98%的廢水樣本檢測出新冠？美國的廢水監(jiān)測系統(tǒng)如此運(yùn)作

　　近日，中央電視臺2套播報(bào)了一條關(guān)于美國通過廢水檢測病毒的方法反映全美疫情擴(kuò)散程度的報(bào)道，報(bào)道稱，在全美400多個(gè)廢水樣本檢測報(bào)稿顯示，98%的廢水樣本中檢測出了新冠病毒。

　　在去年12月25日，美國獨(dú)立媒體Newstarget也報(bào)道了在德州的休斯頓，當(dāng)?shù)丶部夭块T通過全市39個(gè)中的35個(gè)污水廠采集的樣本分析，發(fā)現(xiàn)了Omicron病毒的陽性率增長了164%，預(yù)警了疫情大爆發(fā)的趨勢。

　　美國究竟是如何通過廢水監(jiān)測系統(tǒng)來進(jìn)行疫情發(fā)展情況的分析？2022年2月4日，美國疾病預(yù)防控制中心召開了一次關(guān)于新冠疫情廢水監(jiān)測的電話會議，《凈水技術(shù)》將電話會議相關(guān)紀(jì)要進(jìn)行節(jié)選并翻譯整理，幫助大家了解美國新冠疫情廢水監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)的相關(guān)情況。

　?。ㄒ韵聝?nèi)容節(jié)選并翻譯自美國CDC官網(wǎng)，可能存在偏差）

　　主持人Benjamin Haynes主持人：

　　早上好，感謝大家參加今天的廢水監(jiān)測簡報(bào)。參加我們會議的是國家廢水監(jiān)測系統(tǒng)的團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人Amy Kirby博士。

　　專家Amy Kirby博士：

　　我今天在這里討論最新的公共衛(wèi)生工具，它提供了關(guān)于COVID-19趨勢的關(guān)鍵信息，同時(shí)也讓我們看到了美國傳染病監(jiān)測的一個(gè)新領(lǐng)域。據(jù)估計(jì)，40%到80%的COVID-19患者的糞便中會包含病毒RNA，這使得廢水和污水成為監(jiān)測感染擴(kuò)散的重要機(jī)會。因?yàn)榭吹皆贑OVID-19大流行期間收集這類數(shù)據(jù)的價(jià)值，CDC于2020年9月啟動了國家廢水監(jiān)測系統(tǒng)，或簡稱為NEWS。起初只是由學(xué)術(shù)研究人員和污水處理機(jī)構(gòu)基于民間的努力，現(xiàn)在已經(jīng)迅速成為一個(gè)全國性的監(jiān)測系統(tǒng)，收集了超過34000個(gè)樣本，代表約5300萬美國人。目前，CDC正在支持37個(gè)州、4個(gè)城市和2個(gè)地區(qū)，幫助在他們的社區(qū)建立廢水監(jiān)測系統(tǒng)，全國已有400多個(gè)檢測點(diǎn)已經(jīng)開始了他們的廢水監(jiān)測工作。

　　這個(gè)項(xiàng)目的真正作用將在未來幾周將更加明顯，屆時(shí)將有數(shù)百個(gè)檢測點(diǎn)開始提交數(shù)據(jù)。廢水監(jiān)測產(chǎn)生的信息為公共衛(wèi)生官員提供了更好地了解社區(qū)的COVID-19擴(kuò)散的趨勢。由于廢水中檢出的陽性增加通常發(fā)生在臨床病例的相應(yīng)增加之前，廢水監(jiān)測可以作為一個(gè)社區(qū)出現(xiàn)COVID-19的早期預(yù)警系統(tǒng)。這些數(shù)據(jù)具有獨(dú)特的力量，因?yàn)樗鼈兛梢圆蹲降接邪Y狀和無癥狀的人的感染情況。而且它們不受病人是否已獲得醫(yī)療保健或臨床測試的影響。這些內(nèi)在的優(yōu)勢可以為重要的公共衛(wèi)生決策提供信息，例如在哪里分配移動測試和疫苗接種點(diǎn)。公共衛(wèi)生機(jī)構(gòu)還利用廢水?dāng)?shù)據(jù)來預(yù)測醫(yī)院利用率的變化，為調(diào)動資源和準(zhǔn)備應(yīng)對不斷增加的病例提供更多時(shí)間?，F(xiàn)在，廢水?dāng)?shù)據(jù)首次出現(xiàn)在CDC的COVID數(shù)據(jù)追蹤器上。該網(wǎng)站的訪問者將能夠看到每個(gè)參與社區(qū)過去15天內(nèi)廢水中病毒水平的變化，以及過去15天內(nèi)檢測出的陽性比例。

　　廢水取樣地點(diǎn)每天更新，根據(jù)SARS CO-V 2水平的增加或減少的速度，用顏色進(jìn)行編碼。你還可以看到每個(gè)廢水取樣地點(diǎn)的服務(wù)縣和人口規(guī)模的信息。雖然廢水監(jiān)測的數(shù)據(jù)可以一定程度上揭示關(guān)于COVID-19的流行率，但在只有極少或沒有下水道基礎(chǔ)設(shè)施的社區(qū)以及有流動人口的社區(qū)，如旅游業(yè)發(fā)達(dá)的地區(qū)，數(shù)據(jù)反映的結(jié)果是有局限的。此外，也不能光靠廢水監(jiān)測用來確定一個(gè)社區(qū)是否沒有感染。由于這些原因，廢水監(jiān)測最好與基于病例的監(jiān)測結(jié)合使用，以使其價(jià)值最大化。我們已經(jīng)看到一些城市和縣城利用其廢水檢測來更好地了解感染激增的軌跡的例子。現(xiàn)在更多的社區(qū)將有機(jī)會使用這一工具來幫助指導(dǎo)他們的公共衛(wèi)生決策。

　　提問人Erin Billups：

　　我想知道，第一，如何讓更多的社區(qū)加入到應(yīng)用這個(gè)系統(tǒng)的行列；第二，這個(gè)預(yù)警系統(tǒng)將有助于疫情防控向前發(fā)展，應(yīng)用這個(gè)系統(tǒng)會成為國家的一種新常態(tài)嗎？

　　專家Amy Kirby博士：

　　讓我談?wù)劦谝粋€(gè)問題。我們已經(jīng)開發(fā)了一套的資源來幫助我們的衛(wèi)生部門建立這種檢測能力，讓更多的社區(qū)加入進(jìn)來。我們現(xiàn)在有更多的州在建立他們的系統(tǒng)，我們期望在未來幾個(gè)月內(nèi)通過COVID數(shù)據(jù)跟蹤器提供這些數(shù)據(jù)。此外，我們有一套商業(yè)性的測試合作模式，隨著這些州建立起他們的系統(tǒng)，這些建成的系統(tǒng)將為全國另外500個(gè)還沒有建立起系統(tǒng)的社區(qū)提供每周兩次的測試。

　　第二個(gè)問題是關(guān)于如何將其納入常態(tài)化的整體監(jiān)控計(jì)劃，這是一個(gè)非常好的問題，我們正在與CDC的其他部門密切合作，尋找廢水監(jiān)控如何可以幫助提供對社區(qū)所發(fā)生的疫情的認(rèn)識。同時(shí)，也在尋求如何使其成為識別一個(gè)社區(qū)可能會出現(xiàn)新的疫情增長的早期預(yù)警系統(tǒng)。

　　提問人Tom Howell:

　　這種廢水監(jiān)測方法是否針對以前其他的病原體或疾病進(jìn)行過應(yīng)用，取得了什么經(jīng)驗(yàn)？謝謝。

　　專家Amy Kirby博士：

　　用于追蹤社區(qū)中的小兒麻痹癥，廢水監(jiān)測實(shí)際上已經(jīng)使用了幾十年。不是在美國，但是在海外，已成為消除小兒麻痹癥工作的一部分。他們使用的方法與我們基本相同——用廢水監(jiān)測系統(tǒng)尋找小兒麻痹癥流行的社區(qū)，然后將其作為在這些社區(qū)進(jìn)行額外臨床監(jiān)測的觸發(fā)因素。

　　提問人Lena Sun:

　　Kirby博士，你能不能再解釋一下，目前有多少個(gè)監(jiān)測的站點(diǎn)正在向CDC提供信息，以及未來還有多少個(gè)監(jiān)測的站點(diǎn)上線。這個(gè)未來是指幾周內(nèi)，還是在幾個(gè)月內(nèi)？當(dāng)你到達(dá)那個(gè)計(jì)劃的節(jié)點(diǎn)時(shí)，在全國將有多大覆蓋面一半，還是四分之三？謝謝你。

　　專家Amy Kirby博士：

　　我們目前有400多個(gè)站點(diǎn)向CDC提供數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)將在COVID數(shù)據(jù)追蹤器上分享。在接下來的幾周里，我們預(yù)計(jì)至少會再增加250個(gè)站點(diǎn)。然后在接下來的幾個(gè)月里，隨著我們看到其他州的系統(tǒng)得到全面實(shí)施，我們預(yù)計(jì)也會有更多的站點(diǎn)加入進(jìn)來。這些站點(diǎn)還不能對每個(gè)州都進(jìn)行覆蓋，但肯定會覆蓋到大多數(shù)。

　　提問人Denise Chow：

　　你提到，這可以作為一種早期預(yù)警系統(tǒng)。我想知道人們感染病后多久可以通過監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)？

　　專家Amy Kirby博士：

　　這是個(gè)好問題，我們看到的是，在某人被感染后，糞便中的RNA很快就能被檢測到了。事實(shí)上，這也是我們能看到的最早的感染跡象之一，這對實(shí)現(xiàn)早期預(yù)警能力非常重要，而且對于初期感染，檢出病毒的比率上升得非常高。

　　提問人Alice Parks：

　　廢水監(jiān)測結(jié)果和疫情的發(fā)展的關(guān)聯(lián)性是科學(xué)上有效的？

　　專家Amy Kirby博士：

　　廢水中的檢測率與其他臨床指標(biāo)有很好的相關(guān)性，如速度、住院率和檢測陽性率。隨著這些數(shù)據(jù)不斷傳來，它繼續(xù)成為反映社區(qū)情況的一個(gè)非?？煽康闹笜?biāo)。自2020年9月以來，我們一直在與我們的州再次建立該系統(tǒng)，我們的州合作伙伴從那時(shí)起就有這些數(shù)據(jù)可供使用。我們一直在建設(shè)能力，將這些數(shù)據(jù)輸入CDC并分享，我們認(rèn)為現(xiàn)在是我們系統(tǒng)中有足夠數(shù)據(jù)的時(shí)候，是向公眾提供數(shù)據(jù)的好時(shí)機(jī)。

　　提問人San Jose：

　　昨天在《自然通訊》上有一篇有趣的論文關(guān)于在一些下水道中檢測到的不熟悉的基因序列。這些基因序列和病人感染的病毒并不相同，也許是來自于被其他病毒感染的動物（對COVID的預(yù)警產(chǎn)生干擾）。你們是否也碰到過類似的問題？

　　專家Amy Kirby博士：

　　我們確實(shí)已經(jīng)有許多州正在對他們的廢水樣本進(jìn)行基因測序，這些數(shù)據(jù)將在未來幾周內(nèi)進(jìn)入CDC。我們也會做這方面的監(jiān)測來追蹤廢水中的不同病毒的變體，實(shí)現(xiàn)對新的相關(guān)變體的早期預(yù)警。

　　提問人Julie Steenhuysen：

　　這個(gè)系統(tǒng)是為COVID專門建設(shè)的，還是可以用于其他的流行疾??？

　　專家Amy Kirby博士：

　　這個(gè)系統(tǒng)是為COVID建立的，作為COVID防疫的一部分，但是廢水監(jiān)測可以適用于各種各樣的流行疾病問題。因此，我們現(xiàn)在正在努力擴(kuò)大國家廢水監(jiān)測平臺，以利用它來收集其他病原體的數(shù)據(jù)，我們預(yù)計(jì)這項(xiàng)工作將在今年年底開始。我們的目標(biāo)包括抗生素耐藥性、食源性感染，如大腸桿菌、沙門氏菌、諾瓦克流感和新出現(xiàn)的真菌病原體。

　　提問人Dana McIntyre：

　　這些樣本是如何檢測出來的？檢測的機(jī)制和過程是什么？社區(qū)是否需要配備額外的設(shè)備或額外的測試用品？

　　專家Amy Kirby博士：

　　廢水樣本是由公用事業(yè)運(yùn)營商在現(xiàn)場收集的。最好的方法是通過自動采樣，許多公用事業(yè)單位已經(jīng)有了這種設(shè)備。我們正在與水環(huán)境聯(lián)合會合作，向沒有這種設(shè)備的公用事業(yè)單位提供這種設(shè)備。但他們也可以人工采樣，就是將一個(gè)瓶子浸入流動廢水中獲取樣本。該樣本運(yùn)到實(shí)驗(yàn)室后，實(shí)驗(yàn)室將使用一些方法來濃縮該廢水樣本中的病毒，使它看起來與臨床測試非常相似。他們從病毒中提取遺傳物質(zhì)，并使用定量聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)檢測來測量樣品中存在多少RNA。所有這些數(shù)據(jù)都會提交給CDC進(jìn)行分析，并通過CDC的內(nèi)部數(shù)據(jù)系統(tǒng)向我們的州合作伙伴報(bào)告最終結(jié)果，并在COVID數(shù)據(jù)追蹤器上公布。

　　提問者Dan Vergano：

　　因?yàn)镃OVID的爆發(fā)已經(jīng)持續(xù)了相當(dāng)一段時(shí)間，這對未來的流行疾病的發(fā)展過程有什么影響？是否可能在流行病出現(xiàn)峰值時(shí)發(fā)出警告？對于那些已經(jīng)建立了預(yù)警系統(tǒng)的社區(qū)，是否會有財(cái)政支持？

　　專家Amy Kirby博士：

　　廢水監(jiān)測的作用主要是早期預(yù)警，以盡快發(fā)現(xiàn)增加的病例，這樣我們就可以有額外的時(shí)間讓社區(qū)為待處理的病例準(zhǔn)備他們的醫(yī)療資源。當(dāng)然，它對于了解疫情發(fā)展的情況也非常有用，隨著病例的增加，我們可以看到什么時(shí)候已經(jīng)過了激增的高峰期，在過去幾周的Omicron激增中就驗(yàn)證了這種作用。當(dāng)然，隨著我們測試策略的改變，越來越多的人使用家庭檢測而不是臨床檢測，廢水監(jiān)測將繼續(xù)成為了解社區(qū)情況的有力監(jiān)測方法。至于對各州的資助，我們每年都為廢水監(jiān)測提供資金，該系統(tǒng)有足夠的資金繼續(xù)資助各州，并在2025年之前進(jìn)行擴(kuò)展。我們希望在今年將能夠擴(kuò)大我們的資助州的范圍。

　　提問人Maryn McKenna:

　　你提到這項(xiàng)工作是從學(xué)術(shù)研究人員開始的，我想知道你是否可以說說你是如何將大學(xué)的這些數(shù)據(jù)來源帶入這個(gè)國家系統(tǒng)的。

　　專家Amy Kirby博士：

　　我們的學(xué)術(shù)伙伴和公用事業(yè)伙伴已經(jīng)成為國家廢水監(jiān)測系統(tǒng)的基礎(chǔ)，這很關(guān)鍵。我們有許多學(xué)術(shù)研究人員開始在他們的社區(qū)進(jìn)行廢水監(jiān)測，他們與公用事業(yè)部門和衛(wèi)生部門合作，甚至在公共衛(wèi)生系統(tǒng)還沒有真正意義上的數(shù)據(jù)時(shí)就已經(jīng)獲得了這些數(shù)據(jù)。我們還看到，學(xué)術(shù)界的合作伙伴也在進(jìn)行廢水監(jiān)測，以支持他們的大學(xué)在學(xué)年內(nèi)保持校園安全。這些合作伙伴中的許多人正在繼續(xù)與他們的公共衛(wèi)生機(jī)構(gòu)合作，他們是NEWS網(wǎng)絡(luò)的一部分，這些數(shù)據(jù)也正在向我們提供，我們期待著繼續(xù)與他們合作。然而，我要指出，學(xué)術(shù)研究人員不是用來做長期監(jiān)測的，他們是用來做研究的，這正是我們需要他們做的，以繼續(xù)發(fā)展這一領(lǐng)域。因此，我們未來幾年的目標(biāo)之一是將常規(guī)測試過渡到公共衛(wèi)生和環(huán)境衛(wèi)生實(shí)驗(yàn)室，這樣我們就可以解放那些學(xué)術(shù)研究人員，繼續(xù)推動該領(lǐng)域的發(fā)展。

編輯：王媛媛