在污水中能比临床检测提前数周发现新冠变异株

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在污水中能比临床检测提前数周发现新冠变异株

原创 Nature Portfolio Nature Portfolio 2022-07-13 23:40 发表于上海

原文作者：Smriti Mallapaty

一项监测新冠疫情社区传播的技术或能充当早期预警系统。

加州的一个团队从马桶排泄物中“冲”出了大量数据。这是研究人员首次在临床检测发现“蛛丝马迹”的几周前在污水中检测到新冠病毒的特定变异株。

这项研究[1]7月7日发表在《自然》上。研究共同作者、加州大学圣迭戈分校的微生物学家Rob Knight说，这些来自废水的数据监测到了“一波又一波的不同病毒”。Knight表示，这项技术有望最终用来追踪新的变异株，提高公共卫生响应速度。“如果下一个变异株突如其来，我们就有准备了。”

废水采样或能用来发现新冠病毒的新变异株。来源：Arnold Jerocki/Getty

全世界的研究团队都试过利用污水监测的方式追踪新冠病毒，但这些监测技术一般只能检测到新冠病毒的存在和载量。这一信息随后会用来评估病毒的社区传播规模。由于这些数据质量不高，人们难以确定传播的到底是哪种变异株，以及它们的流行率究竟有多高。

为克服这一问题，加州的这个团队发明了一种方法，他们使用纳米磁珠来增加废水样本中能测序的病毒RNA载量。之前的技术只能对样本中不超过40%的病毒RNA进行测序，而该团队的纳米磁珠技术能对样本中近95%的病毒RNA进行测序。该团队还发明了一个名为Freyja的工具，能识别每个样本中的不同变异株和它们的相对丰度。

污水采样

为了测试他们的技术是否可行，该团队对圣迭戈的一家污水处理厂展开了为期近一年的采样，该污水处理厂日常要处理约230万人的废水。这项数据采集工作始于2021年2月。此外，他们还用10个月的时间在加州大学圣迭戈分校的130多个采样点采集了检修孔和污水管的废水样本。

研究团队能比采样拭子和临床检测最多提前两周在废水中发现新冠病毒的Alpha和Delta变异株。他们还在圣迭戈检出第一个Omicron阳性病例的约10天前发现了该变异株，并追踪到了Omicron的BA.1变异株在人群中的激增。

研究团队在加州大学圣迭戈分校的校园里反复检测到了Alpha、Delta和另一个人们不太熟悉、主要在美国流行的变异株Epsilon。加州斯克利普斯研究所应用数学家Joshua Levy说，这令我们感到意外，因为有好几周的时间这些变异株几乎从临床监测中销声匿迹了。

不过，目前尚不清楚这项技术能否用来追踪传播速度很快的Omicron变异株BA.4和BA.5（参见：关于Omicron亚型BA.4和BA.5的五问五答）——这两者之间很难区分，荷兰国家公共卫生与环境研究院的传染病研究员Ana Maria de Roda Husman说。Levy表示，他们在最新的采样中已经能够区分这两个变异株。

我们一时半会可能还无法建立一个针对特定变异株的早期预警系统，澳大利亚昆士兰大学的环境科学家Phong Thai说，因为现在从采集样本到获得处理结果之间隔了近两周。Thai说：“如果你想让一项技术真正服务于公共卫生，你就要在几天之内出结果。”

Knight表示，团队已经将样本测序时间从几周缩短到几天，这已经带来了“质的变化”。

参考文献：

1. Karthikeyan, S. et al. Naturehttps://doi.org/10.1038/s41586-022-05049-6 (2022).

原文以COVID variants found in sewage weeks before showing up in tests为标题发表在2022年7月8日《自然》的新闻版块上