20220413/为何检测新冠病例采用废水分析数据,它传递了怎样的信息?

(星星生活/捷克佳)因安省PCR检测不足,公共卫生官员已转向使用其他数据源来确定安省如何掌控COVID-19的传播。其过程的一部分是分析废水中的感染。但废水检测是如何运作的?这些通常以图表形式呈现的数据究竟传递出有关COVID-19怎样的信息?

据CTV报道,废水数据本质上是通过聚合酶链式反应(PCR)和粪便样本的基因组测试收集的信息。

科学家们每周多次从全省各个水处理厂收集这些样本,并选择聚集环境,包括长期护理院、医院和惩教设施。据省府称,安省拥有全国最全面的监测网络,在所有34个公共卫生单位设有170多个检测点。

多伦多和荷顿区监测小组的联合负责人、多伦多大学教授伊丽莎白•爱德华兹(Elizabeth Edwards)告诉多伦多CTV新闻,她的团队在周一、周三和周五收集样本。

然后将废水放入离心机中,以便研究人员从样品的固体部分中提取RNA, PCR测试有助于确定该RNA中有多少病毒副本。

爱德华兹解释说, “我们获得病毒的浓度,就像每毫升废水中病毒RNA片段的副本一样。这就是我们所衡量的。”

这些数据提供了人群中社区传播的大致结果——在特定地区或地区发现了多少病毒。

爱德华兹说,废水信号非常稳定,但这取决于样本中的雨水量、每个区域谁在使用卫生间以及系统中还混合了什么等因素。另一个挑战是样本中可能存在除人类粪便以外的固体物质,而人类粪便正是发现病毒的地方。这可能包括污垢、其他有机化合物和动物粪便。

然而,专家表示,通过定期和重复采样,他们能够非常准确地计算出废水中病毒的浓度。

根据安省COVID-19科学咨询小组提供的废水数据,安省目前的COVID-19感染率正在上升。在他们的总结性表格中,标题为“全省COVID-19废水信号”的图表显示出明显的上升轨迹,病毒的标准化浓度恢复到圣诞节假期前后的水平。


【安省COVID-19科学咨询小组提供的数据截图,摄于2022年4月13日上午。】

区域细分显示,所有公共卫生部门的峰值都相同,这表明COVID-19在第六波期间的传播不受地域限制。

“我们在安省所有司法管辖区看到的是废水信号正在上升,”圭尔夫大学食品微生物学教授,安省废水监测计划的另一位团队负责人劳伦斯•古德里奇(Lawrence Goodridge)博士告诉CTV。“这意味着病毒的数量,废水中病毒的浓度正在增加……有很多人被感染了。”

然而,古德里奇指出,虽然废水数据在确定人群水平的病毒浓度方面是准确的,但它无法告诉我们实际上有多少人感染了COVID-19。“我想说的是,废水检测绝不是要取代临床检测,它应该是另一个数据点,”他说。

研究人员还可以确定COVID-19的哪些变体在人群中占主导地位,并注意到一种变体取代另一种变体的趋势。古德里奇说,1月份,他的团队主要看到了Delta病毒感染,包括多个亚变体。

“这些子变体起源于世界不同地区。因此,在某些情况下,我们可以知道人们去了哪里,或者人们从加拿大甚至在加拿大旅行到哪里,”古德里奇说,这些信息可用于做出公共卫生决策。

“我们知道废水是住院治疗的重要指标。因此,医院可以使用这些信息来为即将到来的病例激增做准备。”

如在多伦多,爱德华兹说现在收集的样本中有90%以上是Omicron子变体BA.2。上个月,安省官员表示,这种比其他Omicron菌株更容易传播的“隐形”亚变种很快将占所有感染的一半。

样本通常平均需要7到10天才能进行基因组测试和分析。

第六波疫情发生了什么?爱德华兹说,COVID-19的Omicron变体在安省传播的速度“让我们所有人都感到惊讶”。

同时,她说安省目前正在经历的第六波疫情并不是快速传播的变种的结果。相反,它可能是由政策推动的。“我认为在任何司法管辖区所做的每一件小事都会对信号产生影响,”她说。

废水中COVID-19的标准化浓度在2月和3月初呈下降趋势,然后猛增。爱德华兹指出,公共信息的变化和安省取消口罩规定是废水信号突然上升的潜在原因。

她说,“这让人们放松了,我们在废水中看到了它。很明显,它正在上涨。最近涨得非常快。它也是BA.2的变体,但我认为它与公共信息和戴口罩更相关,只是人们非常想听到这个信息。”

对废水的研究并不新鲜。科学家们在1960年代开始使用它来监测小儿麻痹症等疾病。

古德里奇说,在大流行之前,他是一个团队的一员,该团队利用废水检测沙门氏菌等食源性病原体。事实证明,该工具可用于识别可能未向公共卫生官员报告的病原体爆发,因为大多数人不会因胃肠道不适而寻求医疗帮助。

“展望未来,我认为这确实是基于废水的事件的主要优势,在废水中发现的任何病原体都可以潜在地寻找,”他说。

爱德华兹补充说,废水还可用于测量人群中非法物质的水平以及其他化学和生物信号。她说,废水数据的重要部分在于“它不会因接受检测的人而产生偏见。”“你真的可以看到这些变种浪潮在不同时间席卷全省不同司法管辖区的人口。”