Die zentralen Thesen
- Während routinemäßiger Abwassertests der Wohnheime an der University of Arizona wurden COVID-19-Viruspartikel nachgewiesen.
- Die Schule ließ sofort Schüler und Mitarbeiter testen und identifizierte zwei Personen, die positiv auf COVID-19 waren, aber keine Symptome aufwiesen.
- Die Geschichte brachte die Leute dazu, sich zu fragen, warum immer mehr Gemeinden Urin und Kot nicht auf COVID-19 testen.
- Experten sagen, dass das Testsystem bereits überlastet ist und das Hinzufügen zusätzlicher Proben das schleppende Tempo der Ergebnisse nur erhöhen würde.
Bei regelmäßigen Tests der Abwässer von Wohnheimen hat die University of Arizona SARS-CoV-2, das Virus, das COVID-19 verursacht, in den Proben nachgewiesen. Die Universität reagierte mit sofortigen Maßnahmen, um einen möglichen Ausbruch zu stoppen, aber die Geschichte warf Fragen auf, warum Urin- und Stuhlproben noch zu den COVID-19-Testoptionen hinzugefügt werden müssen.
Das ist eigentlich alles ziemlich neu, sagt Aaron Peacock, PhD, Direktor für Molekularbiologie bei Microbac Laboratories, Inc., gegenüber Health-huh.com. Es wurde nicht wirklich regelmäßig gemacht ... die meisten dieser Unternehmen, die Abwasser [Tests] durchführen, sind unsere Versorgungsunternehmen, also befinden sie sich in Städten oder Landkreisen oder Versorgungsbezirken und sind stark reguliert.
Peacock war nicht an der Prüfung des Abwassers des Studentenwohnheims der University of Arizona beteiligt, aber Microbac Laboratories arbeitet derzeit mit anderen Hochschulen und Universitäten zusammen, um ihr Abwasser auf SARS-CoV-2-Viruszahl zu testen.
Das Unternehmen arbeitet auch mit einigen Städten und Gemeinden zusammen, die Mittel für SARS-CoV-2-Tests bereitgestellt haben. Peacock sagt, dass Abwassertests während einer Pandemie und ansonsten andere Testmethoden ergänzen können, um Campus, Unternehmen und Gemeinden ein größeres Bild der bevorstehenden Probleme zu vermitteln.
Überwachung von Infektionstrends in der Gemeinde
Das Testen von Abwasserproben auf die Viruszahl von COVID-19 unterscheidet sich vom Testen einer Person auf einmal. Verschiedene Modelle und Algorithmen könnten dabei helfen, eine allgemeine Anzahl aktiver Infektionen in einem Gebiet zu überwachen, und Daten könnten dazu beitragen, eine Gemeinschaft darüber zu informieren, ob die Infektionsfälle steigen, sinken oder gleich bleiben.
Wenn Sie es so betrachten, befinden Sie sich in einem Ballon in 10.000 Fuß Höhe, schauen auf den Wald und geben Ihnen eine allgemeine Vorstellung davon, was im Wald vor sich geht. Aber wenn Sie einzelne Menschen testen, testen Sie einzelne Bäume", sagt Peacock.
Peacock sagt, dass SARS-CoV-2 im Kot einer Person ausgeschieden werden kann, bevor Symptome auftreten.
Es ist eine Art Vorbote dessen, was für aktive Infektionen auf den Markt kommen könnte, sagt er.
Nach dieser Logik könnte der Nachweis von Viruspartikeln im Abwasser Gemeinden helfen, COVID-19-Fälle früher zu identifizieren, was an der University of Arizona geschah.
Das Water and Energy Sustainable Technology Center der Schulen testete in der ersten Woche des Präsenzunterrichts Abwasser aus den Studentenwohnheimen. Sie fanden das Vorhandensein von SARS-CoV-2 in einem Wohnheim. Als sie die Studenten und Mitarbeiter an diesem Standort testeten, identifizierten sie zwei Personen, die positiv auf das Virus waren, aber keine Symptome aufwiesen.
Im Rahmen der Test-, Trace-, Treat-Strategie des Campus mussten laut einer Erklärung der Universität alle Studenten einen negativen Antigentest haben, bevor sie in ein Wohnheim einziehen konnten.
Hier dreht sich alles um das Timing, sagt Jagdish Khubchandani, PhD, MPH, MBBS, Professor für öffentliche Gesundheit an der New Mexico State University, gegenüber Health-huh.com. Ich denke heute, wenn Sie mich testen, hoffentlich und höchstwahrscheinlich bin ich negativ. Aber du lässt mich drei Tage allein. In diesen paar Tagen bin ich vielleicht zum örtlichen Lebensmittelladen gegangen oder habe einige Leute getroffen und mich infiziert.
Auffangen von Fällen vor den Symptomen
Laut Untersuchungen von Johns Hopkins Medicine kann das Ergebnis, wenn eine Person in den frühen Tagen einer COVID-19-Infektion getestet wird, ein falsch negatives Ergebnis liefern.
Für die Studie, die in den Annals of Internal Medicine veröffentlicht wurde, wurden Daten von 1.330 Proben überprüft, die einem Reverse-Transkriptase-Polymerase-Kettenreaktionstest (RT-qPCR) unterzogen wurden. Die Forscher berechneten anhand der Testergebnisse und des gemeldeten Infektionsdatums oder des Zeitpunkts, zu dem Symptome auftraten, tägliche falsch-negative Raten.
Nach ihren Schätzungen war die Wahrscheinlichkeit, dass Personen, die in den vier Tagen nach ihrer Infektion auf das Virus getestet wurden, um 67 % höher negativ zu testen, und erhielten daher ein falsch negatives Ergebnis. Der Test erwies sich acht Tage nach der Infektion als genauer, aber selbst dann betrug die Falsch-Positiv-Rate 20 %.
Selbst wenn ich mich anstecke, erklärt Khubchandani hypothetisch, zunächst für die ersten 7 bis 10 Tage oder bei manchen sogar zwei Wochen habe ich keine Symptome, aber ich scheide das Virus trotzdem weiter aus.
Die University of Arizona hat die beiden positiv auf COVID-19 getesteten Studenten aus dem Wohnheim in Quarantäne verlegt. Die Studenten werden den Unterricht online fortsetzen, bis sie sicher in das Wohnheimleben und das persönliche Studium zurückkehren können.
Nachdem die Schüler unter Quarantäne gestellt wurden, testete das Water and Energy Sustainable Technology Center der Schule das Abwasser der Wohnheime erneut und fand keine Spuren des Virus.
Wenn das Virus im Körperabfall ausgeschieden wird und möglicherweise früher als COVID-19-Tests wie der Nasen-Rachen-Abstrich zum Nachweis von Coronaviren verwendet werden kann, warum testen dann nicht mehr Schulen und Gemeinden Urin- und Stuhlproben?
Die Urinanalyse würde zusätzliche Schritte und Belastungen für die Tests bedeuten, sagt Khubchandani. Da Testspitzen und Verzögerungen durch überlastete Labore bereits ein Problem darstellen, wäre die Untersuchung von Körperausscheidungen für Einzelpersonen eine zusätzliche Herausforderung.
So testen Sie Abwasser auf COVID-19
Peacock erklärt, dass Microbac Laboratories auf zwei Arten eine repräsentative Probe erhält. Der erste ist ein sogenannter Grab-Test, bei dem eine Zufallsstichprobe gezogen wird. Der zweite ist ein zusammengesetzter Test, bei dem alle 15 oder 20 Minuten ein Instrument zum Sammeln von Abwasser eingesetzt wird.
Als nächstes wird der pH-Wert der Probe so eingestellt, dass die Viruspartikel an anderen Partikeln haften bleiben, was die Filterung unterstützt. Anschließend werden Nukleinsäuren und potenzielle Virus-RNA extrahiert und ein RT-qPCR-Test durchgeführt. Der Test "verwandelt die RNA in die komplementäre DNA", sagt Peacock. Und dann wird diese komplementäre DNA von unserem Instrument gelesen.
RT-qPCR
RNA wird in komplementäre DNA umgewandelt, eine synthetische Form von DNA, die aus einer RNA-Matrize hergestellt wird. Der Test hat viele Anwendungen, von der Genetik bis zur klinischen Forschung.
Der RT-qPCR-Test ist dieselbe Analyse, die für Proben aus Nasopharynx-Abstrichen verwendet wird. Sie benötigen jedoch eine andere Metrik für die Abwasserprüfung. Microbac testet auch auf das Pepper Mild Mottle Virus (PMMoV).
Das ist das am häufigsten vorkommende human-assoziierte Virus im Abwasser, sagt Peacock. Es wurde auch verwendet, um die Wasserqualität zu testen. Sie können dieses PMMoV verwenden, um Ihnen mitzuteilen, wie viel menschlicher Abfall sich zu einem bestimmten Zeitpunkt im Abwasser befindet, sagt Peacock und verweist auf die Notwendigkeit, zwischen menschlichem Input und industriellem Input zu unterscheiden. Und dann können Sie damit Ihre Ergebnisse für Ihre SARS-CoV-2-Zahlen zusammenfassen.
Jenseits der Schlafsäle testen
Unternehmen, Industrien, Fabriken und Arbeitsstätten können gute Orte sein, um die Belastung des Virus einzuschätzen, sagt Khubchandani. In den ersten Monaten der Pandemie wurden beispielsweise Fleischverpackungsbetriebe zu COVID-19-Ausbruchs-Hotspots. Die Überprüfung auf das Vorhandensein des Virus in einem Pflanzenabwasser könnte dazu beitragen, zukünftige Ausbrüche zu verhindern.
Ich denke, was ich betonen muss, ist, dass unsere größte Herausforderung beim Testen von Abwasser oder Menschen darin besteht: Wie übersetzt man es in die öffentliche Anpassung?
Städte können die Tests auch verwenden, um Daten aus verschiedenen Unterbereichen einer Gemeinde zu sammeln. Wo immer Sie eine Liftstation (ein Pumpenhaus) oder einen Bereich haben, in dem sich das Wasser sammelt [ob das für eine Nachbarschaft oder für eine High School ist, können Sie das testen, sagt Peacock.
Allerdings könnten Finanzierung und Bürokratie immer noch ein Hindernis sein. In einer größeren Gemeinschaftssituation gibt es viele zusätzliche Ausgaben für die Anreicherung der Probe, um die richtige Art von Viruslast zu erhalten. Und viele Städte verfügen möglicherweise nicht über diese Art von Ressourcen. sagt Khubchandani.
Khubchandani bringt noch eine weitere wichtige Überlegung für die Datenerhebung an. Ich denke, was ich betonen muss, ist, dass unsere größte Herausforderung beim Testen von Abwasser oder Menschen darin besteht: Wie übersetzt man es in die öffentliche Anpassung?
Wenn eine Gemeinde durch Abwassertests eine hohe COVID-19-Belastung feststellt, müssten aggressivere Maßnahmen zur sozialen Distanzierung und Tests von Personen innerhalb dieser Gemeinde durchgeführt werden. Khubchandani fügt hinzu, dass die Daten letztendlich nur dann nützlich sind, wenn es eine Echtzeitbewertung und eine von dieser Bewertung geleitete Community-Aktion gibt.
Was das für Sie bedeutet
Auch wenn Ihre Gemeinde in absehbarer Zeit ihre Abwässer möglicherweise nicht auf COVID-19 testet, erinnert die Geschichte der University of Arizona daran, dass sich das Virus auch dann ausbreiten kann, wenn Sie keine Symptome haben. Das Ergreifen angemessener Vorsichtsmaßnahmen zur sozialen Distanzierung, das Tragen Ihrer Maske und das Praktizieren einer effektiven Handhygiene sind immer noch die besten Möglichkeiten, um Sie, Ihre Familie und Ihre Gemeinschaft zu schützen.
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