全球化何時重啟？污水新冠病毒監測成重要一環
今年1月21日，美國疾病控制與預防中心 (CDC)的一份報告引起了醫學界和污水界的同時關注。這份報告指出，新冠病毒的變種奧密克戎(Omicron)很有可能在美國首例確診病例官宣的一周前就已經存在于紐約市的污水中了。同時報告表示，污水監測是一個可行的早期預警系統，可以幫助跟蹤新冠病毒變種的傳播。其實早在美國CDC發布這份報告的10天前，IWA就于1月12日組織了一場關于奧密克戎早期檢測的線上國際研討會。這次研討會由2016年斯德哥爾摩水獎得主、美國密歇根州立大學的Joan Rose教授作為主持，并請到了來自荷蘭、美國和澳洲的三個團隊的代表介紹他們的相關研究成果。今天我們將帶大家一起回顧這場研討會的關鍵信息。
微滴式數字聚合酶連鎖反應(DD-PCR)
來自荷蘭水循環研究所（KWR）的微生物學家Gertjan Medema教授是第一個發言嘉賓。在污水的病毒監測方面，KWR以Medema教授為首的研究小組一直積極為同行分享技術經驗。早在2020年5月，他們是當時最早介紹RNA檢測流程的機構，當時使用的是RT-PCR方法。在這次報告里，他為我們介紹了另一種RNA監測技術，叫DD-PCR(微滴式數字聚合酶連鎖反應)。
DD-PCR被稱為第三代PCR技術，相比傳統PCR（第一代）及RT-PCR（第二代），它的數據有更高的準確度、精密度及靈敏度。其原理是對樣品進行微滴化處理，均勻稀釋待測核酸片段，將含有核酸分子的反應體系分成很多個微滴，再分散至大量的微反應器或微油滴中，每個微滴可能會包含或不包含1個待檢的目標核酸。由于污水中PCR抑制劑水平較高，而且病毒濃度水平較低，所以基于傳統核酸PCR的污水檢測十分復雜。DD-PCR檢測技術提供了超靈敏且對PCR抑制劑耐受的替代方法，因此快速受到世界各地的污水檢測團隊的關注。Medema教授表示隨著新冠病毒變種的不斷演變，污水檢測也要相應調整檢測方法，以便為公共衛生部門提供更加具體和及時的信息。荷蘭成立了一個叫Wastewater4Covid的項目，他們使用RT-dd-PCR技術來監測新冠病毒的N501Y變異(N501Y意指在501這個位置的N變成了Y)。使用該檢測方法，可以同時檢測含有突變 501Y和野生型501N的變體數量。荷蘭阿姆斯特丹和烏德勒支兩個城市的污水樣品分析數據表明，這種方法可以測定污水樣本中含有N501Y變體的濃度和比例，而且污水中出現的N501Y變異和荷蘭人群出現的英國肯特變種株(B.1.1.7)相對應。這些結果表明RR-dd-PCR可以對現有變體或未來的變體提供靈敏和準確的監測。這對公共衛生部門的決策提供寶貴的信息支持。
污泥中的病毒RNA
第二位嘉賓是來自美國斯坦福大學土木及環境工程教授Alexandria Boehm，她也是美國CDC那份報告的作者之一。Boehm教授主要分享了美國團隊對污水廠初沉污泥的新冠病毒的監測。
他們的研究結果顯示，初沉污泥檢出新冠病毒的頻率要高于進水樣品。另外，在分析方法方面，相比兩步式RT-QPCR和兩步 RT-dd-PCR，一步式RT-dd-PCR更容易檢出新冠病毒。
https://www.protocols.io/view/quantification-of-sars-cov-2-variant-mutations-hv6-b2qmqdu6
客機的新冠病毒檢測
第三個發言嘉賓來自澳大利亞聯邦科學與工業研究組織(CSIRO)的Warish Ahmed博士。國際航空是新冠病毒在不同國家之間傳播的重要途經之一。為了檢測新冠病毒，CSIRO的研究人員對在2020年 12 月至2021年 3 月期間返澳的37架航班的樣本進行分析。
結果顯示，盡管所有乘客（5歲以下兒童除外）需要在登機前出示48小時病毒陰性證明，但這37個航班中的 24個的污水樣本檢出新冠病毒RNA，檢出率高達65%。感染者在出現癥狀前大約兩到五天會在糞便中排出病毒。而在抵澳后的14 天隔離期間，臨床測試在6570 名乘客中僅發現112 例COVID-19 病例（1.7%）。
CSIRO的采樣工具
IWA專門為COVID-19成立了特別工作組，它向全球各地的水務部門提供有關新冠病毒的最新信息，包括介紹病毒屬性、病毒在污水中的監測手段、水廠工人和公眾健康所需的保護措施等最新信息。特別工作組將關注（但不僅限于）：
·供水安全（例如水源中病毒的存在情況/水處理過程中病毒的去向和滅活）
·污水監測（評估病毒經由水系統在社區傳播的風險）
·公共衛生安全（例如水回用、污泥回用、環境中懸浮顆粒、氣溶膠等造成的傳播風險）
·水行業從業人員的健康和安全
·與保障水務服務相關的風險分析
·積極的用戶參與交流機制（例如提醒公眾勤洗手并保持衛生習慣、解決特殊時期供水、水費支付等方面的困難）
感興趣的讀者可以通過以下網址關注這個工作小組的動態。
https://iwa-network.org/groups/covid-19-task-force/
小結
新冠疫情何時能真正過去仍是未知數，但有一點愈發清晰的是——水務部門的角色更加關鍵，特別是針對未來可能出現的新變種，水務部門能給公共衛生部門提供重要的信息支持。IWA已將本次網絡研討會的全程錄像發布在官網，大家可回看：
https://iwa-network.org/learn/early-detection-of-omicron-variant-with-wastewater-surveillance/
即將于今年3月27日-4月2日在美國舉辦的水與污水處理前沿技術大會(LET大會)也會開設為基于廢水的流行病學(WBE)專場，歡迎各位關注。
大會官網：https://iwa-let.org/
另外，感興趣的讀者，也可以訪問以下兩個網址了解更多關于全球污水COVID-19監測的信息：W-SPHERE （https://sphere.waterpathogens.org/）
COVIDPoops19
（https://ucmerced.maps.arcgis.com/apps/dashboards/c778145ea5bb4daeb58d31afee389082）
