研究人员扩大了废水中的疾病追踪

公共卫生专家通常通过哨点实验室的每周报告跟踪流感、呼吸道合胞病毒(RSV)和鼻病毒在人群中传播的峰值。这些实验室只处理重症患者的样本，结果进入数据库可能需要数周时间。现在，斯坦福大学的研究人员与埃默里大学和Verily生命科学公司合作，第一次在当地的圣克拉拉下水道系统中收集了一整套呼吸道病毒的快速而准确的读数。

废水是目前唯一的来源准确的信息关于社区的COVID-19发病率。聚合酶链反应(PCR)检测已不再广泛使用，大多数人都在家里用棉签擦拭身体，而他们的检测结果永远不会送到公共卫生机构。

在COVID-19之前，尚未通过废水追踪呼吸道病毒。科学家在这项研究中测试的大多数病毒以前从未在废水中测量过。该研究结果发表在3月22日的《美国医学杂志》上柳叶刀微生物．

“我们正在收集证据，证明废水可以用于除COVID-19之外的许多传染病目标，而且它是一种非常有价值的理解资源社区卫生斯坦福工程和斯坦福多尔可持续发展学院土木与环境工程教授亚历山大·伯姆说。“我们发现，来自甲型和乙型流感病毒、RSV、鼻病毒、副流感病毒、偏肺病毒和季节性冠状病毒的RNA(病毒基因组的组成部分)在废水中的浓度也遵循在大气中观察到的趋势临床数据来自哨兵实验室。在这一点上，可能性似乎是无限的。”

Boehm设想了这样一个未来，社区可以不断地测试废水中的各种病毒。有了最新的病毒报告，计算我们当天患流感的风险就像查看当地的天气预报是否下雨一样简单。

超越COVID-19

每次我们在家里或办公室使用排水管时，痰、粘液、粪便和尿液都会进入废水，携带病毒和细菌。当研究人员采集废水样本时，他们从整个冲厕所、吐牙膏和洗澡的人群中得到了一个巨大的生物样本。该样本包含所有个体的贡献，甚至包括那些可能患有轻度疾病或甚至无症状的人。

如果当地的处理厂处理来自一个百万人口城市的废水，一个单一的样本就可以为科学家提供所有这些人的信息。研究人员可以看到传染病在人群中传播，并观察感染是如何随着时间在社区中发生变化的。

考虑到废水是研究COVID-19病例的理想来源，Boehm和她的同事们决定看看他们是否也可以利用废水来了解其他呼吸道病毒的循环。Boehm说:“这促使我们进行这项研究，并对所有这些不同的呼吸道病毒进行分析，看看他们是否跟踪了加利福尼亚州在临床样本中这些病毒传播的数据。”

Boehm的团队发现，他们在当地废水中测量的病毒浓度与加利福尼亚州的病毒相对感染率的临床数据相匹配。换句话说，当州数据表明有很多人患有季节性冠状病毒感染时，废水中也出现了这些峰值。

Boehm说:“这表明，废水可以用于了解这些呼吸道病毒在局部范围内的循环，而不是在州一级的临床信息。”“此外，病毒传播的结果可以是实时的。”

快速和容易实现

Boehm的团队与埃默里大学和Verily生命科学公司的团队一起开展了一项定期的废水病毒监测计划。在程序中为新病毒设置测试非常简单，因为已经有了采样和测试基础设施。研究人员只是取相同的样本，对其进行不同的分析，以获得更多的信息呼吸道病毒，例如流感。

废水的数据可以在采集样本的24小时内获得，比公共卫生官员获得任何临床数据都要快。在这样的速度下，公共卫生部门可以促进及时接种疫苗，设计教育活动，并向弱势群体发出警告，告知他们可以采取的预防措施，以避免感染某种特定疾病。

实时数据也会有所帮助医生对检测和治疗做出决定。如果医生知道没有流感流行，他们就不需要在流感测试上浪费病人的时间和金钱。如果医院院长预计会爆发疫情，他们可以使用更准确的病毒信息来帮助医院储存治疗药物。

Boehm说:“我们设想的是类似天气预报的东西，每个人都可以根据自己愿意承担的风险水平和自己的健康状况做出自己的决定。”“正在接受化疗的人可以根据他们对社区中流行疾病的了解，自己决定是戴口罩还是去杂货店。”

Boehm希望这项研究能激励更多的研究人员在全国各地的废水中寻找这些传染性疾病的目标。伯姆说:“我认为，展示这种方法在多个地方都适用是非常重要的，我完全希望它能做到。”

一旦Boehm和她的同事对a有信心病毒他们的测量是有用和有意义的，他们可以把它纳入他们更大的废水扫描项目data.wastewaterscan.org。“关于废水监测最令人兴奋的事情之一是，我们可以多么快地将我们的创新付诸实践，”该研究的合著者、埃默里大学环境健康助理教授、11级文学士马琳·沃尔夫(Marlene Wolfe)说，“因为我们已经与全国各地的公用事业和公共卫生部门合作，一旦我们有证据表明废水数据反映了社区疾病水平，我们就可以很快地引入新的测试。”

研究团队已经在研究监测废水中更多传染病目标的可行性，包括其他呼吸道和胃肠道病毒，如诺如病毒、腺病毒和肠道病毒。Boehm说，他们还与公共卫生官员密切合作，以确定更多需要研究的病毒、真菌和细菌。“我们只需要继续研究，探索我们能走多远废水监测传染病目标。”