Система наблюдения за сточными водами Калифорнийского университета в Сан-Диего позволяет раннее обнаруживать большинство случаев COVID-19

Люди, инфицированные SARS-CoV-2, вирус, вызывающий COVID-19, Известно, что проливают его на стул, даже если они не испытывают никаких симптомов. С этим в мыслях, Исследователи Медицинской школы Сан-Диего Калифорнийского университета с лета 2020 года проверяют сточные воды зданий кампуса на наличие признаков вируса. полагая, что информация может помочь предотвратить вспышки.

Смрути Картикеян, PhD (слева) и Роб Найт, Доктор философии (справа) собирает образцы сточных вод у роботов-сборщиков в кампусе Калифорнийского университета в Сан-Диего. Предоставлено:Эрик Джепсен / Калифорнийский университет в Сан-Диего.

Теперь у них есть данные, подтверждающие это:скрининг на SARS-CoV-2 в сточных водах, команда показала, что может обнаружить даже одного зараженного, бессимптомный человек, живущий или работающий в большом здании. Уведомление жильцов каждого здания с положительным результатом сточных вод повысило показатели тестирования на COVID-19 в 13 раз. После того, как житель дал положительный результат, изоляция и отслеживание контактов помогли предотвратить дальнейшее распространение вируса.

Такой подход позволил на раннем этапе выявить 85 процентов случаев COVID-19 в кампусе. исследователи сообщили в августе 10, 2021 г. выпуск mSystems . Другими словами, образцы сточных вод дали положительный результат до постановки диагноза в большинстве случаев.

<цитата>

Кампусы университетов особенно выигрывают от наблюдения за сточными водами как средства предотвращения вспышек COVID-19. поскольку они полны бессимптомных групп населения, и являются потенциальными горячими точками передачи, которые требуют частого диагностического тестирования ».

Смрути Картикеян, Кандидат наук, первый автор, Инженер-эколог и научный сотрудник Медицинской школы Калифорнийского университета в Сан-Диего

Картикеян провел исследование со старшим автором Робом Найтом, Кандидат наук, профессор и директор Центра инноваций микробиома Калифорнийского университета в Сан-Диего.

Примерно 10, 000 студентов проживали в кампусе Калифорнийского университета в Сан-Диего в течение 2020-2021 учебного года, с низким уровнем заболеваемости COVID-19 благодаря многочисленным средствам снижения рисков, элементы обнаружения вирусов и вмешательства, которые составляют программу «Возвращение к обучению». Предоставлено:Эрик Джепсен / Калифорнийский университет в Сан-Диего.

Проверка сточных вод является неотъемлемой частью программы «Возвращение к учебе» Калифорнийского университета в Сан-Диего. научно обоснованный подход, который позволил университету предлагать проживание на территории кампуса, а также очные занятия и исследовательские возможности на протяжении большей части пандемии.

Return to Learn опирается на три столпа:снижение рисков, обнаружение вирусов и вмешательство. Примерно с 10, 000 студентов на территории кампуса в 2020-2021 учебном году, благодаря множеству компонентов программы уровень заболеваемости COVID-19 был намного ниже, чем в окружающем сообществе, и по сравнению с большинством кампусов колледжей, поддержание уровня позитивности менее 1 процента в течение этого времени. Программа "Возвращение к учебе", включая тестирование сточных вод, стал образцом для других университетов, К-12 школьные округа и районы.

Каждое утро, семь дней в неделю, Команда студентов и сотрудников в подходящих футболках размещается по кампусу на тележках для гольфа для сбора образцов сточных вод от 126 роботов-сборщиков, установленных для наблюдения за 350 зданиями. К 10 часам утра они возвращаются в лабораторию Найта в Медицинской школе.

Там, Картикеян и его команда обрабатывают сточные воды с помощью другого робота. который концентрирует вирус с помощью магнитных наночастиц, затем извлекает из образцов РНК - генетический материал, из которого состоят геномы таких вирусов, как SARS-CoV-2. Полимеразная цепная реакция (ПЦР) используется для поиска сигнатурных генов вируса.

Когда вирус обнаружен, автоматические, но целевые сообщения отправляются через систему в масштабах кампуса лицам, связанным с пострадавшими зданиями, такие как студенты, персонал и преподаватели, рекомендуя как можно скорее пройти тестирование на вирус. Данные добавляются на общедоступную панель управления.

Онлайн-панель управления отслеживает обнаружение COVID-положительных сточных вод в кампусе Калифорнийского университета в Сан-Диего и делает их общедоступными. Предоставлено:Калифорнийский университет в Сан-Диего.

С его начала, команда постоянно работала над оптимизацией процесса, Картикеян сказал. Текущий автоматизированный подход резко сократил время обработки от образца до результата в 20 раз; сейчас пять часов на 96 образцов. Уменьшая образцы, исследователи снизили затраты на обработку до 13 долларов за образец. По оценкам Найта, этот подход превышает масштабы аналогичных программ наблюдения в 10–100 раз. Следующий шаг, он сказал, будет внедрять экспресс-методы для тестирования вариантов SARS-CoV-2, включая дельту, в реальном времени.

"Эта система демонстрирует, как различные части Калифорнийского университета в Сан-Диего могут работать вместе как система для обеспечения безопасности кампуса, - сказал Найт. - Эта работа требовала не только прогресса в обработке вирусных образцов, но команды, включая логистику, Здоровье и безопасность окружающей среды, кампус и система здравоохранения ИТ, Управление объектами, и многие другие, а также руководство программы Return to Learn, чтобы это произошло. Теперь мы помогаем другим кампусам и организациям повторить этот успех, который имеет потенциал не только для COVID-19, но для многих других патогенных микроорганизмов, передающихся через стул, включая грипп, в будущем."

• Понимание вариаций экспрессии генов, вызванных гипоксией, при агрессивном типе рака поджелудочной железы
• Предварительная обработка ферментами дает очень точную картину кожных бактерий.