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【首次重磅】日本首次在废水中检测出新冠病毒,专家建议大规模污水监控

在荷兰、美国、法国、澳大利亚、西班牙等国家报告从污水中检测出了新型冠状病毒基因后,当地时间6月7日,日本专家团队在医学预印本平台medRxiv上发布了日本首份新冠病毒河水及废水检测研究报告。科学家从日本山梨县污水处理厂收集的5个二次处理废水样品中的1个中检测到新冠病毒RNA,这是日本首次从废水中检测出新冠病毒基因。


该研究团队来自日本北海道大学与山梨大学,通讯作者为山梨大学流域环境跨学科中心教授原本英司,作者包括北海道大学研究生院工学研究院北岛正章助教等。值得注意的是,原本英司与北岛正章此前就研究了迄今为止关于新冠病毒在下水道等污水中的存在的相关文献,全球首次在国际学术期刊《整体环境科学》上发表了相关综述论文。

科学家们在此次研究报告中指出,由于新冠病毒的无症状感染者不易被当地卫生部门发现,基于城市废水检测的流行病学研究可以成为有效的新冠疾病监测工具。

此外,研究表示,废水检测可以作为大规模的全人群新冠感染检测方式,尤其是在资源有限的地区。

研究人员使用了四种定量和两种嵌套式PCR检测方法,旨在评估日本山梨县废水和河水中新冠病毒RNA的存在。

山梨县位于东京郊区,截至2020年6月1日有64例新冠确诊患者,目前是COVID-19的低流行地区。研究人员认为,考虑到山梨与东京之间频繁的人员流动情况,新冠病毒可能已经在两地之间传播。

在2020年3月17日至5月7日期间,研究人员分别从废水处理厂中采集了进水和二次处理(氯化前)废水样品5次,从河流中采集了河水样品3次。随后,他们对废水和河水样品进行负电膜涡旋(EMV)方法和膜吸附RNA直接提取方法。

最终,研究人员在1个(20%)二次处理的废水样品中检测到了新冠病毒RNA,该样本于2020年4月14日收集。同时,在5个进水样本和3个河水样本中研究人员均未检测到新冠病毒RNA。

在本研究中,尽管在二次处理的废水样品中检测到了新冠病毒RNA,但在按照相同步骤测试的所有进水样品中均未检测到。研究人员解释道,这可能是由于用于浓缩的水样的初始体积不同。

值得注意的是,截至4月14日,即研究中在废水中检测到新冠病毒基因时,山梨县累计报告了36例新冠病例,相当于每十万居民中有4.4例累计病例。

3月30日后,山梨县累计病例的曲线开始上升。4月7日和11日该县每日新增病例达到峰值(5例/天),此后每日新增病例明显减少。自4月16日起,山梨县累计COVID-19病例的增长曲线开始趋于平坦。

因此,研究人员指出,在废水中检测到新冠病毒的时间与每日新增病例数最高峰的时间刚好对应,这表明即使在新冠的低流行地区,对废水的新冠病毒检测也可以用于跟踪、监测、警示社区中COVID-19的流行情况。

最近的一项研究表明,在粪便中能够检测到新冠病毒(SARS-CoV-2)RNA的中位时间长达22天,比在呼吸道(18天)和血清样品(16天)中的时间更长。此外有证据表明,其他冠状病毒在23°C污水中99.9%死亡的时间为2-3天。

基于以上数据,研究者们认为废水中能够检测出SARSCoV-2,并且该数据可以用于基于废水的流行病学监测(wastewater-based epidemiology, WBE)。
科学家们认为,为了更有效地监测新冠病毒的传播情况,在COVID-19的低水平流行地区对废水中的新冠病毒RNA进行检测,甚至在当地有确诊病例之前进行检测都十分重要。

研究指出,废水流行病学的监测和分析将能够提供特定社区中可能暴发病毒疾病的预警信号,这样的WBE对于回顾性分析数据、评估可能受到病毒影响的人群特别重要,因为临床监测中未能发现的无症状新冠患者可能会通过粪便排出病毒,进而使病毒进入城市废水中。
来源:澎湃新闻