Исследователи из Сингапурского Массачусетского технологического института и международные сотрудники добились успехов в обнаружении вирусов в сточных водах, разработав новый количественный анализ RT-qPCR, который способен обнаруживать омикронный вариант SARS-CoV-2. Такие тесты позволяют надзору за сточными водами точно отслеживать динамику вариантов в любом конкретном сообществе или группе населения, а также поддерживать и информировать о реализации соответствующих мер общественного здравоохранения, адаптированных в соответствии с конкретными характеристиками конкретного вирусного патогена. В другом документе исследователи и сотрудники SMART также рассмотрели будущее наблюдения за сточными водами, обозначив проблемы и возможности и наметив его потенциал для подготовки общества к будущим вирусным вспышкам.
Мониторинг сточных вод появился во время пандемии COVID-19 как эффективный и неинвазивный способ отслеживания вспышки вируса, а достижения в области технологий позволили исследователям не только выявлять, но и количественно определять наличие конкретных вариантов, вызывающих озабоченность (ЛОС) в сточных водах . образцы. Эта способность подсчитывать и оценивать отдельные летучие органические соединения является уникальной для анализа с открытым исходным кодом SMART и позволяет исследователям точно определять тенденции смещения в сообществе. Следовательно, этот анализ может показать, какая доля вируса SARS-CoV-2, циркулирующего в сообществе, принадлежит к определенному варианту .. Это особенно важно, поскольку различные летучие органические соединения SARS-CoV-2 — альфа, дельта, омикрон и их ответвления — появлялись в разные периоды пандемии, каждый из которых вызывал новую волну инфекций, к которым население было более восприимчиво.
Исследователи SMART сообщили в июле прошлого года о первом из этих прорывов, разработав количественный анализ альфа-варианта SARS-CoV-2 в сточных водах, а также работая над аналогичным анализом дельта-варианта. Ранее обычные методы обнаружения сточных вод могли обнаруживать только наличие вирусного материала SARS-CoV-2 в образце, без идентификации варианта вируса.
Delta перешла под контроль omicron в течение трех недель в Италии
Исследователи SMART разработали аналогичный количественный анализ для варианта омикрон, аллель-специфический анализ RT-qPCR, который одновременно нацелен на участок мутаций от Q493R до Q498R, что позволяет количественно обнаруживать омикрон в сточных водах. Это описано в их статье «Быстрое вытеснение дельта варианта SARS-CoV-2 омикроном, выявленное с помощью аллель-специфической ПЦР в сточных водах», опубликованной в Water Research .
В своем исследовании SMART обнаружила, что увеличение охвата населения ревакцинацией в Италии совпало с полным замещением дельта-варианта омикронным в образцах сточных вод, полученных на очистных сооружениях Torbole Casaglia с размером водосбора 62 722 человека. Заняв менее трех недель, быстрый темп этого смещения можно объяснить инфекционным преимуществом омикрон над ранее доминирующей дельта у вакцинированных лиц, что может быть связано с более эффективным уклонением омикрон от иммунитета, вызванного вакцинацией.
«В мире, где COVID-19 носит эндемический характер, мониторинг ЛОС посредством наблюдения за сточными водами станет эффективным инструментом для отслеживания вариантов, циркулирующих в сообществе, и будет играть все более важную роль в управлении ответными мерами общественного здравоохранения», — сказал соавтор. автора статьи и старший научный сотрудник SMART AMR Федерика Армас. «Эта работа продемонстрировала, что наблюдение за сточными водами можно использовать для быстрого и количественного отслеживания ЛОС, присутствующих в сообществе».
Решающую роль во вспышках пандемии и лихорадки денге играют сингапурские исследователи, которые используют инструменты (как показано на фото) для наблюдения за сточными водами. Их последние достижения в обнаружении и количественном определении вирусных патогенов в сточных водах играют неоценимую роль в подготовке мира к будущим вирусным пандемиям. (LR) SCELSE: Десмонд Чуа, Джанель Томпсон, Нг Вей Цзе, Стефан Вюрц, SMART: Эрик Алм, Ли Вэй Линь, Федерика Армас, Чен Хунцзе, Франциск Чандра, Гу Сяоцюн. 1 кредит
Надзор за сточными водами имеет жизненно важное значение для будущих ответных мер на пандемию
Поскольку население Землистановится все более вакцинированным и подверженным предшествующим инфекциям, страны начали переходить к классификации SARS-CoV-2 как эндемического заболевания, отказываясь от активного клинического надзора в пользу децентрализованных экспресс-тестов на антигены и, следовательно, сокращая секвенирование образцов пациентов. Однако было показано, что SARS-CoV-2 производит новые ЛОС, которые могут быстро появляться и быстро распространяться среди населения, вытесняя ранее доминирующие варианты вируса. Это наблюдалось, когда дельта вытеснила альфу по всему земному шару после появления первой в Индии в декабре 2020 года, и снова, когда омикрон вытеснил дельту еще быстрее после ее открытия в Южной Африке в ноябре 2021 года.
В отдельном обзорном документе по надзору за сточными водами под названием «Making Waves: надзор за сточными водами SARS-CoV-2 в эндемическом будущем», опубликованном в журнале Water Research , исследователи SMART и сотрудники обнаружили, что полезность наблюдения за сточными водами в ближайшем будущем может включают (1) мониторинг тенденции вирусной нагрузки в сточных водах для количественных оценок вируса, циркулирующего в сообществе; (2) отбор проб сточных вод в источнике — например, взятие проб из определенных районов или зданий — для точного выявления инфекций в районах и на уровне зданий; (3) объединение сточных вод и клинического надзора для рентабельного надзора за населением; и (4) секвенирование генома образцов сточных вод для отслеживания циркулирующих и возникающих вариантов в популяции.
«Наш опыт с SARS-CoV-2 показал, что клиническое тестирование часто может дать лишь ограниченную картину истинных масштабов вспышки или пандемии. С распространением COVID-19 и ожидаемым появлением новых вариантов, вызывающих озабоченность, качественные и количественные данные наблюдения за сточными водами станут неотъемлемым компонентом экономичной и ресурсоэффективной программы наблюдения за общественным здравоохранением, что позволит властям принимать более обоснованные политические решения», — добавила автор-корреспондент Джанель Томпсон, доцент SCELSE и NTU. «Наш обзор представляет собой дорожную карту для более широкого развертывания наблюдения за сточными водами с возможностями и проблемами, которые, если их решить, позволят нам не только лучше справляться с COVID-19, но и создавать общества, ориентированные на будущее, для других вирусных патогенов и будущих пандемий».
Кроме того, в обзоре было предложено, чтобы будущие исследования сточных вод соответствовали набору стандартизированных методов обработки сточных вод, чтобы уменьшить несоответствия в данных о сточных водах и улучшить эпидемиологические выводы. Методы, разработанные в контексте SARS-CoV-2 и его анализов, могут принести неоценимую пользу для будущей работы по мониторингу сточных вод с целью обнаружения новых зоонозных патогенов — патогенов, которые могут передаваться от животных к человеку, — и для раннего выявления будущих пандемий.
Кроме того, наблюдение за сточными водами далеко не ограничивается SARS-CoV-2, оно уже адаптировано для использования в борьбе с другими вирусными патогенами. В другом документе от сентября 2021 года описывается прогресс в разработке эффективного надзора за сточными водами на наличие вирусов денге, Зика и желтой лихорадки, при этом исследователи SMART успешно измеряют скорость распада этих важных с медицинской точки зрения арбовирусов в сточных водах. За этим последовал еще один обзорный документ SMART, опубликованный в июле 2022 года, в котором исследовались текущий прогресс, будущие проблемы и возможности в области наблюдения за арбовирусами в сточных водах. Эти разработки являются важным первым шагом на пути к организации эпиднадзора за арбовирусами в сточных водах.
«Наши выводы, полученные в результате использования наблюдения за сточными водами в качестве ключевого инструмента в ходе пандемии COVID-19, будут иметь решающее значение для помощи исследователям в разработке аналогичных методов для мониторинга и борьбы с другими вирусными патогенами и будущими пандемиями», — сказал Ли Вей Лин, первый автор статей SMART. цитируется в этом пресс-релизе и является научным сотрудником SMART AMR. « Наблюдение за сточными водами уже продемонстрировало многообещающую полезность в борьбе с другими вирусными патогенами, в том числе с некоторыми из наиболее распространенных в мире болезней, переносимых комарами, и существует значительный потенциал для адаптации технологии для использования против других инфекционных вирусных заболеваний».
