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西班牙:废水监测发现新冠病毒早期踪迹

来源:科技日报2020-06-30 09:38

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  巴塞罗那大学研究人员对西班牙大型废水处理厂开展新冠病毒监测。图片来源:网络(retema.es)

  西班牙巴塞罗那大学(UB)的一个病毒学团队于6月26日发布消息称,他们在去年3月采集的巴塞罗那废水样本中检测出新冠病毒。

  意大利是欧洲最先暴发大规模疫情的国家,情况也最为严重。此前,意大利国立卫生研究院已在意北部城市开展废水监测,并在去年12月收集的废水样本中检测到新冠病毒,比该国首例新冠肺炎本土病例确诊时间提前两个多月。

  欧洲首例新冠肺炎病例于2020年1月下旬在法国发现。全球确诊病例至今已突破一千万大关。

  如果这一发现能够得到证实,将表明新冠病毒最初的传播时间比疫情暴发要早得多。

  利用废水追踪隐藏线索

  巴塞罗那大学科研人员在其新闻稿中表示,此前的研究已经证明,新冠肺炎患者的排泄物中存在大量病毒基因组,并可以排入废水。由此,考虑到无症状群体的存在,基于废水的流行病学研究可以成为监测病毒传播的敏感工具。

  作为“哨点监视项目”的一部分,西班牙研究人员与巴塞罗那市的水务部门(Aigüesde Barcelona)开展合作,自今年4月13日开始,每周在巴塞罗那的两家大型水处理厂中对获得的样品进行聚合酶链式反应(PCR)检测。西班牙病毒学会主席、巴塞罗那大学生物学院教授阿尔伯特·博什指出,“废水中检测到的新冠病毒基因组水平与当地人群新冠肺炎疫情的发展相吻合”。

  之后,研究人员分析了此前几个月的冷冻废水样本,并在1月15日的废水中检测到新冠病毒。该时间较西班牙本土首例确诊病例时间提前了41天。同时,废水检测结果也显示出新冠病毒基因组在今年1月初至3月初之间的增长趋势。

  研究人员称,这些结果表明,对废水进行监测以预见病例是有效的,特别是考虑到无症状和轻症携带者在病毒传播中的重要作用。领导这一研究的博什教授指出:“那些感染新冠肺炎的人可能被误诊为普通流感,在采取公共卫生措施之前已经发生社区传播。”

  这些结果鼓励西班牙研究人员继续向前探索。他们分析了2018年1月至2019年12月之间的9个冷冻样品,这些时间点在全球未通报任何新冠肺炎病例之前。该团队在2019年3月的样本中发现了令人震惊的结果:研究人员对2019年3月12日的样本使用两个不同的靶标进行新冠病毒检测,虽然病毒含量水平较低,但结果显示为阳性。其他8个时间点的样品则均为阴性。

  博什教授认为,在世界其他地区也可能发生类似的情况,新冠肺炎病例没有引起卫生部门注意。由于大多数新冠肺炎病例的症状与流感相似,这些患者可能会被视为无法确诊的流感。

  科学界认为研究“很有启发性”

  这项研究结果已在medRxiv网站上发布,正等待科学界对其进行同行评审。目前西班牙科学界仍然相当谨慎,普遍强调必须认真审查研究方法。

  西班牙公共卫生和卫生管理学会的乔斯·拉蒙·比利亚尔比博士认为,根据这一研究结果判定新冠疫情暴发时间为时尚早。由于只有一个研究结果,所以需要更多数据、更多研究、更多样本去证实这个结果,还需要排除实验错误或方法存在问题等因素;此外结果还有可能是假阳性。但他不否认这一研究“很有启发性”。

  荷兰KWR水研究所微生物学家赫尔蒂安·梅德马自今年2月开始对废水开展监测,他建议巴塞罗那大学研究小组对存档样本再次测试,以证实新冠病毒确实存在。但根据《纽约时报》的报道,博什团队无法在2019年3月的阳性样本中重复实验,因为它在第一次检测中已被消耗掉了。

  也有专家对该研究表示出支持。西班牙高级科学研究委员会(CSIC)研究员格洛丽亚·桑切斯对此表示:“当我们得知粪便和尿液中存在新冠病毒时,我们认为废水分析可能是一个很好的工具。”在过去的20年中,卫生专家一直在检查废水处理厂的水中是否存在脊髓灰质炎等病毒。

  法国国家公共卫生委员会公共卫生主管陈新对科技日报记者表示,该研究成果很有意义,进一步证实了中国地区不是新冠病毒的“最初发生地”。但他也指出,巴塞罗那2019年3月检测结果的论证还不足够充分,原因是样本单一,检测方式和环境都可能对结果产生影响。废水样本研究需有严格科学研究方法设计,以避免非科学结论。

  废水监测有助尽早发现疫情反弹

  西班牙、法国、意大利是欧洲疫情最为严重的国家,三国都已开始将基于废水样本的流行病学研究作为监测新冠病毒传播的工具。

  陈新介绍,法国苏伊士水务此前已经向法国卫生部备案公共卫生科研项目,并获得申请许可。据悉,名为“Reveal”的大型欧洲废水监测项目已经启动,其最初背景是法国地区水质发现受到新冠病毒污染。全球第二大水务集团苏伊士水务考虑到欧洲一体化原则,研究部分内容涉及其在欧洲范围的采样。陈新预测,将有更多欧洲国家在废水中检出病毒。

  巴塞罗那大学的研究正是在“Reveal”项目的资助和支持下开展的,该项目在西班牙共涉及5个大型城市。作为“Reveal”的子项目,西班牙“哨点监视项目”旨在通过检测废水中病毒的变化情况以预测可能暴发的新疫情,借此在短时间内实现对大量人口的监测。巴塞罗那大学团队已经通过该项目确认西班牙今年1月存在新冠病毒,博什教授认为,如果提前通过废水检测到新冠病毒的存在,将有助于提高疫情应对水平,并“采取立即有效的措施应对可能的新一波感染。”

  与病毒的“战争”还没有结束

  对于未来可能再次暴发的疫情,法国科学委员会认为,疫情在秋季反弹的可能性极高。与病毒的“战争”还没有结束,在这场“战争”中,时间是卫生机构的宝贵盟友。法国当局正在努力建立全国范围的废水监测网络,计划今年夏天在西南沿海地区进行一项实验,以尽早发现疫情反弹。

  巴黎自来水公司生物学研究实验室负责人、微生物学家罗朗·穆兰表示:“我们在3月初惊讶地发现污水中存在新冠病毒的痕迹,由于当时整个法兰西岛宣布的病例不到100例,我们意识到这是一个非常敏锐的检测办法。”鉴于存在大量无症状患者,穆兰认为,检测污水能够将无症状患者纳入观测范围,可以在疫情发展初期获得预警信号。

  意大利国立卫生研究院认为,该研究证实了将废水样本作为传染病早期检测工具的“战略作用”,有助于了解病毒在意大利开始传播的情况。该机构已敦促意卫生部建立全国性的废水监测网络,协调在下水道和净化厂入口处定期收集样本,“作为早期检测和监测不同地区病毒传播的工具”。

  废水监测不仅在欧洲受到重视,美国、澳大利亚等多国也已经开展相关研究和监测。法国索邦大学病毒学教授文森·玛雷夏尔认为,废水监测是一项全新工具,能够反映非临床病毒携带者,对于全球都至关重要。这将是对已有检测方式的一种补充,也可在未发现感染病例的地区开展预警性监测。(李宏策)

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