研究人员将猴痘添加到废水监测中
一个正在进行的项目监测废水中是否存在SARS-CoV-2,并有效预测了圣地亚哥后续COVID-19病例的激增,该项目已扩大到检测猴痘的存在。
自从第一例确诊病例猴痘5月下旬,加州和全国各地报告的病例稳步上升,目前圣地亚哥县已增至近100例,加州超过1300例。
2022年8月1日,国家宣布进入公共卫生紧急状态;第二天,圣地亚哥县也采取了同样的做法。2022年8月4日,联邦突发公共卫生事件全国报告了7000多例病例。这是自2001年以来的第五次全国紧急状态。全国仍处于冠状病毒大流行的紧急状态。
的监视和测试猴痘病毒是一个相对简单的附加电流废水加州大学圣地亚哥分校微生物组创新中心教授兼主任罗布·奈特博士说,他们正在实施SARS-CoV-2监测计划。
但有一个转折。
“这与SARS-CoV-2 qPCR监测过程相同,只是我们一直在测试一种不同的病毒。猴痘是一种DNA病毒,所以我们针对SARS-CoV-2(一种RNA病毒)优化的工艺如此有效,这有点令人惊讶,”他说。
研究人员在5月份开始试验他们的测试可能适用于这两种病毒类型的可能性,并在6月初开始监测来自Point Loma处理厂的废水,该处理厂为220万圣地亚哥人提供服务,以检测猴痘病毒的存在。
第一个阳性指标发生在2022年7月10日,接近检测极限:每升废水中有10565.54个病毒拷贝。自那以后,病毒水平急剧上升,略有上升和下降,但呈上升趋势,目前在2022年8月2日达到了每升废水189,309.81个病毒拷贝的高点。
奈特说,监测废水中的猴痘病毒负荷水平是否可以预测未来的感染或发病率还有待观察。
他说:“我们还不知道这些数据是否会像COVID那样预测病例激增。”“这取决于病毒何时从体内排出,以及导致人们寻求治疗的症状有多严重。原则上,这对每种病毒来说都是不同的,尽管在实践中,废水似乎可以预测多种病毒。”
而且,该系统还没有建立起来对猴痘基因组进行测序,而这是检测新出现的变异的必要条件。但是,奈特说:“一般来说,DNA病毒的进化比RNA病毒慢得多,所以我们不会期望变种的出现和传播得那么快。”
加州大学圣地亚哥分校的首席医疗官克里斯托弗·朗赫斯特医学博士说,猴痘监测是他所谓的“预见性监测”的一项重要创新。
“废水中猴痘水平的上升显然与这种病毒的日益蔓延有关。检测和监测将有助于在事态演变为危机之前向我们发出警告,为我们提供时间卫生系统以及公共机构的反应、准备和行动。”
圣地亚哥县公共卫生官员威尔玛·伍滕(Wilma Wooten)医学博士、公共卫生硕士表示同意:“正如我们在COVID-19中看到的那样,它可以作为了解病毒如何传播并影响我们社区的额外窗口。该县感谢所有合作伙伴的工作,并期待我们继续保持工作关系,以应对对公众健康的威胁。”
证据和经验
感染SARS-CoV-2的人甚至在出现COVID-19症状之前,就会通过排泄物释放病毒。这一事实促使了2020年底第一个废水筛选项目的开发,当时加州大学圣地亚哥分校和加州大学圣地亚哥分校卫生部门的研究人员开始了一项雄心勃勃的合作,使用自动采样机器人在校园内收集废水样本,以供后续分析。该项目旨在帮助学生安全返回校园。
废水监测和排序最终扩展到该地区。
这些努力的核心是SEARCH(圣地亚哥COVID健康流行病学和研究),这是一个由加州大学圣地亚哥分校、斯克里普斯研究中心和圣地亚哥雷迪儿童医院的科学家组成的联盟,与圣地亚哥县公共卫生官员和其他人合作。
还涉及:与Knight合作的快速COVID识别环境(EXCITE)实验室;Louise Laurent,医学博士,妇产科和生殖科学系教授;以及加州大学圣地亚哥分校医学院细胞和分子医学教授Gene Yeo博士。
斯克里普斯研究所教授克里斯蒂安·安德森博士说:“在过去几年SEARCH的成功基础上,看到圣地亚哥的废水监测扩大到包括猴痘,同时也为未来的人类病原体创建了一个灵活的系统,这真是太棒了。”“多亏了加州大学圣地亚哥分校、斯克里普斯研究中心和圣地亚哥县之间的密切合作,这项工作才有可能实现。它真正为该国有效的公共卫生学术伙伴关系树立了标准。”
今年7月,SEARCH的合作者在该杂志上发表了一份报告自然介绍了废水测序和病毒检测的成功,报告该项目在传统临床测试前14天有效地识别了新的病毒“令人担忧的变体”,并可可靠地用于预测即将到来的本地感染和病例率激增。
早些时候发表的一项研究估计,废水监测可以早期发现加州大学圣地亚哥分校85%的covid -19病例,从而可以更有效地缓解和预防疫情。
研究人员说,他们正在探索在废水监测项目中加入其他病原体的可能性,包括在美国部分地区重新出现的脊髓灰质炎病毒。
“在这个过程中添加新的病原体是相当容易的,”奈特实验室的环境工程师和博士后研究员Smruthi Karthikeyan博士说,他在加州大学圣地亚哥分校监督废水监测。“这在短时间内是可行的。我们可以在同样的周转时间内获得更多信息。”
SEARCH废水监测仪表盘可在线获取。
Smruthi Karthikeyan等人,废水测序揭示早期神秘的SARS-CoV-2变异传播,自然(2022)。DOI: 10.1038 / s41586 - 022 - 05049 - 6
Smruthi Karthikeyan等人,快速、大规模废水监测和自动报告系统能够早期发现大学校园中近85%的COVID-19病例,mSystems(2021)。DOI: 10.1128 / mSystems.00793-21