Hoe afvalwatermonitoring toekomstige pandemieën zal helpen voorkomen

monitoring pandemieën in afvalwater 7 10 
Het bemonsteren van afvalwater kan tijdrovend zijn. John Eisele/Colorado State University

microbiologen Susan De Long en Carol Wilusz ontmoetten elkaar en werden liefhebbers van afvalwater in april 2020 toen een basisgroep van exploitanten van afvalwaterzuiveringsinstallaties hen vroeg een test te ontwikkelen en in te zetten om SARS-CoV-2 te detecteren in monsters uit de riolen van Colorado. De Long is een milieu-ingenieur die nuttige bacteriën bestudeert. Wilusz' expertise ligt in RNA-biologie. Hier beschrijven ze hoe afvalwatertoezicht werkt en wat het zou kunnen doen in een postpandemische toekomst.

Hoe wordt afvalwater gecontroleerd op SARS-CoV-2?

Afvalwatertoezicht maakt gebruik van het feit dat veel menselijke pathogenen en producten van het menselijke metabolisme van geneesmiddelen in de urine, uitwerpselen of beide terechtkomen. Het SARS-CoV-2-virus dat COVID-19 veroorzaakt, duikt verrassend op grote hoeveelheden in de ontlasting van geïnfecteerde mensen, ook al is dit geen belangrijke route voor overdracht van ziekten.

Om erachter te komen of er ziekteverwekkers aanwezig zijn, moeten we eerst een representatief monster afvalwater verzamelen, ofwel rechtstreeks uit het riool of op het punt waar wat ingenieurs 'influent' noemen een zuiveringsinstallatie binnenkomt. We kunnen ook vaste stoffen gebruiken die uit het afvalwater zijn bezonken.

Technici moeten dan grote deeltjes ontlasting verwijderen en eventuele microben of virussen concentreren. De volgende stap is het extraheren van hun nucleïnezuren - het DNA of RNA dat de genetische informatie van de ziekteverwekkers bevat.

De sequenties in het DNA of RNA fungeren als unieke streepjescodes voor de aanwezige pathogenen. Als we bijvoorbeeld genen detecteren die uniek zijn voor SARS-CoV-2, weten we dat het coronavirus in onze steekproef zit. We gebruiken op PCR gebaseerde benaderingen, vergelijkbaar met die gebruikt in klinische diagnostische tests, om SARS-CoV-2-sequenties te detecteren en te kwantificeren.

Door de nucleïnezuursequentie in meer detail te karakteriseren, kan informatie worden verkregen over virale stammen, bijvoorbeeld het kan varianten identificeren zoals ommicron BA.2.

Momenteel is de overgrote meerderheid van de inspanningen voor afvalwatertoezicht gericht op SARS-CoV-2, maar dezelfde technieken werken met andere pathogenen, waaronder poliovirus, invloed en norovirussen.

Vóór de pandemie was één aanvraag: monitoring op zeldzame uitbraken van poliovirus in gebieden waar poliovaccinatie aan de gang is. Afvalwater kan ook worden gecontroleerd op tekenen van verschillende medicijnen om inzicht te krijgen in de niveau en soort drugsgebruik in een populatie.

Waar gaan de gegevens heen?

Tijdens de pandemie hebben de Amerikaanse Centers for Disease Control and Prevention de Nationaal afvalwaterbewakingssysteem specifiek om SARS-CoV-2 in het hele land te volgen. Meer dan 800 sites rapporteren gegevens aan dit NWSS-systeem, maar niet alle staten en provincies zijn momenteel vertegenwoordigd.


 Ontvang de nieuwste via e-mail

Wekelijks tijdschrift Dagelijkse inspiratie

monitoring pandemieën in afvalwater2 7 10 Meer dan 800 locaties die populaties van verschillende groottes bestrijken, rapporteren COVID-19-afvalwaternummers aan de CDC. CDC COVID-datatracker, CC BY

Veel overheidsinstanties, zoals de Colorado Department of Public Health and Environment, en steden, zoals Tempe, Arizona, hebben hun eigen dashboards voor het rapporteren van gegevens. Sommige bedrijven die afvalwateranalyses uitvoeren, rapporteren gegevens op hun eigen dashboardsOok.

Naar onze mening is de NWSS een spannende eerste stap in het monitoren van de volksgezondheid via afvalwater. In andere landen worden soortgelijke systemen opgezet, inclusief Australië en Nieuw Zeeland.

Wat laten afvalwatergegevens echt zien?

SARS-CoV-2-niveaus in afvalwater van grote populaties zijn een uitstekende indicator voor het infectieniveau in een gemeenschap. Het systeem houdt automatisch iedereen in de gaten die in het riool woont, dus het is anoniem, onbevooroordeeld en billijk. Belangrijk is dat het ook onmogelijk is om de infectie terug te traceren naar een bepaalde persoon, huishouden of buurt zonder extra monsters te nemen.

Afvalwatertoezicht is niet afhankelijk van de beschikbaarheid van klinische tests of mensen die hun testresultaten rapporteren. Het pikt ook asymptomatische en presymptomatische gevallen van COVID-19 op; dit is van cruciaal belang omdat mensen die besmet maar je niet ziek voelt kan nog steeds COVID-19 verspreiden.

Naar onze mening wordt het testen van afvalwater steeds belangrijker naarmate er meer COVID-19-tests thuis worden gedaan. En omdat vaccinatie ook heeft geleid tot mildere en asymptomatische gevallen van COVID-19, kunnen mensen besmet raken zonder getest te worden. Deze factoren betekenen dat klinische casusgegevens minder informatief zijn dan eerder in de pandemie, terwijl afvalwatergegevens een consistente indicator blijven voor het infectieniveau van de gemeenschap. Afvalwaterbewaking is niet afhankelijk van mensen die een positieve thuistest melden of zelfs maar op de hoogte zijn van hun infecties. Spencer Platt/Getty Images Nieuws

Tot nu toe kun je het aantal geïnfecteerde personen in een gemeenschap niet nauwkeurig voorspellen op basis van het virusniveau in het afvalwater. Het stadium van iemands infectie, hoe hun lichaam reageert op het virus, de virale variant, hoe ver een persoon was van waar het afvalwatermonster werd genomen, zelfs het weer kan allemaal invloed hebben op de hoeveelheden SARS-CoV-2 gemeten in rioolwater.

Maar wetenschappers kunnen relatieve veranderingen in infectiepercentages afleiden. Kijken hoe virale niveaus op en neer gaan in rioolwater, geeft een glimp van of het aantal gevallen stijgt of daalt in de gemeenschap als geheel.

Omdat SARS-CoV-2 dagen of zelfs weken voordat uitbraken plaatsvinden in afvalwater kan worden gedetecteerd, kan monitoring van afvalwater een vroege waarschuwing geven dat maatregelen op het gebied van de volksgezondheid gerechtvaardigd kunnen zijn. En trends in het signaal zijn belangrijk – als je weet dat het niveau stijgt, kan het een goed moment zijn om een ​​maskermandaat opnieuw in te stellen of thuiswerken aan te bevelen. Op dit moment gebruiken volksgezondheidsfunctionarissen gegevens voor het monitoren van afvalwater samen met andere informatie zoals testpositiviteitspercentages en het aantal klinische gevallen en ziekenhuisopnames in de gemeenschap om dit soort beslissingen te nemen.

Gegevens van sequencing kunnen ook helpen bij het detecteren van nieuwe varianten en het bewaken van hun niveaus, waardoor gezondheidsreacties rekening kunnen houden met de kenmerken van de aanwezige variant.

In kleinere populaties, zoals in slaapzalen van universiteiten en verpleeghuizen, kan afvalwatermonitoring een klein aantal geïnfecteerde mensen detecteren. Dat kan alarm slaan dat gerichte klinische tests zijn om geïnfecteerde mensen te identificeren voor isolatie. Vroege detectie, gericht testen en quarantaine zijn: effectief in het voorkomen van uitbraken. In plaats van klinische tests te gebruiken voor routinematige monitoring, kunnen beheerders storende klinische tests reserveren voor momenten waarop SARS-CoV-2 in het afvalwater wordt gedetecteerd.

Hoe ziet de monitoring er in de toekomst uit?

Wijdverbreid en routinematig gebruik van afvalwatermonitoring zou volksgezondheidsfunctionarissen toegang geven tot informatie over de niveaus van een reeks mogelijke infecties in Amerikaanse gemeenschappen. Deze gegevens kunnen als leidraad dienen voor beslissingen over waar aanvullende middelen aan gemeenschappen kunnen worden verstrekt, zoals het houden van test- of vaccinatieklinieken op plaatsen waar de infectie toeneemt. Het kan ook helpen bepalen wanneer interventies zoals maskeren of schoolsluitingen nodig zijn.

In het beste geval kan afvalwatermonitoring een nieuw virus opvangen wanneer het voor het eerst in een nieuw gebied aankomt; een vroege sluiting in het zeer gelokaliseerde gebied zou mogelijk een toekomstige pandemie kunnen voorkomen. Interessant is dat onderzoekers SARS-CoV-2 hebben gedetecteerd in gearchiveerde afvalwatermonsters die eerder zijn verzameld bij iemand was Covid-19 vastgesteld. Als afvalwatermonitoring eind 2019 deel had uitgemaakt van de gevestigde volksgezondheidsinfrastructuur, had dit een eerdere waarschuwing kunnen geven dat SARS-CoV-2 een wereldwijde bedreiging aan het worden was.

Voorlopig is het opzetten en exploiteren van een nationaal afvalwaterbewakingssysteem, met name een systeem dat monitoring op gebouwniveau op belangrijke locaties omvat, echter nog te duur en arbeidsintensief.

Lopende onderzoeks- en ontwikkelingsinspanningen proberen de bemonstering van afvalwater te vereenvoudigen en te automatiseren. Aan de analysezijde zal aanpassing van PCR- en sequencingtechnologieën om andere pathogenen, waaronder nieuwe, te detecteren, van vitaal belang zijn om ten volle te profiteren van een dergelijk systeem. Uiteindelijk kan afvalwatertoezicht bijdragen aan een toekomst waarin pandemieën veel minder dodelijk zijn en minder sociale en economische gevolgen hebben.

Over de Auteurs

Susan De Long, universitair hoofddocent civiele techniek en milieutechniek, Colorado State University en Carol Wilusz, hoogleraar Microbiologie, Immunologie en Pathologie, Colorado State University

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


Aanbevolen boeken: Gezondheid

Vers fruit reinigenFresh 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.

Gedijen FoodsThrive 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 NullDeath 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.


Dit vind je misschien ook leuk

volg InnerSelf op

facebook icontwitter iconyoutube iconinstagram pictogrampintrest pictogramrss-pictogram

 Ontvang de nieuwste via e-mail

Wekelijks tijdschrift Dagelijkse inspiratie

BESCHIKBARE TALEN

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeeliwhihuiditjakomsnofaplptroruesswsvthtrukurvi

MEEST GELEZEN

baby lacht
Het heilige hernoemen en terugvorderen
by Phyllida Anam-Áire
Wandelen in de natuur, lekker eten, poëzie, spelen met onze kinderen, dansen en zingen,…
Een Equinox-altaar
Een Equinox-altaar en andere herfst Equinox-projecten maken
by Ellen Evert Hopman
Herfst Equinox is de tijd waarin de zeeën ruw worden als de winterstormen beginnen. Het is ook de…
digitaal geld 9 15
Hoe digitaal geld onze manier van leven heeft veranderd
by Daromir Rudnyckyj
In eenvoudige bewoordingen kan digitaal geld worden gedefinieerd als een vorm van valuta die computernetwerken gebruikt om ...
nieuwsgierige kinderen 9 17
5 manieren om kinderen nieuwsgierig te houden
by Perry Zurn
Kinderen zijn van nature nieuwsgierig. Maar verschillende krachten in de omgeving kunnen hun nieuwsgierigheid naar…
hernieuwbare energie 9 15
Waarom het niet milieubelastend is om voor economische groei te zijn?
by Eoin McLaughlin et al
Te midden van de huidige crisis in de kosten van levensonderhoud zijn veel mensen die kritisch staan ​​tegenover het idee van economische …
rustig stoppen 9 16
Waarom je met je baas moet praten voordat je 'Rustig stopt'
by Cary Cooper
Rustig stoppen is een pakkende naam, populair op sociale media, voor iets dat we waarschijnlijk allemaal hebben ...
Net als genen gaan je darmmicroben van de ene generatie naar de volgende
Net als genen gaan je darmmicroben van de ene generatie naar de volgende
by Taichi A. Suzuki en Ruth Leyo
Toen de eerste mensen Afrika verlieten, droegen ze hun darmmicroben met zich mee. Blijkt,…
koalabeer "vast" in een boom
Wanneer het slim is om langzaam te zijn: lessen van een koalabeer
by Danielle Clode
De koala klampte zich vast aan een oud boomhert terwijl hij strandde in de Murray River, aan de grens...

Nieuwe attitudes - nieuwe mogelijkheden

InnerSelf.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.com | InnerSelf Market
Copyright © 1985 - 2021 InnerSelf Publications. Alle rechten voorbehouden.