جدیدترین ابزار تشخیص بیماری برای کووید و فراتر از آن: مدفوع

توسط آنا ماریا بری-جستر

از زمان بازگشایی پردیس در دانشگاه کالیفرنیا-سن دیگو در تابستان گذشته ، مقامات دانشگاه بر استراتژی های آزمایش شده و ردیابی تماس ها در زمینه بهداشت عمومی تکیه کرده اند. اما آنها همچنین یک ابزار به زرادخانه خود اضافه کرده اند: فضولات.

این ابزار محققان را نسبت به 85 درصد موارد کووید -19 در خوابگاه ها قبل از تشخیص هشدار داد. مطالعه ای که به زودی منتشر می شود، راب نایت ، استاد اطفال و علوم کامپیوتر و مهندسی که به ایجاد برنامه آزمایش فاضلاب دانشگاه کمک کرد ، گفت.

هنگامی که کووید در فاضلاب تشخیص داده می شود ، دانش آموزان ، کارکنان و اعضای هیئت علمی مورد آزمایش قرار می گیرند ، که به مدرسه اجازه می دهد افراد آلوده را که هنوز علائمی نشان نمی دهند شناسایی و منزوی کند – به طور بالقوه شیوع را در مسیر خود متوقف کند.

برنامه آزمایش UC-San Diego یکی از صدها تلاش در سراسر کالیفرنیا و کشور برای تبدیل زباله به داده های ارزشمند بهداشتی است. از فرسنو تا پورتلند ، مین ، دانشگاه ها ، جوامع و مشاغل مدفوع انسان را برای علائم کووید بررسی می کنند.

محققان امید زیادی به این جریان جدید اطلاعات کثیف دارند ، که به گفته آنها می تواند مقامات بهداشت عمومی را نسبت به روند عفونت ها آگاه کند و به آزمایش افراد بستگی ندارد. و از آنجا که افراد ویروس را قبل از بروز علائم از طریق مدفوع دفع می کنند ، می تواند به عنوان یک سیستم هشدار دهنده اولیه برای شیوع بیماری عمل کند.

مراکز کنترل و پیشگیری از بیماری این عمل را بسیار امیدوارکننده می داند که پایگاه داده فدرال نمونه های فاضلاب را ایجاد کرده و داده های خام را به اطلاعات ارزشمندی برای بخش های بهداشت محلی تبدیل کرده است. به گفته کارشناسان ، این برنامه اساساً یک ابزار بهداشت عمومی در زمان واقعی ایجاد می کند ، که می تواند طیف وسیعی از کاربردها را فراتر از همه گیری جهانی فعلی داشته باشد ، از جمله ردیابی سایر بیماری های عفونی و مقاومت میکروب ها در برابر آنتی بیوتیک ها.

ایمی کربی ، میکروبیولوژیست که رهبری تلاش CDC را بر عهده دارد ، می گوید: “ما فکر می کنیم این می تواند داده های ارزشمندی را ارائه دهد ، نه فقط برای کووید ، بلکه برای بسیاری از بیماری ها.”

ویروسی که باعث کووید می شود انواع زیادی از سلول های بدن از جمله سلول های دستگاه تنفسی و روده را آلوده می کند. امضای ژنتیکی ویروس ، RNA ویروسی ، به مدفوع راه می یابد و معمولاً چند روز قبل از شروع علائم ظاهر می شود.

در دانشگاه UC-San Diego و دیگر پردیس ها ، محققان نمونه هایی را که از ساختمان های جداگانه جریان می یابد ، گرفته و داده های دانه ای را جمع آوری می کنند که اغلب می توانند تعداد افراد آلوده که در آنجا زندگی می کنند یا کار می کنند را استنباط کنند. اما در بیشتر تنظیمات دیگر ، به دلیل نگرانی های مربوط به حریم خصوصی و محدودیت منابع ، آزمایش در مقیاس بسیار بزرگتر انجام می شود و هدف آن ردیابی روندها در طول زمان است.

نمونه ها از فاضلاب ، آنچه از لوله های فاضلاب یا لجن خارج می شود ، جامداتی که از فاضلاب خارج شده اند ، گرفته می شود. آنها معمولاً به صورت مکانیکی یا توسط انسانی با پوشک در انتهای میله استخراج می شوند.

هنگامی که محققان در دیویس ، کالیفرنیا ، شاهد افزایش بار ویروسی در چندین فاضلاب محله در ماه جولای بودند ، هشدارهای پیامکی ارسال کردند و تابلوهایی را روی درهای 3000 خانه نصب کردند که توصیه می کرد افراد تحت آزمایش قرار گیرند.

قبل از همه گیری ، آزمایش فاضلاب برای شناسایی و دفع بیماری در ایالات متحده تا حد زیادی محدود به استفاده دانشگاهی بود. اسرائیل از آن برای جلوگیری از شیوع فلج اطفال در سال 2013 استفاده کرد و برخی از جوامع در ایالات متحده قبل از همه گیری از فاضلاب نمونه برداری می کردند تا بفهمند مردم در جوامع خود از چه نوع مواد افیونی استفاده می کنند ، خدماتی که توسط شرکت Biobotبه

اما هنگامی که کووید در میان هرج و مرج سیاسی و کمبود آزمایشات به ایالات متحده رسید ، دولت های محلی به دنبال هرگونه اطلاعاتی که می توانند در مورد این ویروس بگیرند ، تلاش کردند.

در روستای لیک کانتی ، کالیفرنیا ، مقامات بهداشتی با فرستادن پرستاران برای جستجوی افراد آلوده ، تعداد انگشت شماری از موارد را شناسایی کرده بودند. آنها مطمئن بودند که تعداد بیشتری وجود دارد اما نمی توانند آزمایشاتی را برای اثبات آن انجام دهند ، بنابراین در بهار 2020 آنها در یک برنامه آزمایش فاضلاب رایگان که توسط Biobot اجرا می شود ، ثبت نام کردند ، که با شروع بیماری همه گیر و در حال شارژ شدن ، به آزمایش کووید کمک می کرد. ماریانا ماتوس ، مدیرعامل و بنیانگذار شرکت ، گفت که علاوه بر دولتهای محلی و دانشگاهها ، باید در مدارس K-12 ، ساختمانهای اداری و خانه های سالمندان آزمایش شود.

ویروس کووید در نمونه های چهار تأسیسات تصفیه فاضلاب در شهرستان لیک ظاهر شد.

گری پیس ، آنگاه افسر بهداشت شهرستان ، می گوید: “این راهی برای به دست آوردن اطلاعات بیشتر است زیرا نمی توانیم آزمایش انجام دهیم.” در آن زمان به KHN گفتبه

همانطور که نمونه گیری فاضلاب بالا گرفت سراسر دنیا، وزارت بهداشت و خدمات انسانی ایالات متحده در پاییز 2020 اعطای کمک های مالی به تصفیه خانه های فاضلاب را آغاز کرد. Biobot برای اجرای دور دوم این برنامه ، که در حال حاضر تا اواخر آگوست در حال انجام است ، برنده شد و فاضلاب 30 درصد از جمعیت ایالات متحده را آزمایش کرد.

حداقل 25 تصفیه خانه فاضلاب کالیفرنیا در این برنامه شرکت می کنند و تعداد زیادی دیگر از CDC پول دریافت می کنند ، با دانشگاه های محلی کار می کنند یا هزینه آزمایش خود را پرداخت می کنند. در حالی که چنین دولتهایی مانند اوهایو و میسوری داشبوردهای عمومی برای نشان دادن داده های خود ایجاد کرده اند ، تلاش های کالیفرنیا همچنان پراکنده است.

داده های آزمایش به تنهایی ارزش چندانی برای مقامات بهداشتی ندارد – برای مفید بودن نیاز به ترجمه دارد. دانشمندان هنوز در حال یادگیری نحوه خواندن داده ها هستند ، یک فرایند پیچیده که شامل درک روابط بین میزان ویروس دفع افراد ، تعداد افرادی که از سیستم فاضلاب استفاده می کنند و میزان آب باران به سیستم وارد می شود و به طور بالقوه فاضلاب را رقیق می کند ، می شود. عوامل دیگر از آنجا که استفاده از فاضلاب برای ردیابی بیماریها قبل از همه گیری گسترده نبود ، یک منحنی یادگیری تند و مداوم وجود داشته است.

مقامات بهداشت عمومی محاصره شده تلاش کرده اند تا داده های جدید را در حجم کاری موجود خود وارد کنند ، اما CDC امیدوار است بتواند این مشکلات را با سیستم ملی جدید خود که داده های فاضلاب را برای دولت های محلی ردیابی و ترجمه می کند ، حل کند.

در طول سال 2020 ، کربی ، میکروبیولوژیست CDC و مهندس میا متیولی ، یک تیم فاضلاب دو نفره در داخل سازمان بودند که در پاسخ به کووید 7000 نفره بزرگتر بود. کربی گفت ، در آن مدت ، همکاران دانشگاهی سخاوتمندانه آنچه را که درباره اپیدمیولوژی فاضلاب می دانستند ، به اشتراک گذاشتند. تا سپتامبر 2020 ، این جفت به بازار عرضه شد سیستم ملی نظارت بر فاضلاب، که داده های نمونه گیری را برای دولت های ایالتی و محلی تفسیر می کند. امروز ، آنها یک تیم شش نفره را رهبری می کنند و در یکی از بخشهای CDC جایگاه دائمی دارند.

کربی گفت: “هر قطعه ای از این سیستم باید تا حد زیادی از ابتدا ساخته شود.” “وقتی به آن نگاه می کنم ، واقعاً من را شگفت زده می کند که اکنون کجا هستیم.”

کربی گفت ، در ماه های پس از آغاز به کار سیستم ، این دستگاه توانسته است در مواردی از چهار تا شش روز قبل از افزایش آزمایش تشخیصی ، افزایش را تشخیص دهد.

او امیدوار است که تا پایان سال آینده برنامه نظارت فدرال برای بررسی طیف وسیعی از بیماریها از جمله E. coli ، سالمونلا ، نوروویروس و قارچ کشنده مقاوم به دارو به نام Candida auris، که به یک تهدید جهانی تبدیل شده و ویرانی هایی را در بیمارستان ها و خانه های سالمندان ایجاد کرده است.

کالین ناتون ، پروفسور و مهندس عمران در دانشگاه کالیفرنیا-مرسد که رهبری می کند ، گفت: هرچه این برنامه ها طولانی تر اجرا شوند ، مفیدتر می شوند. COVIDPoops19، که تلاشهای نظارت بر فاضلاب را در سطح جهانی دنبال می کند. ناتون با همکاران خود در دانشگاه کالیفرنیا-دیویس برای برنامه های نظارتی در نزدیکی محل کار خود در دره مرکزی کار می کند ، اما متوجه شده است که برخی از جوامع کوچکتر منابع لازم برای انجام آزمایش یا پرسنل بهداشتی کافی برای تجزیه و تحلیل یا استفاده از داده ها را ندارند. به

ناتون گفت ، این در جوامع کوچکتر با دسترسی محدود به آزمایش و پزشکان است که ممکن است این عمل بیشترین وعده را داشته باشد. کووید نابرابری های دیرینه ای را بین جوامع آشکار کرد که می ترسد با استفاده از این ابزار جدید بهداشت عمومی تداوم یابد.

به گفته کارشناسان ، نگرانی های مربوط به حریم خصوصی نیز باید برطرف شود. داده های فاضلاب به طور سنتی به عنوان آزمایشات تشخیصی ، اطلاعات بهداشت شخصی محافظت شده در نظر گرفته نشده است. مقامات بهداشتی نگرانی های قبلی را در مورد این بیماری مدیریت کرده اند ردیابی فاضلاب ناشی از مصرف مواد مخدر با نمونه برداری از جریانهای فاضلاب به اندازه کافی بزرگ برای ارائه ناشناس بودن. اما آزمایش برخی مشکلات سلامتی مستلزم بررسی DNA است. نایت گفت: “من فکر می کنم این یک چالش برای ارتباطات عمومی خواهد بود ،” برای اطمینان از این که اساساً به عنوان جاسوسی از اسرار ژنتیکی هر فرد تلقی نمی شود. “

مقامات بهداشت عمومی و فاضلاب گفتند که از پتانسیل این ابزار جدید هیجان زده هستند و در حال کار روی راه هایی برای رفع نگرانی های مربوط به حریم خصوصی و استفاده از آن هستند. گرگ کستر ، مدیر برنامه های منابع تجدیدپذیر در انجمن آژانس های بهداشتی کالیفرنیا ، در ژوئن 2020 به مقامات CDC نوشت و درخواست یک شبکه نظارتی فدرال کرد. او به سختی می تواند باور کند که این تماس چقدر سریع به واقعیت تبدیل شد. و او امیدوار است که این جا باقی بماند ، هم برای همه گیری مداوم و هم برای شیوع ناگزیر بعدی.

کستر گفت: “با افزایش نرخ واکسیناسیون و دریافت انواع مختلف ، این امر همچنان مهم خواهد بود زیرا آزمایشات بالینی در حال کاهش است.” “ما واقعاً می خواهیم این بخش از زیرساخت ها شود.”

KHN (Kaiser Health News) یک اتاق خبر ملی است که روزنامه نگاری عمیقی در مورد مسائل بهداشتی تولید می کند. همراه با تجزیه و تحلیل سیاست و نظرسنجی ، KHN یکی از سه برنامه اصلی عملیاتی است KFF (بنیاد خانواده قیصر). KFF یک سازمان غیر انتفاعی است که اطلاعات مربوط به مسائل بهداشتی را به ملت ارائه می دهد.

از محتوای ما استفاده کنید

این داستان می تواند به صورت رایگان بازنشر شود (جزئیات)