pre inováciu mikrobiómov na UC San Diego.

Približne 10, V akademickom roku 2020-2021 žilo v areáli UC San Diego 000 študentov s nízkym počtom prípadov COVID-19 vďaka mnohým zmierňovaniu rizika, vírusové detekčné a intervenčné prvky, ktoré tvoria program Return to Learn. Zápočet:Erik Jepsen/UC San Diego.

Skríning odpadových vôd je neoddeliteľnou súčasťou programu Return to Learn UC San Diego, prístup založený na dôkazoch, ktorý univerzite umožnil ponúkať bývanie na internáte a osobné hodiny a možnosti výskumu počas väčšiny pandémie.

Návrat k učeniu sa opiera o tri piliere:zmiernenie rizika, vírusová detekcia a intervencia. S približne 10, 000 študentov na akademickej pôde počas akademického roku 2020-2021, mnohé súčasti programu udržiavali počet prípadov COVID-19 oveľa nižší ako okolitá komunita a v porovnaní s väčšinou univerzitných areálov, udržanie miery pozitivity menej ako 1 percento počas tejto doby. Program Návrat k učeniu, vrátane testovania odpadových vôd, sa stal vzorom pre ostatné univerzity, K-12 školské obvody a regióny.

Každé ráno, sedem dní v týždni, tím študentov a zamestnancov v zodpovedajúcich tričkách rozmiestňuje po celom areáli golfové vozíky, aby zozbierali vzorky odpadových vôd od 126 zberných robotov zriadených na monitorovanie 350 budov. Do 10 hod. sa vracajú do Knightovho laboratória na Lekárskej fakulte.

Tam, Karthikeyan a tím spracujú odpadovú vodu pomocou iného druhu robota, ktorý koncentruje vírus pomocou magnetických nanočastíc, potom zo vzoriek extrahuje RNA-genetický materiál, ktorý tvorí genómy vírusov, ako je SARS-CoV-2. Na hľadanie podpisových génov vírusu sa používa testovanie polymerázovej reťazovej reakcie (PCR).

Keď sa zistí vírus, automatizované, ale cielené správy sa odosielajú systémom v celom areáli osobám spojeným s postihnutými budovami, napríklad študenti, zamestnanci a fakulta, odporúča, aby boli čo najskôr testovaní na vírus. Údaje sa pridajú na verejný informačný panel.

Online informačný panel sleduje detekciu odpadových vôd pozitívnych na COVID v areáli UC San Diego a sprístupňuje ju verejnosti. Kredit:UC San Diego.

Od svojho vzniku, tím neustále pracoval na optimalizácii procesu, Povedal Karthikeyan. Súčasný automatizovaný prístup dramaticky skrátil 20-násobne dobu obratu vzorky k výsledku; teraz päť hodín pre 96 vzoriek. Miniaturizáciou vzoriek vedci znížili náklady na spracovanie na 13 dolárov za vzorku. Knight odhaduje, že tento prístup prekračuje rozsah podobných programov dohľadu 10 až 100-násobne. Ďalší krok, povedal, bude nasadenie rýchlych metód na testovanie variantov SARS-CoV-2, vrátane delty, v reálnom čase.

„Tento systém ukazuje, ako mnohé rôzne časti UC San Diego môžu spolupracovať ako systém na zaistenie bezpečnosti kampusu, „Knight povedal.“ Táto práca si nevyžadovala len pokroky v spracovaní vírusových vzoriek, ale tímy vrátane logistiky, Zdravie a bezpečnosť životného prostredia, školský areál a zdravotnícky systém IT, Správa zariadení, a veľa ďalších, ako aj vedenie z programu Návrat k učeniu, aby sa to stalo. Teraz pomáhame ďalším kampusom a organizáciám zopakovať tento úspech, ktorý má potenciál nielen pre COVID-19, ale pre mnoho ďalších patogénov prenášaných stolicou, vrátane chrípky, nabudúce."

• Pochopenie variácií génovej expresie indukovanej hypoxiou pri agresívnom type rakoviny pankreasu
• Predbežná úprava enzýmom poskytuje vysoko presný obraz o kožných baktériách