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美学者优化下水道病毒检测方法可提前预警新冠病毒突变体流行 精选

已有 31327 次阅读 2022-7-13 05:49 |系统分类:海外观察

从下水道检测SARS-CoV-2病毒的方法早就被广泛使用,但是从这个途径进行病毒突变体的预警分析仍然是新的进展,加州大学圣地亚哥分校学者利用纳米珠富集病毒颗粒的方法,提高了检测的灵敏度,解决了预警病毒突变体的能力。SARS-CoV-2爆发给世界带来了灾难性影响,也给科学家发挥聪明才智提供了新领域。其实使用这个方法作为病毒流行的预警也应该很不错。病毒流行早期,通过下水道检测最难的就是病毒丰度低的问题,利用这种富集的技术,可以提高预警的灵敏度。

COVID variants found in sewage weeks before showing up in tests (nature.com)

加州的研究人员从厕所废物中提取了大量数据。 科学家们首次能够在污水中检测出SARS-CoV-2的特定变体,几周后它们才出现在检测诊所。  

加州大学圣地亚哥分校(UCSD)的微生物学家、该研究的合著者Rob Knight说,废水数据跟踪了“一波又一波不同的病毒”。该研究于7月7日发表在《自然》杂志上。 奈特说,这项技术最终可以用于跟踪正在出现的变异,并加快公共卫生响应速度。 “当下一个菌株出现时,我们会做好准备的。”  

世界各地的研究小组都使用污水监测来跟踪SARS-CoV-2,但这些方法通常只检测到病毒的存在和数量。 然后,这被用来估计社区中的传播量。 但是,低质量的数据一直困扰着确定哪些变异在传播以及它们的流行程度的努力。  

为了克服这个问题,加州的研究小组开发了一种方法,使用纳米珠来增加可以从废水样本中测序的病毒RNA的数量。 以前的技术只允许科学家在一个样本中对不超过40%的病毒RNA进行测序,而纳米珠方法使研究人员能够对近95%的病毒RNA进行测序。 加州的研究小组还开发了一种名为Freyja的工具,用于识别每个样本中存在的变异及其相对丰度。  

为了测试他们的方法,科学家们花了将近一年的时间从圣地亚哥的一个污水处理厂收集样本,该处理厂处理来自大约230万人的废水。 数据收集始于2021年2月。 他们还在10个月的时间里收集了加州大学圣地亚哥分校130多个地点的维修孔和污水管道的废水。  

研究人员在废水中检测到冠状病毒的Alpha和Delta变种,两周后才在诊所对人们进行取样和检测。 他们还在圣地亚哥第一个人检测出欧米克隆病毒呈阳性的大约10天前发现了它,并追踪到人群中BA.1型欧米克隆病毒的激增。  

在加州大学圣地亚哥分校,研究人员不断地检测到Alpha、Delta和一种不太知名的变体Epsilon,这种变体主要在美国发现。 加州拉霍亚斯克里普斯研究所的应用数学家、合著者约书亚·利维说,这令人惊讶,因为有几周时间,这些变异几乎从临床监测中消失了。  

位于比尔托芬的荷兰国家公共卫生和环境研究所传染病研究员Ana Maria de Roda Husman说,目前还不清楚这项技术是否能追踪快速传播的Omicron BA.4和BA.5变种,这两种变种很难区分。  

澳大利亚布里斯班昆士兰大学的环境科学家Phong Thai说,考虑到采集样本后需要近两周的时间来处理结果,针对特定变异的早期预警系统的前景可能还需要一段时间。 “如果你想让一个工具对公共卫生真正有用,它必须在几天内返回结果,”Thai说。  

但奈特说,该团队已经成功地将测序样本所需的时间从几周缩短到几天,这是一个“游戏规则改变者”。  




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