Было показано, что эпидемиология сточных вод (WBE) является отличным средством понимания распространения SARS-CoV-2 в сообществах. В настоящее время он используется во многих регионах мира для отслеживания распространенности вируса, выступая в качестве косвенного показателя для определения статуса COVID-19. Особое значение имеет то, что WBE можно использовать для оценки распространенности COVID-19, включая бессимптомные случаи. Однако одним из основных недостатков WBE для SARS-CoV-2 было то, что традиционный метод был не очень чувствительным, и низкие вирусные нагрузки не могли быть надежно обнаружены.

Группа ученых из Университета Хоккайдо и компании Shionogi & Co, Ltd. разработала простой, быстрый и высокочувствительный метод обнаружения SARS-CoV-2 в сточных водах. Метод EPISENS-S, не требующий специализированного оборудования, описан в журнале Science of the Total Environment .

Во время пандемии COVID-19 в Японии было самое низкое число случаев заболевания на душу населения. Таким образом, вирусная нагрузка в сточных водах также была ниже, и ее гораздо труднее оценить с помощью установленных методов WBE; из-за их низкой чувствительности. Предыдущая работа исследовательской группы показала, что вирус SARS-CoV-2 связан с твердыми частицами в сточных водах, поэтому они сосредоточились на разработке метода анализа твердой фазы сточных вод.

Разработанный ими метод EPISENS-S включает центрифугирование собранных проб сточных вод для отделения всех твердых веществ в пробах. Затем твердые вещества обрабатывали коммерчески доступным набором для извлечения всей РНК; затем РНК подвергали обратной транскрипции и амплификации для получения значительного количества копий ДНК. Отдельный набор образцов был подвергнут обработке полиэтиленгликолем с последующей экстракцией РНК и обратной транскрипцией для синтеза ДНК: метод, который в настоящее время широко применяется в Японии. ДНК, полученную каждым из этих способов, подвергали количественной ПЦР (кПЦР).

Команда обнаружила, что метод EPISENS-S примерно в 100 раз более чувствителен, чем метод полиэтиленгликоля. Они использовали EPISENS-S для проведения долгосрочного анализа сточных вод с двух очистных сооружений в городе Саппоро и обнаружили высокую корреляцию между изменениями концентрации РНК в собранных образцах и изменениями числа зарегистрированных случаев в город. EPISENS-S также может обнаруживать и количественно определять вирус легкой крапчатости перца (PMMoV), который связан с фекалиями и используется в качестве внутреннего контроля.

EPISENS-S позволяет отслеживать бессимптомные случаи COVID-19, а также случаи, не подтвержденные клинически. Кроме того, у него есть большой потенциал для продолжения отслеживания распространенности SARS-CoV-2 по мере увеличения показателей вакцинации. Наконец, EPISENS-S также может быть адаптирован для отслеживания других вирусных заболеваний с низким числом инфекций и вирусной нагрузкой.