qPCR推动传染病废水监测

SARS-CoV-2在感染者的粪便中排出，因此可以使用定量聚合酶链反应(qPCR)在废水中检测到。在整个COVID-19大流行期间，科学家们使用qPCR驱动的废水监测作为衡量社区内病毒流行率(包括相关变体的存在和分布)的一种手段，从而避免了进行全面大规模检测的需要。1,2加拿大公共卫生局国家微生物实验室(NML)建立了一个横跨全国三个海岸的废水监测网络。3-6在接受《科学家》采访时，NMLOneHealth主任NatalieKnox讨论了这些为保护加拿大人免受当前和未来威胁而做出的努力。

为什么废水监测很重要?qPCR如何成为金标准技术?

我们可以从单个废水样本中获得大量有价值的信息，使我们能够确定趋势并衡量社区内的疾病负担。qPCR已成为黄金标准，因为它是一种相对简单的技术，经过数十年的建立和测试。它具有成本效益，并且不需要大量设备，因此任何标准分子实验室(公共卫生、学术、甚至第三方私人实验室)都可以进行废水检测。

然而，废水检测比临床样本检测更复杂。废水变化很大。它受到工业排放、近期气候模式(即融雪)和大降水事件等因素的影响，从而影响qPCR检测结果的解释。我们可以使用一些质量控制指标，但没有一个指标适用于每一个废水基础设施设置。在一个处理厂中取得良好效果的方法在另一个处理厂中可能效果不佳。选择哪些指标适用于特定的废水基础设施情况需要仔细评估，目前在这个领域正在进行大量研究。

COVID-19qPCR工作流程对于其他传染病的可转化性如何?

对于某些疾病，已经存在良好的临床目标，科学家可以优化废水测试。在其他情况下，需要额外的验证和优化。此外，流感病毒等快速进化的病原体可能会在引物靶标区域出现突变，从而导致错误的结果。我们必须不断监控我们的检测，以确保它们按预期运行。

为什么qPCR数据有利于疾病建模?

建模的目的是给我们一个短期预测，以便我们做出相应的计划。例如，我们合作的加拿大北部偏远社区使用废水信号来评估其社区成员的风险。有一个例子，不断增加的废水信号帮助他们对可能存在大量接触的公共社区活动采取了保护措施。

在大流行开始时，有许多不同的数据源可用于建模。随着疫情的发展，数据变得越来越少，目前废水是模型的主要来源。这种趋势可能会持续下去，因为目前的临床测试不再能代表人群。

研究人员如何利用废水监测来追踪地方病?

我们知道呼吸道合胞病毒(RSV)和流感病毒有季节性模式。我们希望利用这些信息来表示流感或RSV季节的开始，并与疫苗接种活动和针对高危人群的适当预防性治疗相协调。这就是废水检测可以帮助为具体的公共卫生行动提供信息，以确保这些社区和弱势群体受到保护。

最后，您的团队未来的目标是什么?

目前最大的挑战是确定加拿大各地废水处理计划的可持续性。这包括确定从哪些站点进行采样，确保可以公平地进行测试，以及确定理想的采样频率。它还涉及为公共卫生设定明确的阈值和解释指南。在过去的三年里，我们花了很多时间来开发方法，我们已经达到了需要能够根据数据采取行动的地步。