研究:检测污水可为COVID-19疫情提供早期预警

今年早些时候，耶鲁大学的一个研究小组发现，污水中COVID-19 RNA的浓度反映了该疾病在人群中的传播。在一项新的研究中，他们发现检测污水可以作为相对于住院治疗的疾病爆发的早期指标，并利用这些数据来评估康涅狄格州今年春天要求居家医生的措施的有效性。

它可能看起来不漂亮，但“污水真的是一个金矿的信息，”化学和环境工程学教授约旦佩奇说。Ooze可以告诉研究人员，从非法药物用途到发展中国家的脊髓灰质炎爆发。

因此，当2019冠状病毒病(COVID-19)大流行今年春天开始席卷美国，该国艰难应对检测时，包括耶鲁大学管理学院(SOM)的爱德华·h·卡普兰(Edward H. Kaplan)和耶鲁大学全球健康研究所(Yale's Institute of Global Health)的萨阿德·奥马尔(Saad Omer)在内的一组耶鲁研究人员知道该怎么做:他们看了看厕所。如果他们能识别出COVID-19的痕迹污水污泥他们推断，他们或许能够识别疫情爆发，并了解更多关于病毒传播的信息。

到3月19日，该团队招募了佩奇（他称之为校园居民遗体遗传专家在废水中的病原体），并开始收集来自新避风港的废水处理设施的日常样品，供应康涅狄格州新的康涅狄格镇Haven，East Haven，Hamden和Woodbridge。“如果你在其中一个地方刷你的厕所，那就是它所在的地方，”Kaplan说。

卡普兰的希望是，每毫升污水污泥中COVID-19 RNA的浓度不仅表明疾病的存在或不存在，而且实际上反映了它的传播，随着感染率的上升或下降。“你瞧，”他说，“那正是我们所看到的。”

在一篇新论文,研究人员表明,病毒RNA在污泥的浓度也能作为一个早期信号种金丝雀的下水道,因为它很有启发意义危机恶化前三到五天严重疾病患者需要住院治疗。此外，该团队还通过6周多的废水数据，估算出了这种病毒的基本繁殖数量(即一个典型的感染冠状病毒的人能够感染多少其他人)。

“你可以仅从RNA和住院数据计算重要的流行病学参数——你不需要病例数，”Peccia说。“这是一个有价值的工具，”不仅对这种疾病，而且对其他疾病。

这是美国尤为重要的贡献，在此期间，测试的早期斗争意味着该国周围的公共卫生官员没有（在某些情况下仍然没有）对其地区的有多少人有明显的意识每天病毒。“如果有人被感染了灯泡熄灭，那就不像是，”卡普兰说。经常，当患者抵达医院时，他们只知道大约10天后的问题真正的问题。到那个时候，官员已经追赶了。

住院是感染率的一个下游指标。卡普兰怀疑污水中病毒RNA的浓度可能是另一个原因。的确，当他将病毒RNA数据与住院数据进行比较时，他看到它们排列得多么整齐。通过这两条信息，研究人员能够清楚地了解纽黑文地区3月至4月下旬的COVID-19疫情。

该模型讲述了一个故事：第0天，患者被感染。在第3天，他们已经开始排除病毒RNA。在第9天，可以在污水中检测到RNA。在第12天，如果患者不幸，他们抵达耶鲁纽避风港医院。本质上，测量废水提供至少三天的关键交货时间。

从这些数据中，卡普兰还逆向计算出了一个基本的再生数:2.38——这与美国疾病控制中心(Centers for Disease Control)估计的数字非常相似。但这个数字与纽黑文疫情爆发的规模不相符。如果每个感染者感染了大约两个人，那么大多数人应该已经得病了。

研究显示，康涅狄格州的“待在家里不出门”令情况有所不同，保护了约89%的人口免受感染，只允许病毒相对不受限制地在一小部分无法或不遵守该命令的人群中传播。让卡普兰感到惊喜的是，“作为这项研究的副产品，我们得到了居家订单的有效性评估。”

测试污水并不是万灵药，但研究人员认为，这是对其他形式的疾病监测的一个重要且经济的补充。在许多国家，“没有能力进行高强度的个人水平的测试，”卡普兰说。“我真的认为好处在于发展中国家”。

它也可以靠近家。“我们可以只有一个样本监测200,000人在新避风港地区，”佩奇亚洲说。每天约为150美元，这是一个节点购买时间的时间，可用于为医疗保健工人提供保护设备，并增加床和呼吸机容量。“这不是我们所有问题的解决方案，但它真的让你有点始终开始。”

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