利用废水监测跟踪COVID-19疫情

今天的博客由客座博主Sameer Moorji撰写,他是应用市场总监。

尽管各国在封锁后逐渐开始重新开放,但新冠肺炎大流行远未结束。世界各地的研究人员继续寻找监测、预防和治疗这种疾病的新方法。监测COVID-19疫情的一种新方法依赖于某种意想不到的来源:污水。

2020年3月,研究人员KWR水研究所在阿姆斯特丹史基浦机场和荷兰其他几个地点附近收集的废水样本中发现了SARS CoV-2 RNA。这一结果是在该国确诊首例COVID-19病例一周后公布的。本研究为利用以废水为基础的流行病学来确定全人群COVID-19感染的可能性打开了大门。

什么是基于废水的流行病学?

基于废水的流行病学(WBE),或下水道监测,是一种利用废水分析来确定存在与公共卫生监测相关的生物或化学品的方法。WBE并不新鲜,因为废水以前曾用于检测制药或工业废物、药品实体(包括类阿片滥用)、病毒和可能出现的超级细菌。事实上,一些国家已成功地将小儿麻痹症和甲型肝炎的暴发控制在其地理位置之内。

COVID-19疫情预警系统

虽然WBE不能识别哪些人已经被感染,但它与病人检测相比有几个优势。例如,在获取人口范围的数据时,它的成本效率要高得多。另一个优势是及早发现。一个研究来自中国的研究表明,SARS-CoV-2 RNA可以在发病前几天至一周的人类粪便中检测到。这种病毒RNA最终会进入下水道系统。另一个研究耶鲁大学的研究表明,监测污水中SARS-CoV-2病毒RNA浓度可以在个体患者检测前7天和入院前3天预测COVID-19疫情。该研究的结论是,WBE是确定局部地区或人口热点的领先指标。因此,WBE可以作为一种低成本的早期预警系统,以识别新的疫情、当前疫情的趋势和流行的感染

废水监测数据可以补充在人群中增加的临床检测和加强的接触者追踪工作,通知公共卫生官员采取适当的遏制行动或放松限制。此外,定期监测可以告知社区是否有效地“使曲线变平”,以及它们何时可以从封锁中重新开放。因此,地方官员可以迅速采取行动,平衡公共卫生危机的风险与照常经营之间的关系,这对地方经济的生存能力至关重要。

污水中病毒检测方案

世界各地的研究小组正在努力优化有效检测病毒遗传物质的方法全球倡议由水研究基金会在北美和其他几个研究机构已经开始了他们自己的努力来开发一个标准化的协议。欧洲的倡议由Sewers4Covid这是来自荷兰、西班牙、希腊和英国的团队共同开发的另一种新方法。一种被广泛采用的标准化检测方法将对这一工具的成功至关重要。若干机构还提供废水分析测试服务,并将在制定新的暴发方案方面发挥重要作用。

检测废水中的病毒物质首先在下水道收集样本,在那里水排入污水系统的一个单点。收集的废水样本在60°C下进行巴氏消毒,以灭活任何活病毒。然后用a聚乙二醇8000沉淀、离心过滤或超离心法。提取方法(手册,自动化高吞吐量),然后用于从浓缩的病毒物质中纯化病毒RNA。最后,将RNA逆转录成cDNA,并使用核衣壳基因(CDC发布的N1/N2)或包膜基因(E)的引物集进行定量PCR扩增。然后对结果进行分析,并与收集区域内持续的病毒载量水平进行比较。

Promega如何提供帮助

为了支持废水测试的需要,我们的科学家已经测试了支持工作流程关键部分的试剂。幸运的是,我们有几十年的开发经验核酸纯化放大化学反应。因此,我们的科学应用团队制定了两个方案,其中包括基于我们在SARS CoV-2样本制备方法和试剂方面的经验的指导。一个采用PEG 8000沉淀法测定病毒浓度另一个使用离心过滤。我们将继续开发一种灵敏、可靠和特异性的RT-qPCR试剂盒,用于检测废水样本中的SARS CoV-2。随着研究界对这一动态研究领域的了解越来越多,我们很高兴能够支持全球的实验室通过他们自己的努力来优化检测方法。我们致力于提供COVID-19检测试剂病毒检测化验。废水监测是我们可以帮助主动识别和控制新暴发的另一个领域。

了解有关方法和产品的更多信息废水中病毒RNA的检测

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Sameer Moorji是Promega应用市场事业部的主管。他的团队负责差异化技术的战略方向和商业化,以服务于农业科学/食品技术、动物健康、水测试和化妆品研究的客户需求。Sameer自2013年加入Promega以来担任多个职位,最近担任区域销售经理(2017-2019年)和高级客户支持专员(2015-2017年),支持生命科学客户。在加入Promega之前,Sameer在感染性疾病和肿瘤学领域从事了10多年的药物发现工作。他获得药理学学士学位和金融工商管理硕士学位。Sameer喜欢旅行,踢足球,并发展了对咖啡制作艺术的热情。

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