Poop Sleuths: Why Researchers Are Tracking Coronavirus in Wastewater

Feb 17 2022
Do the sewers hold the answers to the next COVID-19 surge? And what else can testing samples of untreated wastewater tell us about the health of our communities?
Researchers across the country and globe are testing sewage from treatment plants like the East Bay Municipal Utility District Wastewater Treatment Plant in Oakland, California, for levels of coronavirus. Justin Sullivan/Getty Images

Tuvaleti bir kez sifonu çektikten sonra içindekilerin gözden, aklın dışında olduğunu düşünmek rahatlatıcıdır. Ancak çoğu insanın muhtemelen fark etmediği şey, temizlediğimiz şeylerin bize topluluğumuzun sağlığı hakkında çok şey söyleyebileceğidir. Ve bu malzemenin, ülke ve dünya genelindeki topluluklarda koronavirüs pandemisini izlemede değerli bir kaynak olduğu kanıtlandı.

Buna atık su izleme veya atık su bazlı epidemiyoloji deniyor ve pandeminin başlangıcından bu yana, ABD genelinde artan sayıda araştırmacı, koronavirüs için arıtılmamış atık su örneklerini test ediyor . Kanalizasyon tesislerindeki virüs seviyelerinin, hizmet verdikleri topluluklardaki pozitif COVID-19 testlerinin seviyeleri hakkında erken uyarı verdiğini keşfettiler.

Texas A&M Üniversitesi-San Antonio'da mikrobiyoloji doçenti olan Davida S. Smyth , "Tuvaletlerden öğrenebileceğiniz tüm ilginç şeyleri uzun zamandır öğretiyorum" diyor . Bilmeli. Kendisi ve lisans ekibinin karşılaştırmalı mikrobiyal genomik ve evrim üzerinde çalıştığı Smyth Laboratuvarı'nı yönetiyor. Aynı zamanda bir tesisatçının kızı ve araştırmasının çoğunu tuvaletlere giren bilgi zenginliğine odakladı.

Kakamız Araştırmacılara Ne Diyor?

Kakamız esas olarak sudan oluşur, ancak kalan yüzde 25'i sindirilmemiş gıda kalıntıları, yağlar, tuzlar, mukus ve bakteri ve virüs gibi insan patojenlerinden oluşan bir kokteyldir. COVID-19 enfeksiyonuna neden olan koronavirüs bulaşmışsa, dışkınızda da ortaya çıkacaktır.

Tuvaletlerimizin giderlerini, lavaboları, küvetleri ve sokak oluklarını yıkayan maddeler, topluluğumuzun sıhhi kanalizasyon sisteminde kilometrelerce yol alır ve diğer evlerden gelen atıklarla daha büyük ve daha büyük kanalizasyon borularında toplanır. Bu ortak kanalizasyon nehri sonunda yerel bir atık su arıtma tesisine akar ve burada nihayetinde pastörize edilir ve zararlı maddeler giderilir.

Atık su numunelerinin zaman içinde düzenli olarak izlenmesi, araştırmacıların bir eğilim analizi oluşturmasını sağlar. Bu analizler, nazal sürüntülerle COVID-19 testinden günler hatta haftalar önce ani artışlar ve yeni varyantlar tespit etti. Ve tüm şehirler ve kasabalar kendi kanalizasyon tesislerine sahip olduğundan, araştırmacılar ani artışların nerede olacağını ve yeni bir varyantın ortaya çıkıp çıkmadığını endişe kaynağı olarak belirleyebilirler.

San José Şehri Çevre Hizmetleri Departmanı'nın çevre müfettişleri Isaac Tam ve Laila Mufty, San José-Santa Clara Bölgesel Atık Su Tesisi'ndeki bir kuyuya bir otomatik numune alıcı yerleştirir.

Atık Su Gözetimi Nasıl Faydalıdır?

Smyth, "Bir yurtta, hastanede veya başka bir tesiste olası bir salgın durumunda iki haftalık ön süreniz olduğunu hayal edin" diyor. "Müdahalelerinizi potansiyel olarak hedefleyebilir ve belki de bu salgının etkisini azaltabilirsiniz."

Örneğin topluluklar, virüsün yayılmasını sınırlamak için maskeleme, sosyal mesafe ve diğer önlemleri uygulamaları konusunda halkı uyarmak için mesajlaşmayı hızlandırabilir ve testi pozitif çıkanlar için test ve kendi kendini tecrit etmeyi teşvik edebilir.

Gözetim ayrıca araştırmacılara virüsün nasıl mutasyona uğradığını ve bu varyantların aşılara nasıl tepki verdiğini daha iyi anlamalarını sağlar - halkı güvende tutmak için hayati önem taşıyan faktörler. Smyth, "Virüsleri anlamamız gerekiyor çünkü daha sonra nereye gideceğini bilmiyoruz" diyor.

Atık su epidemiyolojisi, mevcut bulaşıcı hastalık sürveyans sistemleri için tamamlayıcı bir yaklaşım ve hastalık salgınları için erken uyarı sistemi olarak hareket eder.

Kanalizasyon İzleme ve COVID-19 Test Gözetimi

Halk sağlığı yetkilileri , pozitif testlerin sayısını ilçe, eyalet, ülke ve daha fazlasına göre izleyerek COVID-19 hakkında çok şey öğrendi . Ancak testin sınırlamaları vardır.

Yeni başlayanlar için , insanların gerçekten test edilmesini gerektirir. Birçoğu virüse maruz kalırsa, semptomlar geliştirirse veya işleri için bunu yapmak zorunda kalırsa yapar. Ancak bir topluluktaki herkes ya sağlık sigortası olmadığı, testlere erişimi olmadığı, semptom göstermediği ya da test olmak istemediği için test yaptırmayı seçmiyor. Smyth, "Test edilmezseniz, sizden herhangi bir verimiz yok" diyor.

Ancak, "herkes kaka yapıyor" diye ekliyor. "Herkesin tuvalete gitmesi gerekiyor, bu yüzden [atık su testi sayesinde] bir sistemdeki potansiyel olarak her bir kişi hakkında veriye sahibiz."

Tabii ki, koronavirüs için atık su testi zorunlu değildir, bu nedenle tüm belediyeler test yapmıyor. Ancak hibeler ve CARES Yasası da dahil olmak üzere diğer finansman kaynakları sayesinde birçoğu gönüllü olarak katılıyor . Birkaç belediye, verilerini ve trend analizlerini paylaşmak için kendi gösterge tablolarını oluşturdu.

Eylül 2020'de Hastalık Kontrol ve Önleme Merkezleri (CDC) , ülkenin dört bir yanındaki atık su tesislerinde toplanan atık su örneklerinde SARS-CoV-2'yi izleme kapasitesini koordine etmek ve geliştirmek için Ulusal Atık Su Gözetleme Sistemlerini (NWSS) başlattı. Bu projenin bir parçası olarak, ajans kısa süre önce atık su testiyle ilgili tüm verilerin halkın görmesi için tek bir gösterge panosunda merkezileştirildiği yeni bir CDC COVID Veri İzleyiciyi tanıttı.

CDC, sağlık departmanları ve halk sağlığı laboratuvarları atık su sürveyansını koordine etme kapasitelerini daha da geliştirdikçe programa katılımın artmasını beklemektedir. Ancak, hala gelişmekte olan bir alandır ve sınırlamaları vardır. Bunların arasında, arıtma tesisleri , hastaneler veya üniversiteler gibi atıklarını işleyen merkezi olmayan sistemler tarafından hizmet verilen septik sistemler veya topluluklardaki evleri ele geçirmez. Ancak, Atlanta'daki Emory Üniversitesi , Miami Üniversitesi ve Buffalo Üniversitesi de dahil olmak üzere birçok kolej ve üniversite kendi verilerini toplamaktadır .

Ve atık su örneklemesindeki virüsün konsantrasyonları, bir topluluğun ne kadar etkilendiğini gösterebilirken, enfekte olanların tam sayısını söyleyemez. Ancak tüm verilerin tek bir sayfada olması - kelimenin tam anlamıyla ve mecazi olarak - virüsün ülkemizi nasıl etkilediğine dair daha iyi bir resim sunabilir. Smyth, "CDC'nin liderliğine ve rehberliğine sahip olmak gerçekten yardımcı olacak" diyor.

Biyoloji ve doğa bilimleri kıdemli Kodi Haughn, Alaska Üniversitesi Anchorage'ın ConocoPhillips Entegre Bilim Binası'ndaki Profesör Brandon Briggs'in laboratuvarında COVID-19 testi için atık su örnekleri hazırlıyor.

Atıksu Epidemiyolojisi Yeni Değil

Smyth, "Atık su şu anda çok seksi. Haberlerin her yerinde var" diyor. "Ama şu var - insanlar, örneğin çocuk felci gibi şeyleri aramak için yıllardır atık su gözetimini kullanıyorlar."

Evet, doğru. Araştırmacılar, 50 yılı aşkın bir süredir kanalizasyondaki çeşitli virüsleri tespit ediyor ve izliyor ve verileri halk sağlığı müdahalelerine rehberlik etmek için kullandılar.

Örneğin, çocuk felci aşısı sayesinde neredeyse tüm ülkelerde çocuk felci ortadan kaldırıldı . Ancak aşıların geciktiği üç ülkede (Nijerya, Afganistan ve Pakistan) bulaşma hala devam ediyor . Araştırmacılar, olası bir çocuk felci nedeni olan bildirilen akut flask felç (AFT) vakalarına güvenmek yerine, çocuk felci ile enfekte felçli olmayan kişilerin dışkısında dökülen çocuk felci virüsünü tespit etmek için kanalizasyona bakıyorlar.

Atık su gözetimi, hepatit B ve norovirüs gibi diğer virüsleri tespit etmek için de kullanılmıştır. Smyth, şu anda kanalizasyon tesislerini grip için daha iyi izlemek için test tekniklerini geliştirmeye çalıştığını söylüyor - bir virüs, diyor ki, "pandemilere neden olmakta çok iyi".

Atıklarımızın değerini anlayan Smyth, yerel bir sağlık kuruluşu işvereninin yakın zamanda kendisine söylediği bir yoruma atıfta bulunarak, "onu tamamen yeni bir ışık altında görüyorsunuz" diyor: "Kullanmıyorsanız, yalnızca atık sudur."

Şimdi Bu İlginç

Kanalizasyon suyunun araştırılması sadece virüsleri izlemek için değildir. Ayrıca, halk sağlığı müdahalelerine rehberlik etmek amacıyla opioid salgınından en çok etkilenen topluluklarda yerel düzeydeki yasadışı ve reçeteli opioidlerin yanı sıra opioid panzehiri nalokson düzeylerini tespit etmek için de kullanılıyor.