Hoe ziekten zoals Covid-19 op te sporen en te identificeren voordat ze zich verspreiden

Rioolonderzoek kan worden gebruikt om ziekten vroegtijdig op te sporen. (Shutterstock)

De COVID-19-pandemie heeft de belangstelling voor afvalwatersurveillance weer aangewakkerd, waarbij rioleringssystemen worden gecontroleerd op de aanwezigheid van virussen, bacteriën en andere pathogenen. In onbehandeld afvalwater zijn niet-infectieuze fragmenten van het genetisch materiaal van het virus aangetroffen in Italië, Spanje, Frankrijk, de Verenigde Staten en Canada.

Verschillende steden gebruiken nu de aanpak om de infectie op te sporen, inclusief Ottawa. Minstens een De Amerikaanse universiteit heeft afvalwatersurveillance gebruikt om een ​​COVID-19-uitbraak te identificeren, het laten testen en in quarantaine plaatsen van de bijna 300 studenten die in vier campuswoningen wonen - en de verspreiding ervan stoppen.

Als microbioloog met expertise in het bewaken van door voedsel overgedragen ziekteverwekkers, zoals Salmonella of op het E. coli, Ik ben altijd geïnteresseerd in betere manieren om infecties in populaties te identificeren.

Ziekte-identificatie momenteel afhankelijk van zieke mensen om medische hulp te zoeken. Maar veel zieke mensen zoeken geen hulp en ambtenaren zijn zich mogelijk dagen of weken niet bewust van ziektes of uitbraken, wat tot meer ziekte en overlijden leidt. Om uitbraken van infectieziekten, zoals COVID-19, aan te pakken, hebben we actieve bewakingssystemen nodig die niet afhankelijk zijn van de acties van zieke mensen.

Afvalwatersurveillance voor ziektedetectie

Afvalwatersurveillance werkt omdat veel infectieuze agentia worden uitgescheiden in lichaamsvloeistoffen, voor en tijdens actieve infectie. Wanneer deze vloeistoffen de riolering binnenkomen, worden ze naar een centrale afvalwaterzuiveringsinstallatie getransporteerd voor verwerking waar ze kunnen worden gedetecteerd.

Het nut van afvalwatersurveillance werd voor het eerst erkend in de jaren zestig, toen onderzoekers van de Yale University er werk van maakten verschillende experimenten om de doeltreffendheid van poliovaccinatiecampagnes te beoordelen. Ze testten het rioolwater in Middletown, Conn., Voor, tijdens en na het vaccinatieprogramma op verschillende stammen van het poliovirus.

Rioolmonsters worden verzameld in de slaapzalen van de Utah State University, op 2 september 2020. (AP Foto / Rick Bowmer)

Vijfendertig jaar later werd de gevoeligheid van afvalwaterbewaking voor het monitoren van vaccinatieprogramma's tegen poliovirus bevestigd in een elegante studie die bekend werd als de Helsinki-poliovirus-experiment.

Wetenschappers spoelden een poliovaccin door een toilet op 20 kilometer afstand van een afvalwaterzuiveringsinstallatie. De onderzoekers verzamelden vervolgens gedurende vier dagen afvalwatermonsters van de faciliteit en toonden aan dat ze het vaccin nog steeds konden detecteren nadat 800 miljoen liter afvalwater door het systeem was gegaan. Ze concludeerden dat één besmette persoon die het poliovirus verloor, kon worden opgespoord in een gemeenschap van 10,000 inwoners.

Ander onderzoek toonde aan dat uitbraken konden worden voorspeld door afvalwater te monitoren. In Israël bijvoorbeeld in de jaren zeventig was het besmettelijk poliovirus gedetecteerd in rioolwater negen dagen voordat artsen het eerste geval identificeerden. Deze aanpak werd later aangepast aan het succes van poliovaccin-campagnes internationaal volgen.

Monitoring van afvalwater als een systeem voor vroegtijdige waarschuwing

Deze experimenten legden de basis voor het gebruik van afvalwater om andere ziekten te monitoren.

In 2013, onderzoekers in Zweden meldde dat toezicht op het afvalwater vroegtijdig waarschuwde voor uitbraken van norovirus en hepatitis A-virus, twee oorzaken van door voedsel overgedragen virale ziekten. Tussen januari en mei 2013 werden dagelijks afvalwatermonsters verzameld om de twee weken bij een afvalwaterzuiveringsinstallatie in Göteborg. Met behulp van een techniek die de polymerasekettingreactie of PCR wordt genoemd, ontdekten de onderzoekers het genetisch materiaal van het norovirus twee tot drie weken voordat ze zieke mensen identificeerden.

Meerdere stammen (genetische typen) van het hepatitis A-virus werden ook gedetecteerd in afvalwatermonsters met behulp van PCR, en aanvullende analyse toonde aan dat twee stammen betrokken waren bij een aanhoudende uitbraak in Scandinavië en in Göteborg in het voorjaar van 2013.

Onderzoekers in Italië gebruikten een vergelijkbare benadering om aan te tonen dat ziekenhuispatiënten met diarree met een onbekende oorzaak in feite besmet waren met norovirussen.

Toezicht op sociale media

Een beperking van afvalwatersurveillance is dat het de daadwerkelijke mensen die besmet zijn niet kan identificeren. "Social media syndromic analysis", waarbij in posts op sociale media wordt gezocht naar beschrijvingen van symptomen die consistent zijn met een bepaalde ziekte, is naar voren gekomen als een effectieve tool voor surveillance van infectieziekten, waaronder COVID-19.

Door afvalwatermonitoring en analyse van sociale media samen te brengen, kunnen uitbraken in de gemeenschap worden opgespoord die anders misschien onopgemerkt waren gebleven, omdat de aanpak geïnfecteerde mensen identificeert die nog geen symptomen vertonen (presymptomatisch) of die geen symptomen vertonen (asymptomatisch). (Beide groepen kunnen het virus verspreiden.) Deze informatie kan door volksgezondheidsfunctionarissen worden gebruikt om fysieke afstand en andere isoleringspraktijken te versterken, zoals gericht testen van individuen om de verspreiding van de ziekte in de gemeenschap te beperken.

Toenemende internationale reizen en globalisering hebben geleid tot een snelle verspreiding van infectieziekten. Om dit te bestrijden, moet wereldwijde surveillance van infectieziekten in realtime of bijna realtime worden uitgevoerd en verder gaan dan alleen het monitoren van het aantal geïnfecteerde mensen, maar ook de mogelijkheid om snel nieuwe ziektepatronen te herkennen. De lage kosten, snelheid en het vermogen van afvalwatersurveillance om opkomende ziekteverwekkers op te sporen voordat ze endemisch worden, verbetert het vermogen om onverwijld op ziekte-uitbraken te reageren, waardoor wereldwijde ziekte en sterfte afneemt.

Over de auteur

Lawrence Goodridge, professor, voedselveiligheid, Universiteit van Guelph

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanaf The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees de originele artikel.

---

Aanbevolen boeken: Gezondheid

Fresh Fruit Cleanse: Detox, afvallen en herstellen van uw gezondheid met Nature's Most Delicious Foods [Paperback] door Leanne Hall.
Afvallen en je gezond voelen terwijl je je lichaam van gifstoffen schoonmaakt. Vers fruit reinigen biedt alles wat je nodig hebt voor een gemakkelijke en krachtige ontgifting, inclusief programma's van dag tot dag, overheerlijke recepten en advies voor het overschakelen van de reini- ging.
Klik hier voor meer info en / of om dit boek op Amazon te bestellen.

Thrive Foods: 200 Plant-Based Recepten voor Peak Health [Paperback] door Brendan Brazier.
Voortbouwen op de stressverminderende, gezondheidsbevorderende voedingsfilosofie geïntroduceerd in zijn veelgeprezen veganistische voedingsgids Thrive, professionele Ironman-triatleet Brendan Brazier richt nu zijn aandacht op je bord (ontbijtkom en lunchplateau).
Klik hier voor meer info en / of om dit boek op Amazon te bestellen.

Death by Medicine van Gary Null, Martin Feldman, Debora Rasio en Carolyn Dean
De medische omgeving is een doolhof geworden van in elkaar grijpende raden van bestuur van bedrijven, ziekenhuizen en overheden, geïnfiltreerd door de farmaceutische bedrijven. De meest toxische stoffen worden vaak als eerste goedgekeurd, terwijl mildere en meer natuurlijke alternatieven om financiële redenen worden genegeerd. Het is de dood door medicijnen.
Klik hier voor meer info en / of om dit boek op Amazon te bestellen.

fDeel

Tweet