확산되기 전에 Covid-19와 같은 질병을 추적하고 식별하는 방법

: By 로렌스 굿리지

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하수 검사는 질병의 조기 발견을 위해 사용될 수 있습니다. (Shutterstock)

COVID-19 전염병은 하수 시스템에서 바이러스, 박테리아 및 기타 병원체의 존재를 모니터링하는 폐수 감시에 대한 관심을 다시 불러 일으켰습니다. 바이러스 유전 물질의 비 감염성 조각이 처리되지 않은 폐수에서 발견되었습니다 이탈리아, 스페인, 프랑스, 미국 및 캐나다에서.

현재 여러 도시에서 감염을 탐지하기 위해 접근 방식을 사용하고 있습니다. 오타와 포함. 적어도 하나 미국 대학은 폐수 감시를 사용하여 COVID-19 발생을 확인했습니다., 300 개 캠퍼스 기숙사에 거주하는 거의 XNUMX 명의 학생에 대한 테스트 및 격리를 명령하고 확산을 막았습니다.

다음과 같은 식 인성 병원체 감시에 전문성을 갖춘 미생물 학자로서 살모넬라 균 와 E. 대장균, 저는 항상 인구의 감염을 식별하는 더 나은 방법에 관심이 있습니다.

질병 식별 현재는 아픈 사람들에게 의학적 도움을 요청합니다. 그러나 많은 아픈 사람들은 도움을 구하지 않으며 관리들은 며칠 또는 몇 주 동안 질병이나 발병을 인식하지 못하여 더 많은 질병과 사망으로 이어질 수 있습니다. COVID-19와 같은 전염병의 발생을 해결하려면 아픈 사람들의 행동에 의존하지 않는 능동적 인 감시 시스템이 필요합니다.

질병 감지를위한 폐수 감시

폐수 감시는 활동적인 감염 전과 도중에 많은 감염원이 체액으로 배설되기 때문에 작동합니다. 이러한 유체가 하수 시스템으로 들어가면 중앙 폐수 처리 시설로 이송되어 처리를 감지 할 수 있습니다.

폐수 감시의 유용성은 1960 년대 Yale University의 연구원들이 여러 실험 소아마비 예방 접종 캠페인의 효과를 평가합니다. 그들은 예방 접종 전, 도중 및 후에 코네티컷 주 미들 타운의 하수도에서 다양한 종류의 소아마비 바이러스를 테스트했습니다.

2 년 2020 월 XNUMX 일 유타 주립 대학 기숙사에서 하수 샘플을 수집하고 있습니다. (AP 사진 / 릭 보머)

XNUMX 년 후, 소아마비 바이러스 예방 접종 프로그램을 모니터링하기위한 폐수 감시의 민감도가 다음과 같이 알려진 우아한 연구에서 확인되었습니다. 헬싱키 소아마비 바이러스 실험.

과학자들은 폐수 처리장에서 20km 떨어진 화장실에 소아마비 백신을 흘 렸습니다. 연구원들은 800 일 동안 시설에서 폐수 샘플을 수집했고, 10,000 억 리터의 폐수가 시스템을 통과 한 후에도 백신을 탐지 할 수 있음을 보여주었습니다. 그들은 XNUMX 만 명의 주민들이있는 지역 사회에서 소아마비 바이러스를 흘리는 감염자 XNUMX 명이 발견 될 수 있다고 결론지었습니다.

다른 연구에서는 폐수를 모니터링하여 발병을 예측할 수 있음을 보여주었습니다. 예를 들어 1970 년대 이스라엘에서 전염성 소아마비 바이러스는 하수에서 감지 의사가 첫 번째 사례를 확인하기 XNUMX 일 전. 이 접근 방식은 나중에 소아마비 백신 캠페인의 국제적 성공을 모니터링.

조기 경보 시스템으로 하수 모니터링

이러한 실험은 폐수를 사용하여 다른 질병을 모니터링 할 수있는 기반을 마련했습니다.

2013년에 스웨덴 연구원 폐수 감시는 식 인성 바이러스 질병의 두 가지 원인 인 노로 바이러스와 A 형 간염 바이러스의 발생에 대한 조기 경고를 제공했다고보고했습니다. 2013 년 XNUMX 월과 XNUMX 월 사이에 Gothenburg의 폐수 처리장에서 XNUMX 주마다 일일 폐수 샘플을 수집했습니다. 중합 효소 연쇄 반응 (PCR)이라는 기술을 사용하여 연구원들은 환자를 식별하기 XNUMX ~ XNUMX 주 전에 노로 바이러스의 유전 물질을 발견했습니다.

PCR을 사용하여 폐수 샘플에서 A 형 간염 바이러스의 여러 균주 (유전 유형)도 검출되었으며, 추가 분석에 따르면 2013 년 봄 동안 스칸디나비아와 예테보리에서 진행중인 발병에 두 균주가 관여 한 것으로 나타났습니다.

이탈리아의 연구원 유사한 접근법을 사용하여 원인 불명의 설사로 고통받는 병원 환자들이 실제로 노로 바이러스에 감염되었음을 보여주었습니다.

소셜 미디어 감시

폐수 감시의 한 가지 한계는 감염된 실제 사람을 식별 할 수 없다는 것입니다. 특정 질병과 일치하는 증상에 대한 설명을 소셜 미디어 게시물에서 검색하는 '소셜 미디어 신드로 믹 분석'이 COVID-19를 포함한 감염병 감시를위한 효과적인 도구.

폐수 모니터링과 소셜 미디어 분석을 함께 사용하면 감염된 사람들이 아직 증상을 보이지 않거나 (증상 전) 증상을 보이지 않는 (무증상) 감염된 사람들을 식별하기 때문에 발견되지 않았을 수있는 지역 사회 발생을 탐지 할 수 있습니다. (두 그룹 모두 바이러스를 퍼 뜨리다.)이 정보는 공중 보건 공무원이 질병의 지역 사회 확산을 제한하기 위해 개인의 표적 테스트와 같은 신체적 거리두기 및 기타 격리 관행을 강화하는 데 사용할 수 있습니다.

해외 여행과 세계화의 증가로 전염병의 급속한 확산. 이를 방지하기 위해 전염병에 대한 글로벌 감시는 실시간 또는 거의 실시간으로 수행되어야하며, 단순히 감염된 사람 수를 모니터링하는 것 이상으로 확장하여 새로운 질병 패턴을 신속하게 인식하는 기능도 포함해야합니다. 신종 병원균이 발병하기 전에 발견하는 폐수 감시의 저렴한 비용, 속도 및 능력은 질병 발생에 지체없이 대응할 수있는 능력을 향상시켜 전 세계 질병과 사망을 감소시킵니다.