Giám sát nước thải sẽ giúp ngăn chặn các đại dịch trong tương lai như thế nào

giám sát đại dịch trong nước thải 7 10 
Việc lấy mẫu nước thải có thể tốn nhiều thời gian. John Eisele / Đại học Bang Colorado

Nhà vi sinh Susan De LongCarol Wilusz đã gặp và trở thành những người yêu thích nước thải vào tháng 2020 năm 2 khi một nhóm vận hành nhà máy xử lý nước thải cấp cơ sở yêu cầu họ phát triển và triển khai một thử nghiệm để phát hiện SARS-CoV-XNUMX trong các mẫu từ hệ thống cống rãnh của Colorado. De Long là một kỹ sư môi trường, người nghiên cứu các vi khuẩn hữu ích. Chuyên môn của Wilusz là về sinh học RNA. Ở đây, họ mô tả cách thức hoạt động của giám sát nước thải và những gì nó có thể làm trong tương lai sau đại dịch.

Làm thế nào để giám sát nước thải đối với SARS-CoV-2?

Giám sát nước thải tận dụng lợi thế của thực tế là nhiều mầm bệnh ở người và các sản phẩm của quá trình chuyển hóa thuốc của con người kết thúc trong nước tiểu, phân hoặc cả hai. Vi rút SARS-CoV-2 gây ra COVID-19 xuất hiện một cách đáng ngạc nhiên số lượng lớn trong phân của những người bị nhiễm bệnh, mặc dù đây không phải là con đường lây truyền bệnh chính.

Để xác định xem có mầm bệnh nào hay không, trước tiên chúng ta cần thu thập một mẫu nước thải đại diện, trực tiếp từ cống thoát nước hoặc tại điểm mà các kỹ sư gọi là “đầu vào” đi vào nhà máy xử lý. Chúng tôi cũng có thể sử dụng chất rắn đã lắng ra khỏi nước thải.

Sau đó, các kỹ thuật viên cần loại bỏ các hạt phân lớn và tập trung bất kỳ vi khuẩn hoặc vi rút nào. Bước tiếp theo là chiết xuất các axit nucleic của chúng - DNA hoặc RNA lưu giữ thông tin di truyền của mầm bệnh.

Các trình tự có trong DNA hoặc RNA đóng vai trò như mã vạch duy nhất cho các mầm bệnh hiện diện. Ví dụ, nếu chúng tôi phát hiện các gen duy nhất của SARS-CoV-2, chúng tôi biết rằng coronavirus có trong mẫu của chúng tôi. Chúng tôi sử dụng các phương pháp tiếp cận dựa trên PCR, tương tự như được sử dụng trong các xét nghiệm chẩn đoán lâm sàng, để phát hiện và định lượng chuỗi SARS-CoV-2.

Đặc điểm trình tự axit nucleic chi tiết hơn có thể cung cấp thông tin về các chủng vi rút - ví dụ: nó có thể xác định các biến thể như omicron BA.2.

Hiện tại, phần lớn các nỗ lực giám sát nước thải tập trung vào SARS-CoV-2, nhưng các kỹ thuật tương tự cũng hoạt động với các mầm bệnh khác, bao gồm bệnh bại liệt, ảnh hưởng đếnnorovirus.

Trước đại dịch, một ứng dụng đã giám sát các đợt bùng phát virus bại liệt hiếm gặp ở những vùng đang tiến hành tiêm phòng bại liệt. Nước thải cũng có thể được theo dõi các dấu hiệu của các loại thuốc khác nhau để cung cấp thông tin chi tiết về mức độ và loại hình sử dụng ma túy trong dân số.

Dữ liệu đi đâu?

Trong đại dịch, Trung tâm Kiểm soát và Phòng ngừa Dịch bệnh Hoa Kỳ đã phát triển Hệ thống giám sát nước thải quốc gia đặc biệt để theo dõi SARS-CoV-2 trên toàn quốc. Hơn 800 trang web báo cáo dữ liệu cho hệ thống NWSS này, nhưng không phải tất cả các tiểu bang và quận hiện tại đều được đại diện.


 Nhận tin mới nhất qua email

Tạp chí hàng tuần Cảm hứng hàng ngày

giám sát đại dịch trong nước thải2 7 10 Hơn 800 địa điểm bao gồm các quần thể ở nhiều quy mô khác nhau đã báo cáo số lượng nước thải COVID-19 cho CDC. Trình theo dõi dữ liệu CDC COVID, CC BY

Nhiều cơ quan nhà nước, như Sở Y tế và Môi trường Công cộng Coloradovà các thành phố, như Tempe, Arizona, có trang tổng quan riêng để báo cáo dữ liệu. Một số công ty thực hiện dữ liệu báo cáo phân tích nước thải trên trang tổng quan của riêng họ, Quá.

Theo quan điểm của chúng tôi, NWSS thể hiện một bước đầu tiên thú vị trong việc theo dõi sức khỏe dân số thông qua nước thải. Các hệ thống tương tự đang được thiết lập ở các quốc gia khác, bao gồm cả ÚcNew Zealand.

Dữ liệu nước thải thực sự cho thấy điều gì?

Mức độ SARS-CoV-2 trong nước thải từ các quần thể lớn là một chỉ số tuyệt vời về mức độ lây nhiễm trong cộng đồng. Hệ thống tự động giám sát tất cả những người sống trong hệ thống cống rãnh, vì vậy nó ẩn danh, không thiên vị và công bằng. Điều quan trọng là, cũng không thể theo dõi sự lây nhiễm trở lại một người, hộ gia đình hoặc vùng lân cận cụ thể mà không cần lấy thêm mẫu.

Giám sát nước thải không dựa vào sự sẵn có của các xét nghiệm lâm sàng hoặc những người báo cáo kết quả xét nghiệm của họ. Nó cũng thu nhận các trường hợp không có triệu chứng và tiền triệu chứng của COVID-19; điều này rất quan trọng bởi vì những người bị nhiễm nhưng không cảm thấy bệnh vẫn có thể lây lan COVID-19.

Theo chúng tôi, xét nghiệm nước thải ngày càng quan trọng vì ngày càng có nhiều xét nghiệm COVID-19 được thực hiện tại nhà. Và bởi vì tiêm chủng cũng đã dẫn đến các trường hợp nhẹ hơn và không có triệu chứng của COVID-19, mọi người có thể bị nhiễm bệnh mà không cần xét nghiệm. Những yếu tố này có nghĩa là dữ liệu trường hợp lâm sàng ít thông tin hơn so với trước đó trong đại dịch, trong khi dữ liệu nước thải vẫn là một chỉ báo nhất quán về mức độ lây nhiễm của cộng đồng. Việc giám sát nước thải không dựa vào việc mọi người báo cáo kết quả xét nghiệm dương tính tại nhà hoặc thậm chí nhận thức được các bệnh nhiễm trùng của họ. Spencer Platt / Getty Images News

Cho đến nay, bạn không thể dự đoán chính xác số lượng cá thể bị nhiễm bệnh trong một cộng đồng dựa trên mức độ vi rút trong nước thải của cộng đồng đó. Giai đoạn lây nhiễm của một người nào đó, cách cơ thể họ phản ứng với vi rút, biến thể của vi rút, khoảng cách một người từ nơi lấy mẫu nước thải, thậm chí cả thời tiết đều có thể ảnh hưởng đến lượng SARS-CoV-2 đo được trong nước thải.

Nhưng các nhà khoa học có thể suy ra những thay đổi tương đối trong tỷ lệ lây nhiễm. Việc theo dõi mức độ vi rút tăng lên và giảm xuống trong nước thải cung cấp cái nhìn sơ lược về việc các ca bệnh đang tăng hay giảm trong toàn cộng đồng.

Vì SARS-CoV-2 có thể được phát hiện trong những ngày có nước thải hoặc thậm chí vài tuần trước khi dịch bùng phát xảy ra, việc giám sát nước thải có thể đưa ra cảnh báo sớm rằng các biện pháp y tế công cộng có thể được đảm bảo. Và các xu hướng trong tín hiệu rất quan trọng - nếu bạn biết mức độ đang tăng lên, có thể là thời điểm tốt để bắt đầu lại nhiệm vụ đắp mặt nạ hoặc khuyên bạn nên làm việc tại nhà. Hiện tại, các quan chức y tế công cộng sử dụng dữ liệu giám sát nước thải cùng với các thông tin khác như tỷ lệ dương tính của xét nghiệm và số ca lâm sàng và số lần nhập viện trong cộng đồng để đưa ra những quyết định loại này.

Dữ liệu từ giải trình tự cũng có thể giúp phát hiện các biến thể mới và theo dõi mức độ của chúng, cho phép các phản ứng về sức khỏe có tính đến các đặc điểm của biến thể hiện tại.

Ở những quần thể nhỏ hơn, chẳng hạn như trong ký túc xá đại học và viện dưỡng lão, việc giám sát nước thải có thể phát hiện một số lượng nhỏ những người bị nhiễm bệnh. Điều đó có thể báo động rằng thử nghiệm lâm sàng có mục tiêu nhằm xác định những người bị nhiễm bệnh để cách ly. Phát hiện sớm, kiểm tra mục tiêu và cách ly là hiệu quả trong việc ngăn chặn bùng phát. Thay vì sử dụng xét nghiệm lâm sàng để theo dõi định kỳ, quản trị viên có thể đặt trước các xét nghiệm lâm sàng gây rối cho những thời điểm SARS-CoV-2 được phát hiện trong nước thải.

Việc giám sát sẽ như thế nào trong tương lai?

Việc giám sát nước thải được sử dụng rộng rãi và thường xuyên sẽ cho phép các quan chức y tế công cộng tiếp cận thông tin về mức độ của một loạt các bệnh nhiễm trùng tiềm ẩn trong các cộng đồng Hoa Kỳ. Dữ liệu này có thể hướng dẫn các quyết định về nơi cung cấp các nguồn lực bổ sung cho cộng đồng, chẳng hạn như tổ chức các phòng khám xét nghiệm hoặc tiêm chủng ở những nơi đang có xu hướng lây nhiễm. Nó cũng có thể giúp xác định khi nào là cần thiết các biện pháp can thiệp như bịt mặt hoặc đóng cửa trường học.

Trong trường hợp tốt nhất, giám sát nước thải có thể phát hiện một loại vi rút mới khi nó lần đầu tiên đến một khu vực mới; việc đóng cửa sớm tại một khu vực được bản địa hóa có thể có khả năng ngăn chặn đại dịch trong tương lai. Điều thú vị là các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra SARS-CoV-2 trong lưu trữ mẫu nước thải được thu thập trước đây bất kỳ ai đã được chẩn đoán với COVID-19. Nếu giám sát nước thải là một phần của cơ sở hạ tầng y tế công cộng được thiết lập vào cuối năm 2019, thì nó có thể đưa ra cảnh báo sớm hơn rằng SARS-CoV-2 đang trở thành mối đe dọa toàn cầu.

Tuy nhiên, hiện tại, việc thiết lập và vận hành hệ thống giám sát nước thải quốc gia, đặc biệt là hệ thống bao gồm giám sát cấp tòa nhà tại các địa điểm quan trọng, vẫn còn quá tốn kém và tốn nhiều công sức.

Các nỗ lực nghiên cứu và phát triển đang diễn ra đang cố gắng đơn giản hóa và tự động hóa việc lấy mẫu nước thải. Về mặt phân tích, sự thích ứng của PCR và công nghệ giải trình tự để phát hiện các mầm bệnh khác, bao gồm cả những mầm bệnh mới, sẽ rất quan trọng để tận dụng hết lợi thế của hệ thống như vậy. Cuối cùng, giám sát nước thải có thể giúp hỗ trợ một tương lai trong đó các đại dịch ít gây chết người hơn và có ít tác động xã hội và kinh tế hơn.

Giới thiệu về tác giả

Susan De Long, Phó Giáo sư Kỹ thuật Xây dựng và Môi trường, Đại học bang ColoradoCarol Wilusz, Giáo sư Vi sinh học, Miễn dịch học và Bệnh học, Đại học bang Colorado

Bài viết này được tái bản từ Conversation theo giấy phép Creative Commons. Đọc ban đầu bài viết.


Sách được đề xuất: Sức khỏe

Trái cây tươiLàm sạch trái cây tươi: Giải độc, giảm cân và phục hồi sức khỏe của bạn với thực phẩm ngon nhất tự nhiên [Bìa mềm] của Leanne Hall.
Giảm cân và cảm thấy khỏe mạnh đồng thời làm sạch cơ thể các độc tố. Trái cây tươi cung cấp tất cả mọi thứ bạn cần cho việc cai nghiện dễ dàng và mạnh mẽ, bao gồm các chương trình hàng ngày, công thức nấu ăn hấp dẫn và lời khuyên cho việc chuyển sang làm sạch.
Bấm vào đây để biết thêm thông tin và / hoặc đặt mua cuốn sách này trên Amazon.

Thực phẩm phát triển mạnhThực phẩm phát triển mạnh: Công thức làm từ thực vật 200 cho sức khỏe đỉnh cao [Bìa mềm] của Brendan Brazier.
Dựa trên triết lý dinh dưỡng giảm căng thẳng, tăng cường sức khỏe được giới thiệu trong hướng dẫn dinh dưỡng thuần chay nổi tiếng của ông Phát triển mạnh, chuyên gia ba môn phối hợp Ironman Brendan Brazier giờ chuyển sự chú ý của anh ấy sang đĩa ăn tối của bạn (bát ăn sáng và khay ăn trưa).
Bấm vào đây để biết thêm thông tin và / hoặc đặt mua cuốn sách này trên Amazon.

Cái chết của Y học bởi Gary NullCái chết của y học bởi Gary Null, Martin Feldman, Debora Rasio và Carolyn Dean
Môi trường y tế đã trở thành một mê cung của các ban giám đốc công ty, bệnh viện và chính phủ, được thâm nhập bởi các công ty dược phẩm. Các chất độc hại nhất thường được phê duyệt đầu tiên, trong khi các chất thay thế nhẹ hơn và tự nhiên hơn bị bỏ qua vì lý do tài chính. Đó là cái chết của y học.
Bấm vào đây để biết thêm thông tin và / hoặc đặt mua cuốn sách này trên Amazon.


Bạn cũng có thể thích

theo dõi Nội bộ trên

icon facebookicon twitterbiểu tượng youtubebiểu tượng instagrambiểu tượng pintrestbiểu tượng rss

 Nhận tin mới nhất qua email

Tạp chí hàng tuần Cảm hứng hàng ngày

NGON NGU CO SAN

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeeliwhihuiditjakomsnofaplptroruesswsvthtrukurvi

ĐỌC MOST

lây bệnh tại nhà 11 26
Tại sao nhà của chúng tôi trở thành điểm nóng COVID
by Đường hầm Becky
Khi ở nhà đã bảo vệ nhiều người trong chúng ta khỏi nhiễm COVID tại nơi làm việc, trường học, cửa hàng hoặc…
hội chứng đột tử ở trẻ sơ sinh 11 17
Làm thế nào để bảo vệ em bé của bạn khỏi hội chứng đột tử ở trẻ sơ sinh
by Rachel mặt trăng
Mỗi năm, khoảng 3,400 trẻ sơ sinh Mỹ chết đột ngột và bất ngờ khi đang ngủ, theo thống kê của…
phù thủy và nước mỹ 11 15
Thần thoại Hy Lạp cho chúng ta biết gì về thuật phù thủy hiện đại
by Joel Christensen
Sống ở North Shore ở Boston vào mùa thu mang đến sự chuyển màu tuyệt đẹp của những chiếc lá và…
một người đàn ông và một người phụ nữ trong một chiếc thuyền kayak
Ở trong dòng chảy của tâm hồn bạn Sứ mệnh và mục đích cuộc sống
by Kathryn Hudson
Khi những lựa chọn của chúng ta khiến chúng ta xa rời sứ mệnh tâm hồn của mình, thì một điều gì đó bên trong chúng ta sẽ bị ảnh hưởng. Không có logic…
hai người leo núi, với một người giúp đỡ người kia
Tại sao làm việc tốt lại tốt cho bạn
by Michael Glauser
Điều gì xảy ra với những người làm việc thiện? Nhiều nghiên cứu xác nhận rằng những người thường xuyên tham gia…
Văn hóa thông báo cảm xúc của bạn với âm nhạc như thế nào
Văn hóa thông báo cảm xúc của bạn với âm nhạc như thế nào
by George Athanasopoulos và Imre Lahdelma
Tôi đã tiến hành nghiên cứu ở các địa điểm như Papua New Guinea, Nhật Bản và Hy Lạp. Sự thật là…
về quê không thất bại 11 15
Tại sao trở về nhà không có nghĩa là bạn đã thất bại
by Rosie Alexander
Ý tưởng rằng tương lai của những người trẻ tuổi được phục vụ tốt nhất bằng cách rời khỏi các thị trấn nhỏ và vùng nông thôn…
tinh dầu và hoa
Sử Dụng Tinh Dầu Và Tối Ưu Hóa Cơ Thể-Tâm Trí-Tinh Thần Của Chúng Ta
by Heather Dawn Godfrey, PGCE, BSc
Tinh dầu có vô số công dụng, từ thanh tao và mỹ phẩm đến tâm lý-cảm xúc và…

Thái độ mới - Khả năng mới

Nội địa.comClimateImpactNews.com | Nội điện.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.com | Thị trường nội địa
Copyright © 1985 - 2021 InnerSelf Publications. Tất cả các quyền.