จะช่วยป้องกันการระบาดในอนาคตได้อย่างไร

การติดตามตรวจสอบน้ำเสียเริ่มต้นขึ้นในช่วงการระบาดใหญ่ของ COVID-19 และนี่คือวิธีที่สามารถช่วยกำจัดการระบาดในอนาคต

การสุ่มตัวอย่างน้ำเสียอาจใช้เวลานาน เครดิต: John Eisele / มหาวิทยาลัยรัฐโคโลราโด

สิ่งปฏิกูลในชุมชนมีเบาะแสเกี่ยวกับภาระของ COVID-19 ตลอดช่วงการระบาดใหญ่ การเฝ้าระวังน้ำเสียได้กลายเป็นวิธีที่นิยมมากขึ้นในการพยายามทำความเข้าใจแนวโน้มการติดเชื้อในท้องถิ่น

นักจุลชีววิทยา Susan De Long และ Carol Wilusz ได้พบกันและกลายเป็นผู้คลั่งไคล้น้ำเสียในเดือนเมษายน 2020 เมื่อกลุ่มผู้ปฏิบัติงานโรงบำบัดน้ำเสียระดับรากหญ้าขอให้พวกเขาพัฒนาและใช้การทดสอบเพื่อตรวจหา SARS-CoV-2 ในตัวอย่างจากท่อระบายน้ำของโคโลราโด De Long เป็นวิศวกรสิ่งแวดล้อมที่ศึกษาแบคทีเรียที่มีประโยชน์ ความเชี่ยวชาญของ Wilusz อยู่ในชีววิทยาอาร์เอ็นเอ ในที่นี้จะอธิบายว่าการเฝ้าระวังน้ำเสียทำงานอย่างไรและจะทำอะไรได้บ้างในอนาคตหลังเกิดโรคระบาด

มีการตรวจสอบน้ำเสียสำหรับ SARS-CoV-2 อย่างไร

การเฝ้าระวังน้ำเสียใช้ประโยชน์จากความจริงที่ว่าเชื้อโรคและผลิตภัณฑ์ของมนุษย์จำนวนมากจากการเผาผลาญยาของมนุษย์จะจบลงในปัสสาวะ อุจจาระหรือทั้งสองอย่าง ไวรัส SARS-CoV-2 ที่ทำให้เกิด COVID-19 ปรากฏขึ้นในปริมาณมากอย่างน่าประหลาดใจในอุจจาระของผู้ติดเชื้อ แม้ว่าจะไม่ใช่เส้นทางหลักของการแพร่โรคก็ตาม

ในการหาว่ามีเชื้อก่อโรคหรือไม่ อันดับแรก เราต้องรวบรวมตัวอย่างน้ำเสียที่เป็นตัวแทน ไม่ว่าจะโดยตรงจากท่อระบายน้ำหรือ ณ จุดที่วิศวกรเรียกว่า “ผู้มีอิทธิพล” เข้าสู่โรงบำบัด เรายังสามารถใช้ของแข็งที่ตกตะกอนออกจากน้ำเสียได้

ช่างเทคนิคจำเป็นต้องกำจัดอนุภาคขนาดใหญ่ของอุจจาระและเน้นที่จุลินทรีย์หรือไวรัส ขั้นตอนต่อไปคือการสกัดกรดนิวคลีอิก ซึ่งก็คือ DNA หรือ RNA ที่เก็บข้อมูลทางพันธุกรรมของเชื้อโรค

ลำดับที่มีอยู่ใน DNA หรือ RNA ทำหน้าที่เป็นบาร์โค้ดเฉพาะสำหรับเชื้อโรคที่มีอยู่ ตัวอย่างเช่น หากเราตรวจพบยีนที่มีลักษณะเฉพาะของ SARS-CoV-2 เรารู้ว่า coronavirus อยู่ในตัวอย่างของเรา เราใช้วิธีการแบบ PCR ที่คล้ายกับที่ใช้ในการทดสอบวินิจฉัยทางคลินิก เพื่อตรวจหาและหาปริมาณของลำดับ SARS-CoV-2

การแสดงลักษณะเฉพาะของลำดับกรดนิวคลีอิกในรายละเอียดเพิ่มเติมสามารถให้ข้อมูลเกี่ยวกับสายพันธุ์ของไวรัส—ตัวอย่างเช่น สามารถระบุแวเรียนต์ เช่น โอไมครอน BA.2

ในปัจจุบัน ความพยายามในการเฝ้าระวังน้ำเสียส่วนใหญ่มุ่งเน้นไปที่ SARS-CoV-2 แต่เทคนิคเดียวกันนี้ใช้ได้กับเชื้อโรคอื่นๆ เช่น โปลิโอไวรัส ไข้หวัดใหญ่ และโนโรไวรัส

ก่อนการแพร่ระบาด แอปพลิเคชั่นหนึ่งกำลังติดตามการระบาดของโรคโปลิโอที่พบได้ยากในพื้นที่ที่มีการฉีดวัคซีนโปลิโออย่างต่อเนื่อง น้ำเสียยังสามารถติดตามดูสัญญาณของยาต่างๆ เพื่อให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับระดับและประเภทของการใช้ยาในประชากร

การติดตามตรวจสอบน้ำเสียเริ่มต้นขึ้นในช่วงการระบาดใหญ่ของ COVID-19 และนี่คือวิธีที่สามารถช่วยกำจัดการระบาดในอนาคต

ช่างเทคนิคในห้องปฏิบัติการเตรียมประมวลผลตัวอย่างน้ำเสียสำหรับการตรวจหา SARS-CoV-2 ที่มหาวิทยาลัยแห่งรัฐโคโลราโด เครดิต: John Eisele / มหาวิทยาลัยรัฐโคโลราโด

ข้อมูลไปไหน

ระหว่างการระบาดใหญ่ ศูนย์ควบคุมและป้องกันโรคแห่งสหรัฐอเมริกาได้พัฒนาระบบเฝ้าระวังน้ำเสียแห่งชาติโดยเฉพาะเพื่อติดตาม SARS-CoV-2 ทั่วประเทศ ไซต์กว่า 800 แห่งรายงานข้อมูลไปยังระบบ NWSS นี้ แต่ปัจจุบันไม่ได้แสดงทุกรัฐและเคาน์ตี

หน่วยงานของรัฐหลายแห่ง เช่น กรมสาธารณสุขและสิ่งแวดล้อมแห่งโคโลราโด และเมืองต่างๆ เช่น เทมพี รัฐแอริโซนา มีแดชบอร์ดของตนเองสำหรับการรายงานข้อมูล บางบริษัทดำเนินการข้อมูลรายงานการวิเคราะห์น้ำเสียบนแดชบอร์ดของตนเองเช่นกัน

ในความเห็นของเรา NWSS แสดงถึงขั้นตอนแรกที่น่าตื่นเต้นในการตรวจสอบสุขภาพของประชากรผ่านทางน้ำเสีย กำลังมีการจัดตั้งระบบที่คล้ายกันในประเทศอื่นๆ รวมทั้งออสเตรเลียและนิวซีแลนด์

ข้อมูลน้ำเสียแสดงให้เห็นอะไรจริงๆ?

ระดับ SARS-CoV-2 ในน้ำเสียจากประชากรจำนวนมากเป็นตัวบ่งชี้ที่ยอดเยี่ยมของระดับการติดเชื้อในชุมชน ระบบจะตรวจสอบทุกคนที่อาศัยอยู่ในท่อระบายน้ำโดยอัตโนมัติ ดังนั้นจึงไม่ระบุตัวตน ไม่ลำเอียง และเท่าเทียมกัน ที่สำคัญ ยังเป็นไปไม่ได้ที่จะติดตามการติดเชื้อกลับไปยังบุคคล ครัวเรือน หรือย่านใกล้เคียงโดยไม่ต้องเก็บตัวอย่างเพิ่มเติม

การเฝ้าระวังน้ำเสียไม่ได้ขึ้นอยู่กับความพร้อมของการทดสอบทางคลินิกหรือผู้ที่รายงานผลการทดสอบ นอกจากนี้ยังรวบรวมกรณีที่ไม่มีอาการและก่อนแสดงของ COVID-19; นี่เป็นสิ่งสำคัญเพราะคนที่ติดเชื้อแต่ไม่รู้สึกป่วยยังสามารถแพร่เชื้อ COVID-19 ได้

ในความเห็นของเรา การทดสอบน้ำเสียมีความสำคัญมากขึ้นเรื่อยๆ เนื่องจากมีการตรวจ COVID-19 ที่บ้านมากขึ้น และเนื่องจากการฉีดวัคซีนได้นำไปสู่กรณีของ COVID-19 ที่ไม่รุนแรงและไม่แสดงอาการมากขึ้น ผู้คนอาจติดเชื้อโดยไม่ได้รับการทดสอบเลย ปัจจัยเหล่านี้หมายความว่าข้อมูลผู้ป่วยทางคลินิกมีข้อมูลน้อยกว่าช่วงก่อนหน้าของการระบาดใหญ่ ขณะที่ข้อมูลน้ำเสียยังคงเป็นตัวบ่งชี้ระดับการติดเชื้อในชุมชนอย่างสม่ำเสมอ

จนถึงตอนนี้ คุณไม่สามารถทำนายจำนวนผู้ติดเชื้อในชุมชนได้อย่างแม่นยำตามระดับของไวรัสในน้ำเสีย ระยะของการติดเชื้อของใครบางคน ร่างกายของพวกเขาตอบสนองต่อไวรัส ตัวแปรของไวรัส ระยะทางที่บุคคลนั้นเก็บตัวอย่างน้ำเสีย แม้แต่สภาพอากาศก็สามารถส่งผลต่อปริมาณของ SARS-CoV-2 ที่วัดในน้ำเสียได้

การติดตามตรวจสอบน้ำเสียเริ่มต้นขึ้นในช่วงการระบาดใหญ่ของ COVID-19 และนี่คือวิธีที่สามารถช่วยกำจัดการระบาดในอนาคต

ไซต์มากกว่า 800 แห่งที่ครอบคลุมประชากรขนาดต่างๆ รายงานจำนวนน้ำเสียของ COVID-19 ต่อ CDC เครดิต: CDC COVID Data Tracker, CC BY

แต่นักวิทยาศาสตร์สามารถอนุมานการเปลี่ยนแปลงสัมพัทธ์ของอัตราการติดเชื้อได้ การดูระดับไวรัสที่เพิ่มขึ้นและลดลงในสิ่งปฏิกูลทำให้เห็นคร่าวๆ ว่ากรณีต่างๆ จะเพิ่มขึ้นหรือลดลงในชุมชนโดยรวม

เนื่องจาก SARS-CoV-2 สามารถตรวจพบได้ในวันที่มีน้ำเสียหรือแม้กระทั่งสัปดาห์ก่อนเกิดการระบาด การติดตามตรวจสอบน้ำเสียสามารถให้การเตือนล่วงหน้าว่าอาจมีการรับประกันมาตรการด้านสาธารณสุข และแนวโน้มในสัญญาณมีความสำคัญ—ถ้าคุณรู้ว่าระดับกำลังเพิ่มขึ้นอาจเป็นช่วงเวลาที่ดีที่จะฟื้นฟูอาณัติหน้ากากหรือแนะนำให้ทำงานจากที่บ้าน ในปัจจุบัน เจ้าหน้าที่สาธารณสุขใช้ข้อมูลการติดตามตรวจสอบน้ำเสียร่วมกับข้อมูลอื่นๆ เช่น อัตราการทดสอบที่เป็นบวก และจำนวนผู้ป่วยทางคลินิกและการรักษาในชุมชนในชุมชน เพื่อทำการตัดสินใจในลักษณะนี้

ข้อมูลจากการจัดลำดับยังสามารถช่วยตรวจหาตัวแปรใหม่ ๆ และตรวจสอบระดับได้ ทำให้การตอบสนองทางสุขภาพพิจารณาถึงลักษณะของตัวแปรที่มีอยู่

ในประชากรที่มีขนาดเล็กกว่า เช่น ในหอพักของวิทยาลัยและสถานพยาบาล การเฝ้าสังเกตน้ำเสียสามารถตรวจพบผู้ติดเชื้อจำนวนน้อยได้ ที่สามารถส่งเสียงเตือนว่าการทดสอบทางคลินิกที่กำหนดเป้าหมายคือเพื่อระบุผู้ติดเชื้อเพื่อแยก การตรวจหาตั้งแต่เนิ่นๆ การทดสอบตามเป้าหมาย และการกักกันมีประสิทธิภาพในการป้องกันการระบาด แทนที่จะใช้การทดสอบทางคลินิกสำหรับการตรวจติดตามตามปกติ ผู้ดูแลระบบสามารถสำรองการทดสอบทางคลินิกที่ก่อกวนในช่วงเวลาที่ตรวจพบ SARS-CoV-2 ในน้ำเสีย

การติดตามจะเป็นอย่างไรในอนาคต?

การใช้การตรวจสอบน้ำเสียอย่างแพร่หลายและเป็นประจำจะทำให้เจ้าหน้าที่สาธารณสุขสามารถเข้าถึงข้อมูลเกี่ยวกับระดับของการติดเชื้อที่อาจเกิดขึ้นในชุมชนในสหรัฐอเมริกา ข้อมูลนี้อาจเป็นแนวทางในการตัดสินใจว่าจะจัดหาแหล่งข้อมูลเพิ่มเติมให้กับชุมชนได้ที่ไหน เช่น คลินิกจัดการทดสอบหรือฉีดวัคซีนในสถานที่ที่มีการติดเชื้อเพิ่มขึ้น นอกจากนี้ยังสามารถช่วยระบุได้ว่าเมื่อใดที่จำเป็นต้องมีการแทรกแซง เช่น การปกปิดหรือการปิดโรงเรียน

ในกรณีที่ดีที่สุด การติดตามตรวจสอบน้ำเสียอาจติดไวรัสตัวใหม่เมื่อมาถึงพื้นที่ใหม่เป็นครั้งแรก การปิดระบบก่อนกำหนดในพื้นที่ที่มีการแปลสามารถป้องกันการระบาดใหญ่ในอนาคตได้ ที่น่าสนใจคือ นักวิจัยตรวจพบ SARS-CoV-2 ในตัวอย่างน้ำเสียที่เก็บถาวรซึ่งรวบรวมไว้ก่อนที่ใครจะตรวจพบว่าติดเชื้อ COVID-19 หากการติดตามตรวจสอบน้ำเสียเป็นส่วนหนึ่งของโครงสร้างพื้นฐานด้านสาธารณสุขที่จัดตั้งขึ้นในช่วงปลายปี 2019 อาจเป็นการเตือนก่อนหน้านี้ว่า SARS-CoV-2 กำลังกลายเป็นภัยคุกคามระดับโลก

ในปัจจุบัน แม้ว่าการจัดตั้งและดำเนินการระบบเฝ้าระวังน้ำเสียแห่งชาติ โดยเฉพาะอย่างยิ่งระบบที่มีการตรวจสอบระดับอาคารในสถานที่สำคัญ ก็ยังมีค่าใช้จ่ายสูงและต้องใช้แรงงานมาก

ความพยายามในการวิจัยและพัฒนาอย่างต่อเนื่องกำลังพยายามลดความซับซ้อนและทำให้การสุ่มตัวอย่างน้ำเสียเป็นแบบอัตโนมัติ ในด้านการวิเคราะห์ การปรับตัวของ PCR และเทคโนโลยีการจัดลำดับเพื่อตรวจหาเชื้อโรคอื่นๆ รวมถึงเชื้อโรคชนิดใหม่ จะมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการใช้ประโยชน์จากระบบดังกล่าวอย่างเต็มที่ ในที่สุด การเฝ้าระวังน้ำเสียสามารถช่วยสนับสนุนอนาคตที่โรคระบาดร้ายแรงน้อยกว่ามากและมีผลกระทบทางสังคมและเศรษฐกิจน้อยลง


CDC หันไปใช้ข้อมูลน้ำเสียเพื่อติดตามการแพร่กระจายของ COVID


จัดทำโดย The Conversation

บทความนี้เผยแพร่ซ้ำจาก The Conversation ภายใต้สัญญาอนุญาตครีเอทีฟคอมมอนส์ อ่านบทความต้นฉบับบทสนทนา

การอ้างอิง: การเฝ้าระวังน้ำเสียเริ่มต้นขึ้นในช่วงการระบาดใหญ่ของ COVID-19: จะสามารถช่วยให้การระบาดในอนาคต (2022, 5 พฤษภาคม) ดึง 5 พฤษภาคม 2022 จาก https://medicalxpress.com/news/2022-05-wastewater-covid-pandemic ได้อย่างไร -futureoutbreaks.html

เอกสารนี้อยู่ภายใต้ลิขสิทธิ์ นอกเหนือจากข้อตกลงที่เป็นธรรมเพื่อการศึกษาหรือการวิจัยส่วนตัวแล้ว ห้ามทำซ้ำส่วนหนึ่งส่วนใดโดยไม่ได้รับอนุญาตเป็นลายลักษณ์อักษร เนื้อหานี้จัดทำขึ้นเพื่อวัตถุประสงค์ในการให้ข้อมูลเท่านั้น

(Visited 1 times, 1 visits today)

Be the first to comment

Leave a comment

Your email address will not be published.


*