"Вирус SARS CoV-2 выделяется людьми, инфицированными COVID-19, и фекальные отходы попадают в системы сточных вод. Взяв пробы сточных вод, мы можем получить информацию об инфекциях для всего населения. Некоторые системы сточных вод обслуживают несколько тысяч человек. Некоторые из них служат сотням тысяч людей ", – сказала главный исследователь Кара Нельсон, доктор философии, профессор гражданской и экологической инженерии в Инженерном колледже Калифорнийского университета в Беркли. «Отбор проб сточных вод – очень эффективный способ получить информацию.
Это также менее предвзятый источник информации, потому что мы можем получить информацию от всех людей в канализации, независимо от того, проходят ли они тестирование в клинике. Мы знаем, что есть люди с бессимптомными инфекциями, которые могут никогда не пройти тестирование."
В новом исследовании ученые разработали и использовали новый метод отбора проб сточных вод. Когда исследователи секвенируют РНК, сконцентрированную и извлеченную из образцов сточных вод, может присутствовать много разных штаммов, потому что есть много людей, участвующих в образце. Однако сложно отличить генетический сигнал SARS-CoV-2 от миллиардов бактерий и вирусов, которые люди выделяют каждый день. Исследователи должны идентифицировать SARS CoV-2 среди целого ряда другого геномного материала.
"Способ, которым нам нужно обрабатывать информацию о последовательности, сложен. Одним из вкладов этой статьи является возможность подготовить образцы для секвенирования из сточных вод. Вместо прямого секвенирования всего присутствующего мы использовали метод обогащения, при котором вы сначала пытаетесь обогатить интересующую вас РНК », – сказал д-р.
Нельсон. «Затем мы разработали новый подход к биоинформатическому анализу, который был достаточно чувствительным, чтобы обнаруживать одно нуклеотидное различие. Вы не можете быть более чувствительным, чем это."
Исследователи секвенировали РНК непосредственно из сточных вод, собранных муниципальными коммунальными районами в районе залива Сан-Франциско, чтобы создать полные и почти полные геномы SARS-CoV-2. Исследователи обнаружили, что основные согласованные генотипы SARS-CoV-2, обнаруженные в сточных водах, идентичны клиническим геномам из этого региона. Хотя наблюдаемые варианты сточных вод были больше похожи на местные калифорнийские генотипы, полученные от пациентов, чем на генотипы из других регионов, они также обнаружили однонуклеотидные варианты, о которых сообщалось только из других мест в Соединенных Штатах или во всем мире. Таким образом, исследователи обнаружили, что секвенирование сточных вод может предоставить доказательства недавнего появления вирусных линий до того, как они будут обнаружены местным клиническим секвенированием.
Понимая, какие штаммы SARS-CoV-2 присутствуют в популяциях с течением времени, исследователи могут понять, как происходит передача и появляются ли новые варианты, такие как B.1.1.7, преобладают передачи.
"Из всех, кто проходит тестирование, только часть этих образцов даже секвенируется.
Когда вы отбираете пробы сточных вод, вы получаете более полные и менее предвзятые данные о вашем населении », – сказал д-р. Нельсон. "Похоже, что мы сможем получить более ранний сигнал в сточных водах, если появится новый вариант, по сравнению с тем, чтобы полагаться только на секвенирование клинических образцов. Простое знание того, что SARS-CoV-2 присутствует в популяции, является первым шагом в предоставлении информации, помогающей контролировать распространение вируса, но знание того, какие варианты присутствуют, дает дополнительную, но очень полезную информацию."