一项由贝尔法斯特女王大学(Queen’s University Belfast)研究人员主导的大规模新研究表明,结合废水检测和个人检测是追踪导致新冠肺炎的SARS-CoV-2病毒最有效的方式。
这两种检测方法相结合,不仅能够更快、更全面地应对SARS-CoV-2和新冠肺炎,还可以用于其他病毒的监测,例如流感、诺如病毒或尚未知晓的新兴威胁。
这项研究的结果已发表在《水资源研究》(Water Research)期刊上。
参与研究的机构包括贝尔法斯特女王大学的多个部门,例如威尔康-沃尔夫森实验医学研究所(Wellcome-Wolfson Institute for Experimental Medicine, WWIEM)、全球食品安全研究所(Institute for Global Food Security, IGFS)/生物科学学院(School of Biological Sciences, SBS)、自然与建筑环境学院(School of Natural and Built Environment, Geography),以及药学院(School of Pharmacy, SoP)。
此外,关键合作伙伴还包括贝尔法斯特卫生与社会关怀信托基金(Belfast Health and Social Care Trust, BHSCT)的区域病毒实验室、北爱尔兰卫生部公共卫生局(Public Health Agency, PHA),以及北爱尔兰水务公司(Northern Ireland Water, NI Water)。这些机构为研究团队提供了对整个地区废水处理厂的访问权限。
这项研究由WWIEM的基因组学教授大卫·A·辛普森(David A. Simpson)监督,废水测序工作由环境微生物学教授约翰·W·麦格拉斯(John W. McGrath)领导,病毒学方面的见解则由共同通讯作者、IGFS/SBS的康纳·G·G·班福德博士(Dr Connor G. G. Bamford)提供。
研究的主要作者、来自贝尔法斯特女王大学威尔康-沃尔夫森实验医学研究所的博士后研究员埃文·P·特伦德尔博士(Dr Evan P. Troendle)解释说:“当有人感染了像SARS-CoV-2这样的病毒时,其身体废物中会释放出病毒痕迹,并最终进入污水系统。”
“通过对废水进行检测,可以在社区层面检测和追踪病毒。这种方法提供了一种强大、匿名且经济高效的方式来监测整个人群的感染情况。”
为了完成研究,研究团队分析了从2021年底到2023年初超过4000份废水样本中的遗传物质,代表了北爱尔兰超过100万人口,并将这些样本与超过23000份个体临床样本进行了比较。
通过全基因组测序技术——一种可以“读取”病毒遗传密码的技术,研究团队追踪并测量了病毒基因的变化,以观察它们如何随时间演变。
结果表明,每种检测方法都能提供独特的见解,但将两者结合使用可以获得关于病毒传播、新变种出现的时间和地点,以及何时何地需要公共卫生干预(例如激增测试、加强监控或医疗资源分配)的最清晰、最完整的视图。
特伦德尔博士进一步解释了研究结果的重要性:“这是北爱尔兰首次大规模对废水和临床样本进行测序和比较的研究。即使个人检测变得有限,废水测序仍然揭示了病毒的关键变化,包括新突变的出现和不同毒株的形成。”
“这项研究为未来的疫情防控提供了蓝图,其中常规的废水监测可以增强现有的疾病爆发监控系统,不仅针对SARS-CoV-2,还可以用于流感或诺如病毒等其他病原体。至关重要的是,这将确保公共卫生系统能够检测未来未知的威胁。”
这项研究得到了贝尔法斯特卫生与社会关怀信托基金(BHSCT)、北爱尔兰卫生部、公共卫生局(PHA)、农业、环境与农村事务部(Department of Agriculture, Environment and Rural Affairs, DAERA)以及英国新冠病毒基因组学联盟(COVID-19 Genomics UK, COG-UK)的资金支持。
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