(美国有线电视新闻网)感恩节前三天,来自南非的乘客在旧金山着陆。其中一位是2019冠状病毒疾病的早期女性,尽管她不愿意39岁;我几乎又过了一个星期才知道。
恰巧是2019冠状病毒疾病在博茨瓦纳和南非10000英里以外的一天开始警告世界,导致一种新的变异性高的病毒,导致COVID-19病毒。
斯坦福大学土木工程教授亚历山德里亚·博姆(Alexandria Boehm)读到了这种尚未命名的变种的常见突变模式,并迅速采取了行动。
在一年多的时间里,博姆和她在下水道冠状病毒预警网络(或称SCAN)的45人团队一直在收集和测试加州北部污水处理厂的日常污泥样本,寻找新冠状病毒的片段。
基于废水的流行病学在美国各地的几十个试点项目中被证明是如此可靠,以至于政府已经投资数百万美元建立了国家废水监测系统,简称NWSS,这是一个由分布在19个州的400个检测点组成的网络,由美国疾病控制和预防中心协调。
博姆和#39;s扫描是该网络的一部分,自2020年9月以来,该网络一直在幕后悄悄运行,为全国公共卫生部门生成数据。
CDC首次发布了有关该国出现多少冠状病毒的数据#39;这是废水。它将2019冠状病毒疾病测试数据添加到COVID-19仪表板。
测试表明';在最近15天内报告数据的255个网站中,有三分之二的网站的病毒数量有所减少。疾病预防控制中心表示,NWSS总共包括400个站点,未来几周将有500多个站点开始提交数据。
导致2019冠状病毒疾病的SARS COV-2被包裹在油膜中。当病毒侵入我们的身体并开始疯狂地自我克隆后,其中一些拷贝会流入我们的肠道,在那里,病毒的脂肪部分会粘附在粪便中的脂肪上。当我们大便时,病毒的遗传物质被冲下厕所进入废水流,在那里可以通过实验室用于检测鼻拭子病毒的相同检测方法进行检测:实时聚合酶链反应检测,或RT-PCR。
这种测试非常敏感。当某一特定区域或下水道的10万人中只有一人受到感染时,它可以检测到病毒的存在。
而且因为废水测试没有';Don’不要依赖人们来认识到他们';如果你生病了,去检查一下,甚至有任何症状,它';一个社区2019冠状病毒疾病的传播预警通常都在路上。
美国疾病控制与预防中心估计,厕所冲水后需要五到七天才能将废水数据传送到其新冠病毒追踪系统,而且在临床病例出现之前的四到六天,该地区的样本通常呈阳性。
"只要人们使用的厕所是';它与下水道相连,我们可以获得该社区中这些病例的信息;美国疾病控制与预防中心微生物学家、NWSS项目负责人艾米·柯比说。
政府投资已经将公共卫生的一个鲜为人知的分支纳入主流。
"它';它真的让这个领域爆炸了";Colleen Naughton说,他是默塞德加利福尼亚大学的土木工程师,他经营着“CavdPoops19推特账户”。34;在此之前,我们对其他病原体进行了废水监测,比如脊髓灰质炎病毒,但它';真的,参与所有事情的人数真的呈指数增长"
速度对于使废水测试变得有用至关重要。因此,当博姆听到10000英里外出现新变种的警报背后的引力时,她没有';不要拖延。
"这一切都发生得非常、非常迅速,就在感恩节和节假日前后,这是一个非常不方便事情发生的时间,";她说。
Stanford,埃默里大学和密歇根大学之间的合作——长时间地将监控系统改为一个新的测试。
感恩节前的星期一,博姆提醒她的团队注意这种新变种。周二,他们下载了这一新变种的少量基因序列,并将其发送到GISAID网站。GISAID是世界各地的研究人员用来分享新冠状病毒信息的网站。他们开始设计一个测试,可以检测出它的一些明显变化,包括从它的刺蛋白的一块位点上删除的氨基酸,以及在刺蛋白的另一个位置添加三种氨基酸。
博姆订购了补给:进行新测试所需的化学探针。她知道交付可能需要数周时间,但她说他们很幸运,在七天内就得到了新的化学品。
但它不是';这不只是运气。在过去的一年里,她做了很多次,首先是针对阿尔法变种,然后是β、γ、δ和μ。
在他们等待补给品的时候,博姆进行了一次更老的测试,她的团队一直在使用该测试来寻找阿尔法变种的迹象。与Omicron一样,Alpha在其刺突蛋白的关键位置缺失某些氨基酸。这些缺失会导致实验室测试中的一种模式,称为s基因靶失败。
"我们知道阿尔法基本上消失了。它';在我们地区已经灭绝了,";她说。这意味着阿尔法测试中的任何点击都可能是新的变种。
周四,感恩节,他们得到了他们的第一个打击。Merced的一个样本在旧测试中呈阳性。
周五,世界卫生组织给他们正在寻找的变种命名为Omicron,并正式将其列为令人担忧的变种。
接下来的星期二,另一个样本——这次来自萨克拉门托——是积极的,星期三,州长加文·纽瑟姆和CDC宣布第一个美国人在旧金山的OmiCon测试呈阳性。
这名女子最近从南非旅行,11月22日在旧金山着陆。她没有';直到将近一周后,即11月28日,星期一,在Merced的第一个废水样本呈阳性四天后,我们才开始进行检测。
在圣克拉拉县,他们于12月7日在帕洛阿尔托获得了第一次打击,就在同一天,一个住在同一个下水道的人成为了该县#39;这是第一例。
一开始是少量阳性样本,很快就变成了稳定的样本流。12月16日,圣克拉拉县卫生局举行了一次新闻发布会,在很大程度上根据他们在废水数据中看到的情况向公众发出警告。
"当我环顾前方的拐角处时,我看到的是大量的Omicron。我看到的是我们';在大流行中,我还没有#34;圣克拉拉县公共卫生主任萨拉·科迪博士说。
疾病预防控制中心';s Kirby表示,该系统在Omicron抵达加利福尼亚州时运行良好。科罗拉多州、休斯顿和纽约市。她在1月21日的《发病率和死亡率周报》上发表了这些努力的简要介绍。
"我们最常听到的是,我们的卫生部门合作伙伴说,这让他们有信心知道';他们的社区正在发生什么。所以说真的,病例是上升还是下降?那';因为它完全独立于医疗保健和临床试验;她说。
柯比说';这也是一个有用的工具,可以让县和市知道将有限的资源引向何处。
"例如,如果你有移动测试能力,并且你想决定哪些社区最能使用额外的测试能力,那么废水监测在这方面真的很有用,";她说。
系统中存在一些盲点。虽然美国80%的家庭与下水道相连,但其他20%左右的家庭依赖化粪池系统。这些房屋大多位于农村地区,不会';不在测试范围之内。
废水检测也更难解释,在人们经常出入的地区,如旅游目的地,也不太有用。
它';由于不同地区使用不同的采样方法,因此很难比较下水道之间的数据。一些人用包裹在3D打印潜艇中的细棉签直接从水中取样,而另一些人则收集和取样生物固体。下水道棚的大小可能非常不同,这也使比较复杂。疾病预防控制中心';s的新仪表板显示邮政编码级别的数据。
最后,这种测试可以#39;当一个社区没有病毒时,t会发出信号,因为检测阈值——一个地区有多少人必须呈阳性才能在水样中出现——不是';我不知道。
CDC说,出于这些原因,废水监测最好与基于病例的监测一起使用。
每周二,CNN健康团队的Sanjay Gupta医生都会在这里注册以获取结果。
Kirby说,为了避免直接比较,仪表板会将每个站点与自己过去的结果进行比较。主要指标是过去15天内同一地点的浓度变化百分比。人们可以看到的另一个指标是,在同一个15天里,有多少检测结果呈阳性,有多少样本呈阳性。
"正如你现在所能想象的,那';It’这不是一个很有用的指标,因为每个地方都是正的。但随着病例的减少,我们看到了更低的发病率,这将成为衡量你的标准';We’我想跟进,看看SARS-CoV-2是否在你们社区重新出现,";柯比说。
Kirby说,在新冠病毒消失后,废水监测也将长期存在。到今年年底,疾控中心计划扩大仪表盘上跟踪的病原体数量,包括流感、一种名为金假丝酵母的真菌超级病菌,以及大肠杆菌和沙门氏菌等食源性威胁。