UC San Diegon jäteveden valvontajärjestelmä mahdollistaa useimpien COVID-19-tapausten varhaisen havaitsemisen

Yliopistokampukset hyötyvät erityisesti jätevesivalvonnasta keinona estää COVID-19-epidemiat, koska he ovat täynnä suurelta osin oireettomia populaatioita, ja ovat mahdollisia siirtokohteita, jotka edellyttävät usein diagnostisia testejä. "

Smruthi Karthikeyan, PhD, ensimmäinen kirjoittaja, ympäristöinsinööri ja tutkijatohtori UC San Diego School of Medicine

Karthikeyan johti tutkimusta vanhemman kirjailijan Rob Knightin kanssa, PhD, professori ja johtaja UC San Diegon mikrobiomeinnovaatiokeskuksessa.

Noin 10, 000 opiskelijaa asui UC San Diegon kampuksella lukuvuonna 2020-2021, alhainen COVID-19-tapausten määrä monien riskien vähentämisen ansiosta, Return to Learn -ohjelman muodostavat virusten havaitsemis- ja interventioelementit. Luotto:Erik Jepsen/UC San Diego.

Jäteveden seulonta on kiinteä osa UC San Diegon Return to Learn -ohjelmaa, näyttöön perustuva lähestymistapa, jonka ansiosta yliopisto on voinut tarjota kampuksella majoitusta ja henkilökohtaisia ​​luentoja ja tutkimusmahdollisuuksia suurimman osan pandemiasta.

Return to Learn perustuu kolmeen pilariin:riskien vähentäminen, virusten havaitseminen ja hoito. Noin 10, 000 opiskelijaa kampuksella lukuvuoden 2020-2021 aikana, ohjelman monet osat pitivät COVID-19-tapausten määrän paljon pienempänä kuin ympäröivä yhteisö ja verrattuna useimpiin yliopistokampuksiin, säilyttäen positiivisuusasteen alle 1 prosentin tuona aikana. Paluu oppimiseen -ohjelma, mukaan lukien jäteveden testaus, on tullut malliksi muille yliopistoille, K-12 koulupiirit ja alueet.

Joka aamu, seitsemänä päivänä viikossa, joukko opiskelijoita ja henkilökuntaa vastaavissa t-paidoissa sijoittuu kampukselle golfkärryillä keräämään jätevesinäytteitä 126 keräysrobotista, jotka on perustettu valvomaan 350 rakennusta. Klo 10.00 mennessä, he palaavat Knightin laboratorioon lääketieteellisessä korkeakoulussa.

Siellä, Karthikeyan ja tiimi käsittelevät jätevettä erilaisella robotilla, joka keskittyy virukseen käyttämällä magneettisia nanohiukkasia, sitten uutteet näytteistä RNA:ta-geneettistä materiaalia, joka muodostaa virusten, kuten SARS-CoV-2:n, genomit. Polymeraasiketjureaktion (PCR) testausta käytetään viruksen allekirjoitusgeenien etsimiseen.

Kun virus havaitaan, automaattiset mutta kohdistetut viestit lähetetään kampuksen laajuisen järjestelmän kautta henkilöille, jotka liittyvät rakennuksiin, kuten opiskelijat, henkilökunta ja tiedekunta, suosittelen, että heidät testataan viruksen varalta mahdollisimman pian. Tiedot lisätään julkiseen kojelautaan.

Online-hallintapaneeli seuraa COVID-positiivista jäteveden havaitsemista UC San Diegon kampuksella ja asettaa sen yleisön saataville. Luotto:UC San Diego.

Alusta alkaen, tiimi on työskennellyt jatkuvasti prosessin optimoimiseksi, Karthikeyan sanoi. Nykyinen automatisoitu lähestymistapa on vähentänyt näytteen ja tuloksen läpimenoaikaa dramaattisesti 20-kertaiseksi; nyt viisi tuntia 96 näytteelle. Pienentämällä näytteitä, tutkijat ovat laskeneet käsittelykustannukset 13 dollariin näytettä kohti. Knight arvioi, että lähestymistapa ylittää vastaavien valvontaohjelmien laajuuden 10--100-kertaiseksi. Seuraava askel, hän sanoi, aikoo ottaa käyttöön nopeita menetelmiä SARS-CoV-2-varianttien testaamiseksi, mukaan lukien delta, oikeassa ajassa.

"Tämä järjestelmä osoittaa, kuinka UC San Diegon monet eri osat voivat toimia yhdessä järjestelmänä pitääkseen kampuksen turvassa, "Knight sanoi." Tämä työ ei vaatinut vain edistystä virusnäytteiden käsittelyssä, mutta tiimit, mukaan lukien logistiikka, Ympäristön terveys ja turvallisuus, kampus ja terveydenhuoltojärjestelmä IT, Tilanhallinta, ja monet muut, sekä Return to Learn -ohjelman johtajuutta sen toteuttamiseksi. Autamme nyt muita kampuksia ja organisaatioita toistamaan tätä menestystä, jossa on potentiaalia paitsi COVID-19:lle, mutta monien muiden ulosteesta peräisin olevien patogeenien osalta mukaan lukien influenssa, Tulevaisuudessa."

• Hypoksian aiheuttaman geeniekspression vaihteluiden ymmärtäminen aggressiivisessa haimasyövässä
• Entsyymien esikäsittely antaa erittäin tarkan kuvan ihon bakteereista