چگونه کووید-۱۹ دولت ها را به ردیابی فاضلاب تشویق کرد

ناوهو amin یک محقق پزشکی در مرکز بین‌المللی تحقیقات بیماری‌های اسهالی در بنگلادش است. اواخر این ماه، یکی از همکارانش در توالت چاله‌ای در کاکس بازار، محل اقامت پناهندگان در بنگلادش که ۹۰۰۰۰۰ مسلمان روهینگیا بدون تابعیت در آن زندگی می‌کنند، حفاری خواهد کرد. نمونه ای استخراج شده، در یخچال نگهداری می شود و در یک سفر ۱۲ ساعته با اتوبوس به آزمایشگاهی در داکا، پایتخت بنگلادش ارسال می شود. پس از رسیدن به آنجا، از نظر وجود بسیاری از حشرات مختلف، از جمله وبا، تیفوئید و sars–cov-۲، آزمایش می شود. ویروس مسئول کووید-۱۹ با کمک بنیاد راکفلر، یک سازمان بزرگ بشردوستانه، دکتر امین قصد دارد تا تیمش این روند را هر هفته تکرار کند. او امیدوار است که به او بینشی در مورد نحوه انتشار کووید-۱۹ در کمپ بدهد.

بررسی فاضلاب برای عوامل بیماری زا ایده جدیدی نیست. چندین شهر آمریکا، از جمله چارلستون، دیترویت و فیلادلفیا، فلج اطفال را در اوایل قرن بیستم به این طریق دنبال کردند. اما همه‌گیری کووید-۱۹ ثابت کرد، همانطور که شوخی اجتناب‌ناپذیر می‌گوید، یک «لحظه آبخیز» است. ارقام پروژه CovidPoops19 که در دانشگاه کالیفرنیا، مرسدس میزبانی شده است، نشان می دهد که تعداد سایت های نظرسنجی از تنها ۳۸ سایت در اکتبر ۲۰۲۰ به بیش از ۳۵۰۰ در حال حاضر، در ۷۰ کشور پراکنده شده است (نمودار را ببینید). آنا مهروترا در فدراسیون محیط زیست آب، یک سازمان آمریکایی، می‌گوید: «این پوشش نقره‌ای همه‌گیری بود. داگ مانوئل، اپیدمیولوژیست در دانشگاه اتاوا، می گوید: «ما در سال اول به ارزش یک دهه علم انجام دادیم.

اکنون مقامات بهداشت عمومی امیدوارند که تمام این زیرساخت های جدید ساخته شده بتواند به یک سیستم هشدار اولیه جهانی برای انواع بیماری ها تبدیل شود. آمریکا و اروپا با شیوع آبله میمون، یک بیماری عفونی مرتبط با آبله که برای اولین بار در خارج از خانه آفریقایی خود منتشر شده، دست و پنجه نرم می کنند. شهرها هم اکنون در حال تمیز کردن فاضلاب برای یافتن گونه های ویروس هستند. در هند، تیفوئید، تب دنگی و آنفلوانزای مرغی در صدر فهرست قرار دارند. در مالاوی، وبا، روتاویروس و شیگلا در اولویت هستند.

حتی فلج اطفال هنوز مورد توجه است. محققان در لندن در ژوئن امسال ویروس فلج اطفال را در فاضلاب کشف کردند و به مقامات هشدار دادند که این ویروس که تصور می‌شود دهه‌ها پیش در بریتانیا ریشه‌کن شده است، در واقع در پایتخت در گردش است. در ماه اوت، مقامات بهداشت عمومی در نیویورک کشف مشابهی کردند.

و ممکن است کاربردهای گسترده تری نیز وجود داشته باشد. نظارت بر فاضلاب می‌تواند مقاومت آنتی‌بیوتیکی را اندازه‌گیری کند و به محققان بهداشت عمومی کمک کند مصرف همه چیز از کوکائین و الکل گرفته تا میوه و سبزیجات را ردیابی کنند. نظارت بر آنچه که برند گاولیک، مهندس مرکز تحقیقات مشترک کمیسیون اروپا، «روده جمعی» می‌نامد، می‌تواند به پزشکان، مقامات و پلیس بینشی بی‌سابقه از زندگی مردم محلی ارائه دهد.

Flushed. با موفقیت

اولین تیمی که نتایج آزمایش فاضلاب برای کووید-۱۹ را منتشر کرد در kwr، یک موسسه تحقیقاتی آب در هلند مستقر شد. محققان در اوایل بیماری همه گیر دریافتند که حدود نیمی از افراد آلوده sars–cov-۲ را در مدفوع خود می ریزند. تیم هلندی آزمایش آب را از فرودگاه اسخیپول در فوریه ۲۰۲۰ آغاز کرد. آنها ویروس را درست زمانی که اولین موارد این کشور در بیمارستان ها تایید می شد، شناسایی کردند. (محققان ایتالیایی ممکن بود آنها را شکست دهند، اگر قرنطینه ایتالیا آنها را از آزمایشگاه هایشان دور نمی کرد). تا ماه سپتامبر، تمام واحدهای تصفیه فاضلاب هلند که بیش از ۹۹ درصد جمعیت را پوشش می‌دهند، تحت نظارت قرار گرفتند.

محققان بر این باورند که یک مورد عفونی کووید-۱۹ را می توان در میان اتلاف ۱۴۰۰۰ نفر شناسایی کرد. آزمایش پساب کل جمعیت بسیار ارزان‌تر از غربالگری جداگانه هر ساکن است و اغلب می‌تواند موارد را زودتر تشخیص دهد. دکتر مهروترا می‌گوید اگر داده‌های فاضلاب به طور گسترده در مارس ۲۰۲۰ در دسترس بود، ممکن بود مسیر همه‌گیری را تغییر دهد.

همانطور که بود، بسیاری از تلاش‌ها در روزهای اولیه انجام شد. تکه تکه بود و توسط دانشگاهیان که تخصص خود را به صورت داوطلبانه در اختیار روسای بهداشت عمومی محلی قرار دادند. از بنگلور تا انتاریو، همه گزارش دادند که متقاعد کردن مقامات مضطرب که درهم‌تنیدگی با فاضلاب می‌تواند به هر چیز مفیدی کمک کند، دشوار است. اما فواید آن به سرعت آشکار شد. تجزیه و تحلیل فاضلاب ثابت کرد که می تواند امواج عفونت را یک تا دو هفته قبل از آزمایش معمولی سواب بینی شناسایی کند. کشورهایی مانند مالاوی با نرخ پایین‌تر تست‌های مرسوم، تا یک ماه اخطار دریافت کردند.

علاوه بر جمع آوری ساده داده ها، بسیاری از کشورها آن را به صورت آنلاین در دسترس قرار دادند. این به همه نوع سازمان ها اجازه می داد تا از آن استفاده کنند. برای مثال، پردیس‌های دانشگاهی در آریزونا از داده‌های فاضلاب برای تشخیص زودهنگام امواج آلودگی استفاده می‌کنند. بیمارستان کودکان بوستون تصمیم گرفت در پاسخ به نشانه‌هایی مبنی بر اینکه نوع Omicron کووید-۱۹ در فاضلاب محلی در حال افزایش است، اقدامات غیر فوری را به تعویق بیندازد.

ساخت یک شبکه نظارت جهانی مناسب نیاز دارد. تکنیک های بداهه در طول بحران کووید-۱۹ برای مرتب کردن. روش های جمع آوری، آزمایش و گزارش باید استاندارد شده باشد تا امکان مقایسه بین مکان های مختلف فراهم شود. بسیاری از رویه های موجود به طرز چشمگیری با تکنولوژی پایین هستند. به عنوان مثال، تامپون ها اغلب به عنوان ابزاری برای خیساندن آب برای آزمایش استفاده می شوند. احتمالا تغییر خواهد کرد. اندرو انگلی، که در کاندو، یک شرکت داده‌های فاضلاب اسرائیلی کار می‌کند، معتقد است که فناوری لازم برای قرار دادن یک آزمایشگاه کوچک روی یک دستگاه نمونه‌برداری می‌تواند ظرف چهار سال یا بیشتر توسعه یابد. این امر باعث می شود که آب در میدان مورد تجزیه و تحلیل قرار گیرد.

اما شاید مهم ترین تغییر شامل تأمین مالی و سازماندهی باشد. اقدامات بهداشت عمومی نمی تواند برای مدت طولانی توسط دانشگاهیان داوطلب پایدار بماند. در آمریکا، سازمانی به نام «انجمن آزمایشگاه‌های بهداشت عمومی» در تلاش است تا به اعضای خود کمک کند تا ظرفیت بیشتری را برای انجام کارهای نظارتی معمول خود توسعه دهند.

سازمان های خصوصی نیز تخصص خود را ارائه می دهند. به راستی، شرکت تابعه علوم زیستی آلفابت، مادر شرکتی گوگل، امکانات آزمایشی را برای تصفیه خانه های فاضلاب در هشت ایالت آمریکا ارائه می دهد. Biobot یک شرکت آمریکایی دیگر است که صراحتاً برای پیگیری اپیدمیولوژی فاضلاب تأسیس شده است. بیش از ۵۰۰ سایت تست در سراسر کشور دارد. امیدوار است نمونه برداری و غربالگری را به مقامات بهداشت عمومی در سراسر آمریکا و در نهایت در سراسر جهان ارائه دهد. کاندو قبلاً سیستم آزمایش فاضلاب اسرائیل را اداره می کند. این حدود ۸۵ درصد از جمعیت اسرائیل و همچنین تازه واردانی را که در بزرگترین فرودگاه این کشور از لوستر استفاده می کنند، پوشش می دهد.

راه اندازی سیستم های نظارتی برای همه کشورها آسان نیست. کاندو برای موفقیت خود بر روی نقشه های دقیق حوزه های آبخیز و همچنین خود شبکه فاضلاب متکی است. دکتر انگلی می‌گوید خصوصی‌سازی آب در بریتانیا چنین اطلاعاتی را «تقریباً دست نیافتنی» کرده است. اما بزرگترین چالش ارائه داده های مفید در مکان هایی است که اصلاً سیستم فاضلاب مرکزی وجود ندارد. و از آنجایی که مکان‌هایی مانند این‌ها نیز احتمالاً فقط مراقبت‌های بهداشتی محدودی دارند، شیوع بیماری بیشتر به سرعت گسترش می‌یابد، که ردیابی آنها را حتی فوری‌تر می‌کند. =”article__body-text”>شبکه های نظارتی که دکتر امین در بنگلادش ایجاد می کند برخی از چالش ها را برجسته می کند. در کمپ‌های پناهندگان مانند بازار کاکس، ۸۰ درصد توالت‌ها مستراح چاله‌ای هستند که نیاز به آزمایش دستی پر زحمت دارند. حتی شهرهای بزرگی مانند داکا دارای زیرساخت‌های قدیمی و توزیع نابرابر برای مقابله هستند.

مالاوی نیز حداقل در تئوری به این فناوری علاقه مند است. اما از سال ۲۰۱۷، تنها ۵ درصد از لیلونگوه، پایتخت آن، از سیستم فاضلاب استفاده می‌کرد. فاضلاب اغلب از طریق زمین و به سطح آب خیس می شود. گاما بانداوه از دانشگاه علم و فناوری مالاوی می‌گوید که این بدان معناست که نظارت بر فاضلاب شامل نظارت بر رودخانه‌های مجاور و دیگر آب‌ها است.

موفقیت نظارت بر فاضلاب در ردیابی کووید-۱۹ علاقه به اهداف دیگر را نیز افزایش داده است. در حال حاضر فاضلاب در برخی از نقاط برای مواد مخدر نظارت می شود، چه قانونی و چه غیر قانونی. Biobot با هدف نظارت بر میزان دوز ۳۰ مسکن مختلف برای کمک به درک بهتر بحران مواد افیونی آمریکا شروع به کار کرد. در می ۲۰۲۱، تجزیه و تحلیل پساب در سئول نشان داد که سطوح ویاگرا، دارویی که اختلال نعوظ را درمان می کند، چندین برابر بیشتر از حد انتظار با توجه به تعداد نسخه هایی بود که پزشکان نوشته بودند. شبکه ای از تحلیلگران فاضلاب در سراسر اروپا به نام score از سال ۲۰۱۱ سطوح کوکائین و حشیش را در شهرهای سرتاسر قاره رصد کرده است.

فرح اشتیق، محققی در موسسه ژنتیک و جامعه تاتا در بنگلور، علاقه‌مند به استفاده از نمونه‌برداری از فاضلاب برای ردیابی مقاومت آنتی‌بیوتیکی است که در آن باکتری‌ها در برابر داروهایی که قبلاً برای آنها کشنده بوده است، دفاع می‌کنند. مقاومت آنتی بیوتیکی به ویژه کارشناسان بهداشت عمومی هند را نگران می کند. یک مقاله که در سال ۲۰۲۰ منتشر شد، تخمین زد که حدود یک چهارم موارد جدید سل در کشور حداقل به یکی از داروهایی که معمولاً برای درمان این بیماری استفاده می شود، مقاوم هستند. ۳.۵ درصد به چندین مورد مقاوم بودند.

دیگران می خواهند سلامت را به معنای وسیع تری کنترل کنند. در سال ۲۰۱۹، محققان دانشگاه ایالتی آریزونا مطالعه‌ای درباره فاضلاب منتشر کردند که سطوح فیتواستروژن‌ها، مواد شیمیایی موجود در غذاهای گیاهی را مورد تجزیه و تحلیل قرار داد. این پیشنهاد نشان داد که نظارت بر فاضلاب می تواند برای پیگیری عادات غذایی یک کشور مورد استفاده قرار گیرد. کاندو فهرستی از بیش از ۵۰۰ نشانگر زیستی دارد که به طور بالقوه در فاضلاب قابل تشخیص هستند. این شرکت امیدوار است که سطح یکی از اینها، سروتونین، ممکن است اطلاعات جالبی در مورد افسردگی به دست دهد. در استرالیا، محققان از فاضلاب برای پیگیری میزان مصرف نیکوتین و الکل استفاده می‌کنند.

یک سوال این است که چنین نظارتی چقدر می‌تواند دقیق باشد. فاضلاب کل شهر، یا حتی یک محله خاص، چیزهایی کاملاً ناشناس هستند. اما در سنگاپور و هنگ کنگ نظارت بر زباله‌های ساختمان‌های آپارتمانی و بیمارستان‌ها امکان‌پذیر است. در هر دو مکان، این تکنیک‌ها – همراه با اپیدمیولوژی چرم کفش – به مقامات این امکان را می‌دهد تا بیماران کووید-۱۹ را از داخل واحدهای مسکونی شناسایی کنند. در چین، پلیس قبلاً به این فناوری علاقه نشان داده است، به طوری که حداقل یک کشف مواد مخدر در شهر Zhongshan، شهری در استان گوانگدونگ، با نظارت بر فاضلاب کمک شده است.

بعضی از محققان با توجه به اینکه این فناوری ممکن است روزی به کجا منجر شود، شروع به بررسی تعادل بین نظارت و حریم خصوصی کرده اند. استیون هرودی، سم شناس در دانشگاه آلبرتا، دستورالعمل های موجود سازمان بهداشت جهانی را در مورد نظارت اپیدمیولوژیک برای استفاده با فاضلاب تطبیق داده است. او استدلال می‌کند که داده‌ها فقط باید زمانی جمع‌آوری شوند که استفاده از سلامت عمومی مشروع و مشخصی در نظر گرفته شده باشد، و اینکه داده‌های قابل شناسایی شخصی نباید با ارگان‌های غیروابسته به بهداشت عمومی به اشتراک گذاشته شود.

برای در حال حاضر، هر چند، چنین نگرانی ها ثانویه هستند. همه‌گیری کووید-۱۹ مقامات را به انواع سیستم‌های نظارت بر بیماری که سال‌ها اپیدمیولوژیست‌ها می‌خواستند علاقه‌مندتر کرده است. نمونه برداری از فاضلاب ارزان، غیر تهاجمی و در زیرساخت های موجود است. این یک ایده صد ساله است که ممکن است بالاخره زمان آن فرا رسیده باشد. ■

همه داستان‌های مربوط به همه‌گیری را می‌توانید در مرکز ویروس کرونا .