В недавнем исследовании, опубликованном в журнале PLoS ONE , исследователи оценили возможность наблюдения за коронавирусом 2 тяжелого острого респираторного синдрома (SARS-CoV-2) с использованием отбора проб сточных вод.

Было обнаружено, что пациенты с коронавирусной болезнью 2019 (COVID-19) выделяют вирус со стулом, не проявляя никаких желудочно-кишечных симптомов. В результате рибонуклеиновая кислота (РНК) SARS-CoV-2 может быть обнаружена в экологических сточных водах, которые включают человеческие экскременты и сточные воды с очистных сооружений. Мониторинг сточных вод в целях общественного здравоохранения использовался для проверки наличия у местного населения наркотиков, вызывающих зависимость, таких как опиоиды, устойчивые к противомикробным препаратам кишечные бактерии и полиовирус. Было высказано предположение, что регулярное тестирование на SARS-CoV-2 в сточных водах может помочь выявить текущие вспышки или предвидеть потенциальные.

Об исследовании

В настоящем исследовании исследователи изучили возможность проведения эпидемиологического надзора на основе сточных вод (WBE) в Индонезии.

Команда разработала первую программу эпидемиологического надзора за SARS-CoV-2 на основе сточных вод в Особом регионе провинции Джокьякарта в Индонезии. В провинции действуют два различных типа систем очистки сточных вод (СОСВ): (1) центральные СОСВ, находящиеся в ведении правительства провинции, и (2) общинные СОСВ, которые автономно управляются каждым местным сообществом.

В трех из пяти округов Особого региона провинции Джокьякарта были начаты рутинные эпиднадзор и тестирование почвы. Поскольку эти регионы имеют максимальный охват центральной системой сточных вод, команда выбрала шесть подрайонов в городе Джокьякарта и по два в районах Слеман и Бантул. Кроме того, были выбраны 12 сгруппированных населенных пунктов, в которых использовались небольшие общинные очистные сооружения. Для отбора проб использовался метод выборочного захвата или пассивный отбор проб.

Штрих-коды для каждого образца были предварительно напечатаны на бутылках. Для сбора проб использовались центральные и общинные очистные сооружения, реки, септиктенки и несколько мест входа пассивного пробоотборника торпедного типа. Пассивные пробоотборники были собраны через 24 часа после развертывания. Для сбора образцов почвы использовались пакеты с застежкой-молнией. Перед выделением РНК и количественным анализом полимеразной цепной реакции в реальном времени (RT-qPCR) с обратной транскрипцией все обработанные образцы из образцов почвы, пассивных пробоотборников и образцов сточных вод хранились при температуре -80 ° C. Для идентификации РНК SARS-CoV-2 использовали анализ ОТ-ПЦР SARS-CoV-2 и синтетический контроль РНК SARS-CoV-2.

Также сообщалось об эффективности восстановления и фактическом значении РНК SARS-CoV-2. В каждый цикл количественной ПЦР включали несколько контролей РНК SARS-CoV-2, таких как контроль фага MS2 в различных известных концентрациях и отрицательный контроль. Кроме того, был установлен предел обнаружения (LOD) анализа RT-qPCR.

Полученные результаты

Всего за 10-недельный период отбора проб было получено 544 образца, и 54% из них дали положительный результат на РНК SARS-CoV-2. Для положительных результатов для генов нуклеокапсида (N) и открытой рамки считывания (ORF)-1ab SARS-CoV-2 средние значения порога цикла (Ct) составили 35,1 и 33,9 соответственно. Образцы из люков имели самый высокий положительный уровень, тогда как образцы почвы — самые низкие.

Образцы, собранные в июле 2021 года, имели самый высокий показатель положительных результатов — 77%. К концу сентября 2021 года этот показатель снизился до 25%, отражая снижение уровня выявления, связанное с уменьшением частоты зарегистрированных клинических случаев COVID-19 в сообществе. При использовании метода захвата ген N был обнаружен в 74% проб сточных вод, 64% проб воды с отслеживанием источника (NST), 50% проб рек и 3% проб почвы NST. Этот результат соответствовал целевому гену ORF1ab; однако больше образцов почвы дали положительный результат на ген ORFlab, чем на ген N.

В целом результаты исследования показали, что в Индонезии можно отслеживать бремя инфекций среди населения путем внедрения системы эпиднадзора WBE за SARS-CoV-2. Эта комбинация методов выборки позволяет получить дополнительную информацию о распространенности и распространении COVID-19 в сообществе. Необходимы дальнейшие исследования, чтобы определить, может ли WBE обнаруживать вспышки SARS-CoV-2 на ранних стадиях в этой среде.