นักสืบเซ่อ: เหตุใดนักวิจัยจึงติดตาม Coronavirus ในน้ำเสีย

Feb 17 2022
ท่อระบายน้ำมีคำตอบสำหรับวิกฤต COVID-19 ครั้งต่อไปหรือไม่? และการทดสอบตัวอย่างน้ำเสียที่ไม่ผ่านการบำบัดบอกอะไรเราเกี่ยวกับสุขภาพของชุมชนของเราได้อีกบ้าง
นักวิจัยทั่วประเทศและทั่วโลกกำลังทดสอบสิ่งปฏิกูลจากโรงบำบัดน้ำเสีย เช่น โรงงานบำบัดน้ำเสียในเขตสาธารณูปโภค East Bay ในเมืองโอ๊คแลนด์ รัฐแคลิฟอร์เนีย เพื่อหาระดับของไวรัสโคโรน่า จัสตินซัลลิแวน / Getty Images

เป็นการปลอบโยนที่จะสมมติว่าเมื่อคุณล้างห้องน้ำสิ่งของต่างๆ จะหายไปจากสายตา แต่สิ่งที่คนส่วนใหญ่อาจไม่รู้ก็คือสิ่ง ที่ เราทิ้งไปสามารถบอกเราได้มากมายเกี่ยวกับสุขภาพของชุมชนของเรา และสิ่งเหล่านี้ได้พิสูจน์แล้วว่าเป็นทรัพยากรอันมีค่าในการเฝ้าติดตามการระบาดของไวรัสโคโรน่าในชุมชนต่างๆ ทั่วประเทศและทั่วโลก

เรียกว่าการตรวจสอบน้ำเสีย หรือระบาดวิทยาที่ใช้น้ำเสีย และตั้งแต่ช่วงเริ่มต้นของการระบาดใหญ่ นักวิจัยจำนวนมากขึ้นทั่วสหรัฐอเมริกาก็ได้ทำการทดสอบตัวอย่างน้ำเสียที่ ไม่ผ่านการบำบัดสำหรับcoronavirus พวกเขาพบว่าระดับของไวรัสในโรงบำบัดน้ำเสียให้การเตือนล่วงหน้าเกี่ยวกับระดับของการทดสอบ COVID-19 เป็นบวกในชุมชนที่พวกเขาให้บริการ

Davida S. Smyth , Ph.D., รองศาสตราจารย์ด้านจุลชีววิทยาที่ Texas A&M University-San Antonio กล่าวว่า "ฉันได้สอนสิ่งที่น่าสนใจทั้งหมดที่คุณสามารถเรียนรู้ได้จากห้องสุขามาเป็นเวลานาน เธอควรรู้ เธอบริหารSmyth Labซึ่งเธอและทีมระดับปริญญาตรีของเธอศึกษาจีโนมและวิวัฒนาการของจุลินทรีย์เปรียบเทียบ เธอยังเป็นลูกสาวของช่างประปาอีกด้วย และเธอได้จดจ่ออยู่กับการค้นคว้าเกี่ยวกับข้อมูลมากมายที่ส่งไปยังห้องน้ำ

สิ่งที่คนเซ่อของเราบอกนักวิจัย

อุจจาระของเราประกอบด้วยน้ำเป็นหลัก แต่ส่วนที่เหลืออีก 25 เปอร์เซ็นต์เป็นเศษอาหารที่ไม่ได้ย่อย ไขมัน เกลือ เมือก และเชื้อโรคในมนุษย์เช่น แบคทีเรียและไวรัส หากคุณติดเชื้อ coronavirus ซึ่งเป็นสาเหตุของการติดเชื้อ COVID-19 มันก็จะปรากฏในอุจจาระของคุณเช่นกัน

สิ่งที่ล้างท่อระบายน้ำในห้องน้ำของเรา เช่นเดียวกับอ่างล้างมือ อ่าง และรางน้ำข้างถนน เดินทางเป็นระยะทางหลายไมล์ผ่านระบบระบายน้ำทิ้งสุขาภิบาล ของชุมชนของเรา และรวบรวมขยะจากบ้านอื่น ๆ ลงในท่อระบายน้ำที่ใหญ่และใหญ่ขึ้น ในที่สุดแม่น้ำของสิ่งปฏิกูลของชุมชนนี้จะไหลเข้าสู่โรงบำบัดน้ำเสีย ในท้องถิ่น ซึ่งในที่สุดแล้วจะมีการพาสเจอร์ไรส์และเอาวัสดุที่เป็นอันตรายออกไป

การตรวจสอบตัวอย่างน้ำเสียอย่างสม่ำเสมอในช่วงเวลาหนึ่งช่วยให้นักวิจัยสร้างการวิเคราะห์แนวโน้มได้ การวิเคราะห์เหล่านี้ตรวจพบการเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วและวันที่มีรูปแบบใหม่ แม้กระทั่งสัปดาห์ ก่อนการทดสอบ COVID-19 ผ่านผ้าเช็ดจมูก และเนื่องจากเมืองและเมืองทั้งหมดมีโรงบำบัดน้ำเสียของตัวเอง นักวิจัยสามารถระบุได้ว่าจะมีหนามแหลมอยู่ที่ใดและจะมีรูปแบบใหม่หรือไม่ที่เป็นปัญหา

ผู้ตรวจสอบด้านสิ่งแวดล้อมของแผนกบริการสิ่งแวดล้อมของเมืองซานโฮเซ Isaac Tam และ Laila Mufty ปรับใช้เครื่องเก็บตัวอย่างอัตโนมัติเข้าไปในท่อระบายน้ำที่สิ่งอำนวยความสะดวกน้ำเสียประจำภูมิภาค San José-Santa Clara

การเฝ้าระวังน้ำเสียมีประโยชน์อย่างไร?

"ลองนึกภาพถ้าคุณมีเวลารอคอยสินค้าสองสัปดาห์ในสถานการณ์ที่อาจเกิดการระบาดที่หอพัก โรงพยาบาล หรือสถานที่อื่นๆ" สมิทกล่าว "คุณอาจกำหนดเป้าหมายการแทรกแซงของคุณ และอาจลดผลกระทบของการระบาดนั้น"

ตัวอย่างเช่น ชุมชนอาจเพิ่มการส่งข้อความเพื่อเตือนประชาชนให้ปฏิบัติ การสวมหน้ากากการเว้นระยะห่างทางสังคม และมาตรการอื่นๆ เพื่อจำกัดการแพร่กระจายของไวรัส ตลอดจนสนับสนุนให้มีการทดสอบและการแยกตนเองสำหรับผู้ที่มีผลตรวจเป็นบวก

การเฝ้าระวังยังช่วยให้นักวิจัยเข้าใจมากขึ้นว่าไวรัสกลายพันธุ์อย่างไรและตัวแปรเหล่านั้นตอบสนองต่อวัคซีนอย่างไร ซึ่งเป็นปัจจัยที่สำคัญต่อการรักษาความปลอดภัยให้สาธารณะชน "เราจำเป็นต้องเข้าใจไวรัสเพราะเราไม่รู้ว่าจะเกิดอะไรขึ้นต่อไป" สมิทกล่าว

ระบาดวิทยาของน้ำเสียทำหน้าที่เป็นแนวทางเสริมสำหรับระบบเฝ้าระวังโรคติดเชื้อในปัจจุบันและระบบเตือนภัยล่วงหน้าสำหรับการระบาดของโรค

การตรวจสอบท่อระบายน้ำเทียบกับการเฝ้าระวังการทดสอบ COVID-19

เจ้าหน้าที่สาธารณสุขได้เรียนรู้มากมายเกี่ยวกับ COVID-19 โดยการติดตามจำนวนการทดสอบในเชิงบวกตามเขต รัฐ ประเทศ และอื่นๆ แต่การทดสอบก็มีข้อจำกัด

สำหรับผู้เริ่มต้น ผู้คนต้องได้รับการทดสอบจริงๆ หลายๆ คนมักทำอย่างนั้นหากพวกเขาสัมผัสกับไวรัส มีอาการแสดง หรือจำเป็นต้องทำเช่นนั้นสำหรับงานของตน แต่ไม่ใช่ทุกคนในชุมชนที่เลือกเข้ารับการตรวจเช่นกัน เพราะพวกเขาไม่มีประกันสุขภาพ, ไม่มีสิทธิ์เข้ารับการตรวจ, ไม่แสดงอาการ หรือเพียงแค่ไม่ต้องการตรวจ "ถ้าคุณไม่ได้รับการทดสอบ เราก็ไม่มีข้อมูลใดๆ จากคุณ" สมิทกล่าว

อย่างไรก็ตาม "ทุกคนอึ" เธอกล่าวเสริม "ทุกคนต้องไปเข้าห้องน้ำ ดังนั้น [ต้องขอบคุณการทดสอบน้ำเสีย] เรามีข้อมูลเกี่ยวกับทุกคนในระบบที่อาจเป็นไปได้"

แน่นอนว่าการทดสอบน้ำเสียสำหรับ coronavirus ไม่ได้รับคำสั่ง ดังนั้นเทศบาลบางแห่งจึงไม่ได้รับการทดสอบ แต่หลายคนเข้าร่วมด้วยความสมัครใจด้วยเงินช่วยเหลือและแหล่งเงินทุน อื่น ๆรวมถึงพระราชบัญญัติ CARES เทศบาลหลายแห่งสร้างแดชบอร์ดของตนเองเพื่อแบ่งปันข้อมูลและการวิเคราะห์แนวโน้ม

ในเดือนกันยายน 2020 ศูนย์ควบคุมและป้องกันโรค (CDC) ได้เปิดตัวระบบเฝ้าระวังน้ำเสียแห่งชาติ (NWSS) เพื่อประสานงานและสร้างขีดความสามารถของประเทศในการติดตาม SARS-CoV-2 ในตัวอย่างน้ำเสียที่รวบรวมจากโรงบำบัดน้ำเสียทั่วประเทศ ในฐานะที่เป็นส่วนหนึ่งของโครงการดังกล่าว หน่วยงานเพิ่งเปิดตัวCDC COVID Data Tracker ตัวใหม่ โดย ที่ข้อมูลทั้งหมดเกี่ยวกับการทดสอบน้ำเสียจะถูกรวมไว้ที่แดชบอร์ดเดียวเพื่อให้ประชาชนทั่วไปได้ดู

CDC คาดว่าการมีส่วนร่วมในโครงการจะเติบโตขึ้นในขณะที่หน่วยงานด้านสุขภาพและห้องปฏิบัติการด้านสาธารณสุขพัฒนาขีดความสามารถในการประสานงานการเฝ้าระวังน้ำเสีย อย่างไรก็ตาม ยังคงเป็นสาขาที่กำลังพัฒนาและมีข้อจำกัด ในหมู่พวกเขา โรงบำบัดไม่จับบ้านเรือนในระบบบำบัดน้ำเสียหรือชุมชนที่ให้บริการโดยระบบกระจายอำนาจที่บำบัดของเสีย เช่น โรงพยาบาลหรือมหาวิทยาลัย อย่างไรก็ตาม วิทยาลัยและมหาวิทยาลัยหลายแห่งกำลังรวบรวมข้อมูลของตนเอง รวมทั้งมหาวิทยาลัย Emory ของแอตแลนตา มหาวิทยาลัย ไมอามีและมหาวิทยาลัยบัฟฟาโลเป็นต้น

และในขณะที่ความเข้มข้นของไวรัสในการสุ่มตัวอย่างน้ำเสียสามารถบ่งชี้ว่าชุมชนได้รับผลกระทบเพียงใด แต่ก็ไม่สามารถบอกจำนวนผู้ติดเชื้อที่แน่นอนได้ แต่การมีข้อมูลทั้งหมดอยู่ในหน้าเดียว — ตามตัวอักษรและในเชิงเปรียบเทียบ — สามารถให้ภาพที่ดีขึ้นว่าไวรัสกำลังส่งผลกระทบต่อประเทศของเราอย่างไร "การมีความเป็นผู้นำและคำแนะนำของ CDC จะช่วยได้จริงๆ" สมิทกล่าว

Kodi Haughn นักชีววิทยาและวิทยาศาสตร์ธรรมชาติ เตรียมตัวอย่างน้ำเสียสำหรับการทดสอบ COVID-19 ในห้องทดลองของศาสตราจารย์แบรนดอน บริกส์ ในอาคารวิทยาศาสตร์แบบบูรณาการ ConocoPhillips ของมหาวิทยาลัยอลาสกา แองเคอเรจ

ระบาดวิทยาของน้ำเสียไม่ใช่เรื่องใหม่

“น้ำเสียตอนนี้เซ็กซี่มาก เป็นข่าวเต็มไปหมด” สมิทกล่าว "แต่นี่คือสิ่งที่ ผู้คนใช้การเฝ้าระวังน้ำเสียมานานหลายปีเพื่อค้นหาสิ่งต่างๆ เช่น โรคโปลิโอ เป็นต้น"

ใช่ถูกต้อง นักวิจัยได้ตรวจพบและติดตามไวรัสหลายชนิดในน้ำเสียมานานกว่า 50 ปีและได้ใช้ข้อมูลดังกล่าวเพื่อเป็นแนวทางในการตอบสนองด้านสาธารณสุข

ตัวอย่างเช่นโรคโปลิโอถูกกำจัดในเกือบทุกประเทศด้วยวัคซีนโปลิโอ แต่การแพร่ระบาดยังคงดำเนินต่อไปในสามประเทศที่วัคซีนล่าช้า ได้แก่ ไนจีเรีย อัฟกานิสถาน และปากีสถาน แทนที่จะอาศัยการรายงานกรณีของอัมพาตเฉียบพลัน (AFT) ซึ่งเป็นสาเหตุที่เป็นไปได้ของโรคโปลิโอ นักวิจัยได้มองหาสิ่งปฏิกูลเพื่อตรวจหาโปลิโอไวรัสที่หลั่งในอุจจาระของคนที่ไม่เป็นอัมพาตที่ติดเชื้อโปลิโอ

การเฝ้าระวังน้ำเสียยังถูกใช้เพื่อตรวจหาไวรัสอื่นๆ เช่น ไวรัสตับอักเสบบีและโนโรไวรัส Smyth กล่าวว่าขณะนี้เธอกำลังทำงานเพื่อปรับแต่งเทคนิคการทดสอบเพื่อตรวจสอบโรงบำบัดน้ำเสียสำหรับไข้หวัดใหญ่ได้ดีขึ้น เธอกล่าวว่าไวรัสนั้น "ทำให้เกิดโรคระบาดได้ดีมาก"

การทำความเข้าใจถึงคุณค่าของขยะของเรา "คุณมองเห็นมันในมุมมองใหม่ทั้งหมด" สมิทกล่าว โดยอ้างอิงความคิดเห็นที่นายจ้างด้านสุขอนามัยในท้องถิ่นเพิ่งบอกกับเธอว่า: "มันจะเป็นน้ำเสียเท่านั้นถ้าคุณไม่ใช้"

ตอนนี้น่าสนใจ

การสำรวจน้ำทิ้งไม่ได้เป็นเพียงเพื่อติดตามไวรัสเท่านั้น นอกจากนี้ยังใช้เพื่อตรวจหาระดับยาฝิ่นที่ผิดกฎหมายและต้องสั่งโดยแพทย์ ในระดับท้องถิ่น เช่นเดียวกับยาแก้พิษ naloxone ในกลุ่มฝิ่น ในชุมชนที่ได้รับผลกระทบรุนแรงที่สุดจากการแพร่ระบาดของฝิ่นในความพยายามที่จะชี้แนะการตอบสนองด้านสาธารณสุข