污水中的粪便测试可能预示着冠状病毒的激增

2020年5月7日,尔湾牧场水区水质主管吉姆·科尔斯顿(Jim Colston)查看一个圆形的净水池(Paul Bersebach, Orange County Register/SCNG)

【美洲华联社洛杉矶5月8日报道】美国各地的科学家正在研究南加州的粪便,甚至可能是你的粪便,希望能更快地确定COVID-19热点,更好地为未来的激增做好准备。这些信息还可能预示着,在特定社区,何时可以安全地放宽家庭订单。

据橙县纪事报报道,多年来,未经处理的污水一直被用于追踪病毒以及分析邻里使用的阿片类药物。现在,这场竞争正在进行,以确定它是否可以作为新冠状病毒的早期预警系统,特别是因为接受拭子检测的人口中的一小部分无法捕捉到无症状感染的范围。

“每个人的测试都非常困难。但是,如果你在一个社区有5万人,你就可以通过测试废水来确定患病率,”加州大学尔湾分校(UC Irvine)负责污水系统中COVID-19识别试验项目的微生物学家Sunny Jiang说。

南加州最大的两个污水处理区洛杉矶县环卫区(服务560万人)和橙县环卫区(260万人),正在参加检测,该地区至少有三个较小的机构也在参与检测。这五个地区正在向总共九个不同的研究小组发送污水样本,这些研究小组近至与加州大学尔湾分校和南加州大学的距离很近,远至底特律的韦恩州立大学和马萨诸塞州的Biobot Analytics。

有人怀疑,感染人数远远超过了确诊的COVID-19病例,因为许多携带该病毒的人没有感染迹象,也没有接受过检测。希望污水检测能更好地判断某个特定区域的感染程度,并在成群的病人开始出现在医院之前提前发出通知。

反过来,这些信息将为检疫令、增加医院能力和隔离最脆弱的人提供准备时间。

虽然本地和全州的病例数量可能趋于平稳,但越来越多的人认为夏季或秋季会再次出现激增,至少部分原因是社会隔离令得到缓解。

参与加州大学尔湾分校研究的尔湾牧场水区水质主管吉姆·科尔斯顿(Jim Colston)说:“检测的部分想法是,在复苏之前,我们会有一个预警。

过往污水检测

加州水务委员会称,该州要求的污水处理可以消除病毒,包括COVID-19。但进入的未经处理的污水携带了病毒的证据,开启了对其进行检测的可能性。

疾病控制中心的微生物学家艾米·柯比在4月24日的一次关于通过污水追踪疾病的网络直播中说,到目前为止,关于它是否会在未经处理的污水中传染的研究还不确定,但早期迹象表明它“不太可能带来显著的感染风险”。

有几个利用污水作为病毒爆发预警系统的例子,最著名的是2013年以色列的脊髓灰质炎病毒疫情。

当时,该国已被世界卫生组织宣布无脊髓灰质炎。但是,根据发表在《美国国家科学院院刊》上的一项研究,它强大的污水检测系统导致了对脊髓灰质炎病毒的早期检测,并“允许在人群出现瘫痪之前迅速动员疫苗运动”。

对COVID-19进行污水检测的一个优点是,在一个人被感染后两天,粪便中就会出现病毒的迹象。华盛顿大学传染病专家大卫·赫施伯格(David Hirschberg)表示,尽管这种疾病可能需要两周的时间才能在患者身上显现症状,但事实确实如此。

但在为卫生官员和政策制定者提供具体信息以采取行动方面,COVID-19检测的有效性仍不确定。早期的本地测试结果并没有提供一个更完整的测试结果。

洛杉矶县环卫区4月23日从11个污水处理厂中的两个提取了第一批样本。根据地区实验室经理迈克霍克西(Mike Hoxsey)的说法,该机构的一项研究发现,进入这两个工厂的未经处理的废水中都含有这种病毒。

不过,更确切的细节仍不清楚。霍克西说,亚利桑那大学初步研究的结果发现,水中的其他化合物干扰了读数,“导致一些样品的灵敏度降低,可能出现假阴性结果”。学区还与其他五个研究小组分享样本,包括UCI、南加州大学和韦恩州立大学。

与此同时,南橙县废水处理局于3月29日从其三家工厂收集了第一轮样本,并将样本发送给Biobot Analytics,后者正与哈佛大学和麻省理工学院的科学家合作进行污水测试项目。

“样本最终呈阴性。但当时橙县的确诊病例只有420例。”目前全县确诊病例3000余例。格雷肖克说,该机构为该县320万居民中的约50万人提供服务,此后每周收集一次样本,提交给未来的研究项目。

测试问题

测试结果可以确定哪些群体的COVID-19浓度最大,并显示这些浓度是增加还是减少。但是,要获得某一特定社区或城市在某一特定时间点有多少人受到感染的精确数据,有几个关键的障碍。

首先,并不是每个被感染的人都把病毒传染到自己的粪便里,亚利桑那大学的查尔斯·格巴(Charles Gerba)说,现在还不知道有多少人会感染病毒。

格巴专门从事病原体检测,他参与了学校污水中冠状病毒的检测,他说:“数据刚刚出来,目前还没有做足够的分析,无法(估计)。”。

其次,那些携带COVID-19的人在病毒变得不活跃后,可以继续在粪便中留下病毒的证据。

Biobot分析公司是那些说早期结果显示病毒在人群中的流行率可能是目前拭子检测结果的10倍甚至更多的人之一。但华盛顿大学的赫斯伯格说,Biobot的初步发现在科学界有争议。格巴是怀疑论者之一。“我有疑问,”他说。“我认为这是高估了。”