Thật thoải mái khi cho rằng một khi bạn xả nước vào bồn cầu , những thứ bên trong sẽ biến mất khỏi tầm nhìn, không còn trong tâm trí. Nhưng điều mà hầu hết mọi người có lẽ không nhận ra là những thứ chúng ta thải bỏ có thể cho chúng ta biết rất nhiều điều về sức khỏe của cộng đồng. Và công cụ đó đã được chứng minh là một nguồn tài nguyên quý giá trong việc giám sát đại dịch coronavirus trong các cộng đồng trên khắp đất nước và trên toàn thế giới.
Nó được gọi là giám sát nước thải - hoặc dịch tễ học dựa trên nước thải - và kể từ đầu đại dịch, ngày càng nhiều nhà nghiên cứu trên khắp Hoa Kỳ đã thử nghiệm các mẫu nước thải chưa qua xử lý để tìm coronavirus . Họ đã phát hiện ra rằng mức độ vi rút trong các nhà máy xử lý nước thải đưa ra cảnh báo sớm về mức độ xét nghiệm COVID-19 dương tính trong các cộng đồng mà họ phục vụ.
Davida S. Smyth , Ph.D., phó giáo sư vi sinh tại Đại học Texas A&M-San Antonio , cho biết: “Tôi đã dạy trong một thời gian dài tất cả những điều thú vị mà bạn có thể học được từ nhà vệ sinh . Cô ấy nên biết. Cô điều hành Phòng thí nghiệm Smyth , nơi cô và nhóm đại học của mình nghiên cứu hệ gen vi sinh vật so sánh và sự tiến hóa. Cô ấy cũng là con gái của một thợ sửa ống nước và cô ấy tập trung phần lớn nghiên cứu của mình vào lượng thông tin phong phú về nhà vệ sinh.
Những gì Poop của chúng tôi nói với các nhà nghiên cứu
Phân của chúng ta chủ yếu được tạo thành từ nước, nhưng 25% còn lại là hỗn hợp của cặn thức ăn không tiêu hóa được, chất béo, muối, chất nhầy và các mầm bệnh ở người như vi khuẩn và vi rút. Nếu bạn bị nhiễm coronavirus, gây ra nhiễm trùng COVID-19, thì nó cũng sẽ xuất hiện trong phân của bạn.
Chất thải trôi xuống cống rãnh trong nhà vệ sinh của chúng tôi, cũng như bồn rửa, bồn tắm và rãnh nước đường phố, di chuyển hàng dặm qua hệ thống cống vệ sinh của cộng đồng chúng tôi và tập hợp với chất thải từ các ngôi nhà khác vào các đường ống cống ngày càng lớn hơn. Dòng sông nước thải chung này cuối cùng chảy vào một cơ sở xử lý nước thải địa phương , nơi cuối cùng nó được thanh trùng và loại bỏ các chất độc hại.
Thường xuyên theo dõi các mẫu nước thải theo thời gian cho phép các nhà nghiên cứu thiết lập một phân tích xu hướng. Các phân tích này đã phát hiện ra các đợt tăng đột biến và các biến thể mới vài ngày - thậm chí vài tuần - trước khi thử nghiệm COVID-19 qua gạc mũi. Và vì tất cả các thành phố và thị trấn đều có các nhà máy xử lý nước thải riêng, các nhà nghiên cứu có thể xác định vị trí sẽ có gai và liệu một biến thể mới có đang xuất hiện hay không.
Giám sát nước thải hữu ích như thế nào?
Smyth nói: “Hãy tưởng tượng nếu bạn có thời gian dẫn đầu hai tuần trong một tình huống bùng phát tiềm ẩn tại ký túc xá hoặc bệnh viện hoặc cơ sở khác. "Bạn có thể nhắm mục tiêu các biện pháp can thiệp của mình và có thể giảm tác động của đợt bùng phát đó."
Ví dụ, các cộng đồng có thể tăng cường nhắn tin để cảnh báo công chúng thực hành che mặt , tránh xa xã hội và các biện pháp khác để hạn chế sự lây lan của vi rút cũng như khuyến khích việc kiểm tra và tự cách ly đối với những người có kết quả xét nghiệm dương tính.
Việc giám sát cũng giúp các nhà nghiên cứu hiểu rõ hơn về cách thức vi rút đột biến và cách những biến thể đó phản ứng với vắc xin - những yếu tố quan trọng để giữ an toàn cho cộng đồng. Smyth nói: “Chúng ta cần hiểu về virus vì chúng ta không biết nó sẽ đi đâu tiếp theo.
Giám sát hệ thống thoát nước so với Giám sát kiểm tra COVID-19
Các quan chức y tế công cộng đã biết được nhiều điều về COVID-19 bằng cách theo dõi số lượng các xét nghiệm dương tính theo quận, tiểu bang, quốc gia và hơn thế nữa. Nhưng thử nghiệm có những hạn chế của nó.
Đối với người mới bắt đầu, nó yêu cầu mọi người thực sự được kiểm tra. Nhiều người làm như vậy nếu họ tiếp xúc với vi-rút, có các triệu chứng hoặc được yêu cầu làm như vậy cho công việc của họ. Nhưng không phải tất cả mọi người trong cộng đồng đều chọn đi xét nghiệm vì họ không có bảo hiểm y tế, không được tiếp cận với các xét nghiệm, không có triệu chứng hoặc đơn giản là không muốn đi xét nghiệm. "Nếu bạn không được kiểm tra thì chúng tôi không có bất kỳ dữ liệu nào từ bạn", Smyth nói.
Tuy nhiên, "mọi người đều có lỗi", cô ấy nói thêm. "Mọi người đều phải đi vệ sinh nên [nhờ thử nghiệm nước thải] chúng tôi có dữ liệu về từng người có khả năng xảy ra trong một hệ thống."
Tất nhiên, việc xét nghiệm coronavirus trong nước thải là không bắt buộc nên không phải tất cả các thành phố đều tiến hành xét nghiệm. Nhưng nhiều người tự nguyện tham gia nhờ các khoản trợ cấp và các nguồn tài trợ khác bao gồm Đạo luật CARES . Một số thành phố đã tạo trang tổng quan của riêng họ để chia sẻ dữ liệu và phân tích xu hướng của họ.
Vào tháng 9 năm 2020, Trung tâm Kiểm soát và Phòng ngừa Dịch bệnh (CDC) đã khởi động Hệ thống Giám sát Nước thải Quốc gia (NWSS) để phối hợp và xây dựng dựa trên năng lực của quốc gia trong việc theo dõi SARS-CoV-2 trong các mẫu nước thải được thu thập tại các nhà máy nước thải trên toàn quốc. Là một phần của dự án đó, cơ quan này gần đây đã công bố một Trình theo dõi dữ liệu CDC COVID mới , nơi tất cả dữ liệu về thử nghiệm nước thải được tập trung vào một bảng điều khiển để công chúng xem.
CDC hy vọng sự tham gia vào chương trình sẽ tăng lên khi các sở y tế và phòng thí nghiệm y tế công cộng phát triển hơn nữa năng lực của họ để điều phối giám sát nước thải. Tuy nhiên, đây vẫn là một lĩnh vực đang phát triển và có những hạn chế. Trong số đó, các nhà máy xử lý không thu hút các ngôi nhà sử dụng hệ thống tự hoại hoặc các cộng đồng được phục vụ bởi các hệ thống phi tập trung xử lý chất thải của họ, chẳng hạn như bệnh viện hoặc trường đại học. Tuy nhiên, nhiều trường cao đẳng và đại học đang thu thập dữ liệu của riêng họ, bao gồm Đại học Emory của Atlanta , Đại học Miami và Đại học Buffalo .
Và mặc dù nồng độ vi rút trong lấy mẫu nước thải có thể chỉ ra mức độ ảnh hưởng của một cộng đồng, nhưng nó không thể cho biết con số chính xác của những người bị nhiễm. Nhưng việc có tất cả dữ liệu trên một trang - theo nghĩa đen và nghĩa bóng - có thể cung cấp một bức tranh tốt hơn về cách virus đang ảnh hưởng đến đất nước chúng ta. Smyth nói: “Có được sự lãnh đạo và hướng dẫn của CDC sẽ thực sự hữu ích.
Dịch tễ học nước thải không phải là mới
Smyth nói: "Nước thải hiện đang rất gợi cảm. Đó là tất cả các tin tức". "Nhưng đây là vấn đề - mọi người đã sử dụng hệ thống giám sát nước thải trong nhiều năm để tìm kiếm những thứ như bệnh bại liệt chẳng hạn."
Đúng, đúng vậy. Các nhà nghiên cứu đã phát hiện và theo dõi các loại virus khác nhau trong nước thải trong hơn 50 năm và đã sử dụng dữ liệu để hướng dẫn các phản ứng về sức khỏe cộng đồng.
Ví dụ, bệnh bại liệt đã được xóa sổ ở gần như tất cả các quốc gia, nhờ vào vắc xin bại liệt. Tuy nhiên, sự lây truyền vẫn đang tiếp diễn ở ba quốc gia có vắc-xin tụt hậu - Nigeria, Afghanistan và Pakistan. Thay vì dựa vào các trường hợp được báo cáo về bệnh bại liệt cấp tính (AFT), một nguyên nhân có thể gây ra bệnh bại liệt, các nhà nghiên cứu đã tìm kiếm trong nước thải để phát hiện vi rút bại liệt thải ra trong phân của những người không bị liệt bị nhiễm bệnh bại liệt.
Giám sát nước thải cũng đã được sử dụng để phát hiện các loại virus khác như viêm gan B và norovirus. Smyth nói rằng cô ấy hiện đang làm việc để cải tiến các kỹ thuật thử nghiệm để giám sát tốt hơn các nhà máy nước thải đối với bệnh cúm - một loại virus "rất tốt trong việc gây ra đại dịch."
Smyth nói khi hiểu giá trị của chất thải, bạn sẽ thấy nó dưới một góc nhìn hoàn toàn mới, khi tham khảo nhận xét mà một công ty vệ sinh địa phương gần đây đã nói với cô: "Nếu bạn không sử dụng nó thì chỉ là nước thải."
Bây giờ điều đó thật thú vị
Khảo sát nước cống không chỉ để theo dõi virus. Nó cũng đang được sử dụng để phát hiện mức độ địa phương của opioid bất hợp pháp và kê đơn - cũng như thuốc giải độc opioid naloxone - trong các cộng đồng bị ảnh hưởng nặng nề nhất bởi dịch opioid trong nỗ lực hướng dẫn các phản ứng của sức khỏe cộng đồng.
