Текущая программа, которая контролирует сточные воды на наличие SARS-CoV-2 и которая эффективно предсказала последующие всплески случаев COVID-19 в Сан-Диего, была расширена для выявления наличия оспы обезьян.
С момента первого подтвержденного случая оспы обезьян в Калифорнии в конце мая число зарегистрированных случаев неуклонно росло в штате и по всей стране, в настоящее время достигло почти 100 в округе Сан-Диего и более 1300 в Калифорнии.
1 августа 2022 г. штат объявил чрезвычайную ситуацию в области общественного здравоохранения; Округ Сан-Диего последовал его примеру на следующий день. 4 августа 2022 г. была объявлена чрезвычайная ситуация в области общественного здравоохранения на федеральном уровне , по всей стране зарегистрировано более 7000 случаев заболевания. Это всего лишь пятая подобная национальная чрезвычайная ситуация с 2001 года. Страна остается в чрезвычайном положении из-за пандемии коронавируса.
Мониторинг и тестирование вируса оспы обезьян — это относительно простое дополнение к текущей программе наблюдения за сточными водами на наличие SARS-CoV-2, сказал Роб Найт, доктор философии, профессор и директор Центра инноваций микробиома в Калифорнийском университете в Сан-Франциско. Диего.
Но с изюминкой.
«Это тот же процесс, что и мониторинг количественной ПЦР SARS-CoV-2, за исключением того, что мы тестировали на другой вирус. Оспа обезьян — это ДНК-вирус, поэтому немного удивительно, что наш процесс оптимизирован для SARS-CoV-2. который является РНК-вирусом, работает так хорошо», — сказал он.
Исследователи начали экспериментировать с возможностью того, что их тест может работать с обоими типами вируса в мае, а в начале июня начали контролировать сточные воды с очистных сооружений Пойнт-Лома, которые обслуживают 2,2 миллиона жителей Сан-Диегана, на наличие вируса оспы обезьян.
Первый положительный показатель возник 10 июля 2022 г. при уровнях, близких к пределу обнаружения: 10 565,54 копий вируса на литр сточных вод. С тех пор уровни резко возросли, немного повышаясь и снижаясь, но имеют тенденцию к повышению с текущим максимумом в 189 309,81 копий вируса на литр сточных вод 2 августа 2022 года.
Найт сказал, что еще предстоит выяснить, может ли мониторинг уровней вирусной нагрузки обезьяньей оспы в сточных водах предсказать будущую инфекцию или заболеваемость.
«Мы еще не знаем, будут ли данные предвидеть всплески заболеваемости, как в случае с COVID», — сказал он. «Это зависит от того, когда вирус выделяется из организма, и от того, насколько серьезны симптомы, заставляющие людей обращаться за медицинской помощью. В принципе, это различно для каждого вируса, хотя на практике сточные воды, по-видимому, являются прогностическим фактором для нескольких вирусов».
И система еще не настроена для секвенирования геномов обезьяньей оспы, что необходимо для обнаружения появляющихся вариантов. Но в целом, сказал Найт: «ДНК-вирусы развиваются намного медленнее, чем РНК-вирусы, поэтому мы не ожидаем, что варианты появятся и распространятся так же быстро».
Кристофер Лонгхерст, доктор медицинских наук, главный врач Калифорнийского университета в Сан-Диего, сказал, что мониторинг обезьяньей оспы был важным нововведением в том, что он назвал «упреждающим наблюдением».
«Рост уровня обезьяньей оспы в сточных водах четко коррелирует с растущим распространением этого вируса. Обнаружение и мониторинг помогут предупредить нас о ситуациях до того, как они перерастут в кризис, давая системам здравоохранения и государственным учреждениям время для реагирования, подготовки и действий».
Вильма Вутен, доктор медицинских наук, магистр здравоохранения, сотрудник службы здравоохранения округа Сан-Диего, согласилась: «Как мы видели в случае с COVID-19, это может служить дополнительным окном в то, как вирус распространяется и влияет на наше сообщество. Округ ценит работу со всеми партнерами и надеется на продолжение наших рабочих отношений для устранения угроз для здоровья населения».
Доказательства и опыт
Люди, инфицированные SARS-CoV-2, выделяют вирус в свои отходы еще до того, как у них проявляются симптомы COVID-19. Этот факт стимулировал разработку первой программы проверки сточных вод в конце 2020 года, когда исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Диего и UC San Diego Health начали масштабное сотрудничество по сбору образцов сточных вод в кампусе с использованием роботов для автоматического отбора проб для последующего анализа. Программа была разработана, чтобы помочь студентам безопасно вернуться в университетский городок.
В конечном итоге мониторинг сточных вод и определение последовательности были распространены на регион.
Центральное место в этих усилиях занял SEARCH (Эпидемиология и исследования в области здоровья COVID в Сан-Диего), консорциум ученых из Калифорнийского университета в Сан-Диего, Scripps Research и детской больницы Рэди в Сан-Диего, работающий с должностными лицами общественного здравоохранения округа Сан-Диего и другими.
Также задействованы: лаборатория Expedited COVID IdenTification Environment (EXCITE), созданная в сотрудничестве с Knight; Луиза Лоран, доктор медицинских наук, профессор кафедры акушерства, гинекологии и репродуктивных наук; и Джин Йео, доктор философии, профессор клеточной и молекулярной медицины, оба в Медицинской школе Калифорнийского университета в Сан-Диего.
«Опираясь на успех SEARCH за последние несколько лет, замечательно видеть, что наблюдение за сточными водами здесь, в Сан-Диего, расширено, чтобы также включить оспу обезьян, а также создать гибкую систему для будущих человеческих патогенов», — сказал Кристиан Андерсен, доктор философии. ., профессор Scripps Research. «Эта работа возможна только благодаря тесному сотрудничеству между Калифорнийским университетом в Сан-Диего, Scripps Research и округом Сан-Диего. Она действительно устанавливает стандарт эффективного партнерства в области общественного здравоохранения и академических кругов в стране».
В июле сотрудники SEARCH опубликовали в журнале Nature отчет, описывающий успех секвенирования сточных вод и обнаружения вирусов, сообщая, что программа эффективно идентифицировала новые вирусные «варианты, вызывающие озабоченность» за 14 дней до традиционного клинического тестирования, и может быть надежно использована для прогнозирования предстоящие всплески местной инфекции и заболеваемости.
Ранее опубликованное исследование показало, что наблюдение за сточными водами обеспечило раннее выявление 85 процентов случаев COVID-19 в кампусе Калифорнийского университета в Сан-Диего, что позволило принять более эффективные меры по смягчению последствий и профилактике.
Исследователи заявили, что изучают возможность добавления других патогенов в программу наблюдения за сточными водами, включая полиовирус, который вновь появился в некоторых частях Соединенных Штатов.
«Добавить в процесс новые патогены довольно легко», — сказал Смрути Картикеян, доктор философии, инженер-эколог и научный сотрудник лаборатории Найта, курировавший мониторинг сточных вод в Калифорнийском университете в Сан-Диего. «Это выполнимо в короткие сроки. Мы можем получить больше информации за то же время».
