fbpx

Situace, kdy se nacházíme někde mezi první a druhou vlnou epidemie onemocnění covid-19, volá po vývoji nových metod, jak najít číhající nákazu, která se ještě neprojevila. Vědci zkoumají, zda lze zahrnout do systému monitorování šíření SARS-CoV-2 i sledování složení odpadní vody

Zveřejněno: 17. 8. 2020

O některých věcech není sporu, ať už je americký prezident prezentuje na Twitteru či ne. USA patří, co se týče rozšíření nákazy covidu-19, k nejhůře postiženým zemím světa. Zároveň jde ale o zemi, kde je dostatek kapacit, aby nemoc mohly sledovat. Proto tam vědci začali také velmi intenzivně zkoumat možnosti nepřímého monitoringu nákazy. V texaském Houstonu tak třeba sledují virus SARS-CoV-2 v kanalizaci. Co jim každodenně odebírané vzorky prozrazují?

Zkoumané lokality pomyslně rozdělují Houston téměř na čtyři desítky různých částí podle kanalizačního systému, a je tak možné odhadnout stav nemoci covid-19 mezi obyvateli dané čtvrti. „Pomocí vzorkování v kanalizaci zjišťujeme, jak se virus přenáší v populaci. SARS-CoV-2 se objevuje ve vlnách napříč celým městem. Na jednom místě může být virus na poklesu, zatímco jinde stoupá,“ říká Anthony Maresso, mikrobiolog z Baylor College of Medicine v Houstonu.

SARS-CoV-2 je možno detekovat z výkalů ještě před potvrzením nákazy.

Zkoumání nemoci v odpadu není pouhou lehce obscénní fekální hrou vědců. Genetické stopy viru SARS-CoV-2 v odpadních vodách totiž odpovídají trendům onemocnění napříč celým světem. Nizozemská studie zkoumala detekci koronaviru v odpadních vodách ve městě Amersfoort. „První stopy viru byly izolovány šest dní před vypuknutím nemoci covid-19 v Amersfoortu. Studie naznačuje, že je možné detekovat SARS-CoV-2 ještě před potvrzením nákazy u lidí, což může sloužit jako včasné varování před přenosem v komunitě,“ říká profesor Gertjan Medema, mikrobiolog z Ústavu pro výzkum vody KWR, který výzkum v Nizozemsku vedl.

Omezení klasického testování

V současné chvíli jsou zdravotníci odkázáni na detekci viru v krvi nebo v dýchacích cestách. Nemocný člověk ale musí mít nemoc dostatečně rozvinutou, aby byl výsledek pozitivní. Tento přístup pochopitelně zachytí méně případů, než jich ve skutečnosti je. Nemocný člověk může nákazu šířit dále, protože test byl falešně negativní. Proto si vědci od testování odpadních vod slibují rychlejší detekci viru v populaci a následné zamezení jeho šíření.

Pro úspěšnou předpověď počtu infikovaných osob je prioritou jednotný postup pro všechny laboratoře. Vzorky, které jsou v kanalizaci nebo na přítoku na čistírnu odebrány, nejsou totiž vždy stejného složení, a to může pozměnit odezvu viru ve vodě. Virus je v odpadních vodách velmi naředěný a je potřeba citlivě zvolit způsob, jímž se určí koncentrace viru v dané populaci.

Koncentrace viru ve stolici je velmi vysoká v počátečních stádiích infekce, kdy ještě pacient nemá příznaky.

Co se týče USA, tak z čísel udávajících koncentraci viru a počet nakažených vytvářejí vědci z Biobot Analytics matematický model, který by měl v budoucnu udávat možnost rozšíření viru v populaci i bez nutnosti odebírání vzorků. A čím více údajů o počtu nakažených lidí a koncentraci viru v odpadních vodách budou vědci mít, tím lépe bude model čísla nakažených v dané lokalitě udávat.

A jak je to možné? Vědci zjistili, že koncentrace viru ve stolici je velmi vysoká v počátečních stádiích infekce, kdy ještě pacient nemá příznaky. Potom vylučování viru exponenciálně klesá. Náhlé zvýšení detekce koronaviru pak odpovídá výskytu nemoci, která ještě nemůže být detekována pomocí standardních metod.

Nejednoznačné splašky?

Matematické modelování závislosti koronaviru v odpadních vodách na množství nakažených lidí má ve vědeckém světě samozřejmě i své odpůrce. Namítají, že každý člověk může vylučovat jiné množství koronaviru, a také není jasné, jak dlouho virus ve vodě vydrží. Koncentrace viru dokonce závisí na zvycích a denním programu lidí. Lidé z chudších oblastí USA, kteří vykonávají pouze nárazovou práci, mají ve spádové čistírně více viru než zaměstnaní lidé z bohatších oblastí pouhých pár kilometrů vedle. 

„Monitoring patogenů v odpadních vodách je stále ve vývinu,“ říká Amy Kirbyová, mikrobioložka v americkém centru pro kontrolu a prevenci nemocí. „V budoucnu ale určitě monitoring splaškových vod zahrneme, ovšem ne samotný. Už nyní pracujeme na plánech, jak jej zahrnout do systému varujících na nákazu covid-19 společně s dalšími indikátory,“ dodává bioložka.

Bezpečný návrat studentů

Rob Knight, mikrobiolog na univerzitě v San Diegu, ve své studii každopádně ukazuje, že testování splašků má velký potenciál. Jeho vědecký tým plánuje v rámci bezpečného návratu studentů na univerzitu vzorkovat splašky z kaváren, kolejí a dalších budov v kampusu. V případě detekce SARS-CoV-2 bude mít k dispozici sledování kontaktů a speciální ubytovnu, kde budou případně nakažení studenti v izolaci. 

Výkyvy v koncentraci koronaviru ve splaškové vodě, které nelze ještě zcela vysvětlit, uznává i tento tým vědců. Podle Knighta by mohla pomoci přesnější metoda detekce. Přesné určení virové RNA by umožnilo identifikaci konkrétního viru od konkrétního člověka. Odpovědělo by se tím na otázku, zda je koncentrace viru vysoká pouze kvůli jednomu pozitivnímu jedinci, nebo proto, že je pozitivních více lidí. Budoucnost měření rozšíření virů v dané komunitě pomocí splašků každopádně není tak kalná, jak by se mohlo na první pohled zdát.

Související…

Profesor Libor Grubhoffer: S uvolněním cestování po Evropě jsme se unáhliliSenátor Jan Žaloudík ke Covidu-19: Nechali jsme se vtáhnout do virtuální realityMěsto navýšilo pomoc pro podnikatele v rámci programu COVID Praha

foto: Shutterstock, zdroj: Nature Biotechnology

Tipy redakce

Ráj na zemi nastane, až zjistíme, že si realitu tvoříme sami, říká profesor Jan Rak

Ráj na zemi nastane, až zjistíme, že si realitu tvoříme sami, říká profesor Jan Rak

Je realita to, co vidíme? Nebo si ji každý z nás vytváří po svém? Co nám vlastně o...

V Praze se dají za půl hodiny vyžebrat i 2 000, říká bývalý bezdomovec

V Praze se dají za půl hodiny vyžebrat i 2 000, říká bývalý bezdomovec

Flákač, budižkničemu, alkoholik, čórka. To jsou typické konotace, které si mnoho z...