پایش زودهنگام ویروس کرونا از طریق آزمایش و بررسی فاضلاب
پژوهشگران با نمونه‌برداری از فاضلاب سرتاسر پاریس به‌مدت بیش از یک ماه، افزایش و کاهشی را در غلظت ویروس کرونا جدید تشخیص دادند که مطابق با شکل شیوع کووید ۱۹ در منطقه است. در این منطقه، اکنون قرنطینه، شیوع بیماری را سرکوب کرده است.
اگرچه چندین گروه پژوهشی دیگر نیز از شناسایی ویروس کرونا در فاضلاب خبر داده‌اند، پژوهشگران می‌گویند مطالعه‌ی جدید، نخستین موردی است که نشان می‌دهد این تکنیک می‌تواند افزایش شدید غلظت ویروس در فاضلاب را قبل از افزایش موارد مبتلا در کلینیک‌ها نشان دهد. آن‌ها به پتانسیل این روش به‌عنوان ابزاری ارزان و غیرتهاجمی برای هشدار درمورد شیوع اشاره می‌کنند. سباستین ورتزر، ویروس‌شناس شرکت آب پاریس می‌گوید:
این قدرت دید به ما در پیش‌بینی موج دوم شیوع‌ها نیز کمک می‌کند.
ورتزر و همکارانش مطالعه‌ی خود را که هنوز مورد داوری قرار نگرفته است، در تاریخ ۱۷ آوریل در مخزن مقالات پیش‌چاپ medRxiv منتشر کرده‌اند.
کانال‌های فاضلاب داده‌های شیوع را در زمان واقعی فراهم می‌کنند زیرا به‌طور پیوسته مدفوع و ادراری را که می‌تواند حاوی ویروس کرونا باشد و به‌وسیله‌ی انسان‌های بیمار دفع شده است، جمع آوری می‌کند (وقتی ویروس از بدن خارج می‌شود، سریعا تخریب می‌شود اگرچه دانشمندان موارد محدودی از ویروس عفونی را در ماده‌ی مدفوع یافته‌اند).
آزمایش واکنش زنجیره‌ای پلیمراز (PCR) قطعات RNA ویروس عامل کووید ۱۹ یعنی SARS-CoV-2 را تشخیص می‌دهد. غلظت‌های بالاتر ویروس در فاضلاب با تعداد بیشتر افراد آلوده که در آن سیستم فاضلاب نقش دارند، مطابقت دارد.
آزمایش‌ها در کارخانه‌های تصفیه فاضلاب فرانسه نشان داد که سطح ویروس کرونا در فاضلاب همچون موارد بالینی، طی زمان افزایش و کاهش می‌یابد
ورتزر و همکارانش برای مطالعه‌ی پاریس، از تاریخ ۵ مارس تا ۷ آوریل، از فاضلاب‌های پنج کارخانه‌ی تصفیه فاضلاب پاریس دو بار در هفته نمونه‌برداری می‌کردند. آن‌ها چند روز قبل از ۱۰ مارس، یعنی اولین روزی که پاریس چندین مرگ را براثر کووید ۱۹ گزارش کرد، متوجه غلظت‌های بالای RNA ویروسی شدند. افزایش غلظت‌ها تا چند روز پیش از افزایش شدید موارد بالینی و مرگ‌و‌میر در پاریس تداوم داشت. لورنت مولین، یکی از نویسندگان مقاله و میکروب‌شناس شرکت آب پاریس می‌گوید:
ما منحنی کاملا واضحی داریم که از منحنی موارد بالینی جلوتر است و اکنون، با محدود شدن شیوع، ما شاهد هموارشدن آن هستیم.
مولین تخمین می‌زند که بین نیم تا ۳ روز طول می‌کشد تا فاضلاب از خانه‌ها به کارخانه‌های تصفیه برسد.
ژوگن یانگ، مهندس زیست‌پزشکی در مؤسسه‌ی علوم آب دانشگاه کرنفیلد، مرکزی در بریتانیا که درحال توسعه‌ی آزمایش‌های دو دلاری برای تشخیص ویروس SARS-CoV-2 در فاضلاب است، می‌گوید نظارت‌بر فاضلاب می‌تواند زمان‌بندی و مقیاس شیوع نشان دهد؛ چیزی که مشاهده‌ی آن درحال‌حاضر به‌علت کمبود جهانی آزمایش‌های انسانی دشوار است. او می‌گوید:
در بیشتر کشورها ازنظر آزمایش‌های فردی کمبود وجود دارد و آمار شیوع براساس مدل‌سازی کامپیوتری است. اما نمونه‌برداری از فاضلاب تصویر نسبتا ارزان و مبتنی‌بر شواهدی از بار واقعی ویروس در یک جامعه ارائه می‌دهد.
یانگ می‌گوید با استفاده از مدل‌های کامپیوتری که شامل اطلاعاتی درمورد تعداد ذرات ویروسی که هر فرد دفع می‌کند و نحوه‌ی رقیق شدن آن‌ها در فاضلاب است، حتی ممکن است بتوان غلظت‌های ویروسی تشخیص داده‌شده را به برآورد تعداد مطلق عفونت‌ها در منطقه‌ای که فاضلاب مربوط به آن است، ترجمه کرد.
پاول برتش، مدیر علمی زمین و آب در سازمان پژوهش‌های علمی و صنعتی همسود (CSIRO) در استرالیا می‌گوید مزیت دیگر نمونه‌برداری از فاضلاب آن است که ویروس مربوط به آن گروه از افراد هم می‌شود که دچار عفونت SARS-CoV-2 هستند، ولی نشانه‌های بیماری را ندارند. او می‌گوید اگرچه دفع ویروس در بین افراد مختلف و نیز طی دوره‌ی عفونت متغیر است، سیستم فاضلاب این تغییرات را به‌صورت یک میانگین که نشان‌دهنده‌ی کل جامعه است، ترکیب می‌کند. بسته به سیستم فاضلاب، هشدارها می‌توانند سریع حاصل شوند. او خاطرنشان می‌کند که مثلا براساس نتایج مطالعه‌ای که در سال ۲۰۱۸ منتشر شد، نظارت‌بر فاضلاب می‌تواند شیوع فلج اطفال را قبل‌از ظهور موارد بالینی تشخیص دهد.
گروه برتش هفته‌ی گذشته، به‌دنبال مطالعات مشابه در هلند و آمریکا از اولین تشخیص ویروس کرونا در فاضلاب استرالیا خبر دارند. او و همکارانش در ماه‌های مارس و آوریل، از فاضلاب شهر بریزبن که نماینده‌ی ۶۰۰ هزار نفر بود، نمونه‌گیری کردند. برخلاف مطالعه‌ی پاریس، در بررسی‌های آن‌ها، اوج غلظت ویروس در فاضلاب مطابق با اوج موارد تشخیص داده‌شده از طریق آزمایش‌های مستقیم انسانی بود. وی می‌گوید این اختلاف ممکن است ناشی‌از انجام آزمایش‌های انسانی بیشتر در استرالیا باشد.
برتش می‌گوید که امیدوار است به سیستم‌های موجود استرالیا که فاضلاب را برای داروهای غیرمجاز مورد نظارت قرار می‌دهند، تلنگری بزند تا یک سیستم ملی نظارت‌بر کووید ۱۹ نیز توسعه یابد که بتواند طی یک ماه اجرا شود. او می‌گوید ممکن است بعدا بتوانیم با استفاده از مدخل‌های نمونه‌برداری اختصاصی (مثلا براساس کد پستی)، به نتایج دقیق‌تری برسیم.
در همین حین و همان‌طور که اقدامات سرکوب‌گرانه در سرتاسر جهان موجب هزینه‌های اقتصادی عظیمی می‌شود، برخی از کشورها درصدد رفع محدودیت‌ها بوده و برخی مردم به این محدودیت‌ها اعتراض می‌کنند. یانگ می‌گوید:
داده‌های فاضلاب ممکن است موجب شود آن‌ها دوباره فکر کنند. آن‌ها می‌توانند تعداد را ببینید و جدی بودن این شیوع ظاهرا نامرئی را درک کنند. دیدن، باور کردن است.
نظرات