下水検査は、病気の早期発見に使用できます。 （シャッターストック）
COVID-19のパンデミックは、ウイルス、バクテリア、その他の病原体の存在について下水システムを監視する廃水監視への関心を再燃させました。 ウイルスの遺伝物質の非感染性断片が未処理の廃水で発見されました イタリア、スペイン、フランス、米国、カナダで。
現在、いくつかの都市がこのアプローチを使用して感染を検出しています。 オタワを含む。 少なくとも一つの 米国の大学は、COVID-19の発生を特定するために廃水監視を使用しています、300つのキャンパスレジデンスに住む約XNUMX人の学生のテストと検疫を命じ、その広がりを止めました。
次のような食品媒介性病原体の監視の専門知識を持つ微生物学者として サルモネラ & E. 大腸菌の、私は常に集団の感染を特定するためのより良い方法に興味があります。
病気の識別 現在、病気の人が医療援助を求めることに依存しています。 しかし、多くの病気の人は助けを求めず、当局は数日または数週間、病気や発生に気づかず、より多くの病気と死につながる可能性があります。 COVID-19などの感染症の発生に対処するには、病気の人の行動に依存しないアクティブな監視システムが必要です。
病気の検出のための廃水監視
多くの感染性病原体が活発な感染の前と最中に体液に排泄されるため、廃水監視が機能します。 これらの液体が下水システムに入ると、中央の廃水処理施設に運ばれて処理され、そこで検出されます。
廃水監視の有用性は、イェール大学の研究者が実施した1960年代に最初に認識されました。 いくつかの実験 ポリオワクチン接種キャンペーンの有効性を評価する。 彼らは、コネチカット州ミドルタウンで、ワクチン接種プログラムの前、最中、後に、ポリオウイルスのさまざまな株について下水をテストしました。
2年2020月XNUMX日にユタ州立大学の寮から収集されている下水サンプル。 （AP写真/リックボウマー）
XNUMX年後、ポリオウイルスの予防接種プログラムを監視するための廃水監視の感度が、ポリオウイルスとして知られるようになった洗練された研究で確認されました。 ヘルシンキポリオウイルス実験.
科学者たちは、廃水処理施設から20キロ離れたトイレにポリオワクチンを流しました。 その後、研究者たちは施設から800日間にわたって廃水サンプルを収集し、10,000億リットルの廃水がシステムを通過した後もワクチンを検出できることを示しました。 彼らは、ポリオウイルスを排出するXNUMX人の感染者がXNUMX人の住民のコミュニティで検出される可能性があると結論付けました。
他の研究では、廃水を監視することで発生を予測できることが示されました。 たとえば、1970年代のイスラエルでは、感染性ポリオウイルスは 下水で検出 医師が最初の症例を特定するXNUMX日前。 このアプローチは後に適応されました 国際的なポリオワクチンキャンペーンの成功を監視する.
早期警報システムとしての下水を監視する
これらの実験は、他の病気を監視するために廃水を使用するための基礎を築きました。
2013年には、 スウェーデンの研究者 廃水監視は、食品媒介性ウイルス性疾患の2013つの原因であるノロウイルスとA型肝炎ウイルスの発生の早期警告を提供したと報告しました。 毎日の廃水サンプルは、ヨーテボリの廃水処理プラントからXNUMX年XNUMX月からXNUMX月まで隔週で収集されました。 研究者らは、ポリメラーゼ連鎖反応（PCR）と呼ばれる手法を使用して、病気の人を特定するXNUMX〜XNUMX週間前にノロウイルスの遺伝物質を検出しました。
A型肝炎ウイルスの複数の株（遺伝子型）もPCRを使用して廃水サンプルで検出され、追加の分析により、2013年春にスカンジナビアとヨーテボリで進行中の発生にXNUMXつの株が関与していることが示されました。
イタリアの研究者 同様のアプローチを使用して、原因不明の下痢を患っている入院患者が実際にノロウイルスに感染していることを示しました。
ソーシャルメディア監視
廃水サーベイランスの制限のXNUMXつは、実際に感染した人を特定できないことです。 ソーシャルメディアの投稿が特定の病気と一致する症状の説明を検索する「ソーシャルメディア症候群分析」は、 COVID-19を含む感染症の監視のための効果的なツール.
廃水モニタリングとソーシャルメディア分析を組み合わせることで、まだ症状を示していない（前症候性）または症状を示さない（無症候性）感染者を特定するため、他の方法では検出されなかった可能性のあるコミュニティの発生を検出できます。 （両方のグループができます ウイルスを広める。）この情報は、公衆衛生当局が物理的な距離を強化するために使用することができ、病気のコミュニティの広がりを制限するために個人の対象を絞ったテストなどの他の隔離慣行を強化することができます。
海外旅行の増加とグローバル化により、感染症が急速に蔓延しています。 これに対抗するには、感染症の世界的な監視をリアルタイムまたはほぼリアルタイムで実施する必要があります。また、感染者の数を監視するだけでなく、新しい病気のパターンをすばやく認識する機能も含める必要があります。 流行する前に新たな病原体を検出する廃水監視の低コスト、速度、および能力は、病気の発生に遅滞なく対応する能力を高め、世界的な病気と死を減らします。
著者について
ローレンス・グッドリッジ、教授、食品安全、 グエルフ大学
この記事はから再公開されます 会話 クリエイティブコモンズライセンスの下で 読む 原著.
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