

当美国的Covid-19公共卫生紧急状态于周四结束时,冠状病毒不会消失。但许多帮助美国人监控病毒的数据流将会消失。
美国疾病控制与预防中心将停止将社区Covid-19水平制成表格,不再需要医院提供某些病例信息或实验室提供测试数据。随着免费检测的减少,随着美国人转向家庭检测,官方病例数变得不那么可靠,可能会进一步偏离现实。
但想要密切关注病毒的专家仍有一个有价值的选择:污水。
感染冠状病毒的人,无论他们是否接受新冠病毒检测或寻求医疗护理,都会通过粪便排出病原体,使官员能够长期跟踪社区中的病毒水平,并观察新变种的出现。
这种方法在大流行期间迅速推广。该项目负责人艾米·柯比说,疾控中心于2020年底建立了国家废水监测系统,现在包括来自1400多个采样点的数据,分布在50个州、3个地区和12个部落社区。她说,这些数据涵盖了约1.38亿人,占美国人口的40%以上。
柯比博士指出,随着其他追踪工作逐渐结束,一些社区正在竞相建立废水监测项目,这是第一次。她说:“这实际上提高了人们对废水的兴趣。”
科学家说,在未来的几个月里,废水监测将变得更加重要,它应该有助于官员发现一些早期的疫情。
但是,专家们说,废水监测仍然缺少许多社区,需要做更多的工作,将最初的临时应急努力转变为可持续的国家系统。随着疫情的持续发展,官员们需要考虑如何使用这些数据。
“废水必须得到改善,”威斯康星大学麦迪逊分校(University of Wisconsin-Madison)病毒学家戴维·奥康纳(David O 'Connor)说。“在解释废水数据告诉我们的信息时,我们必须更精明一些。”
在过去的三年中,废水监测一再证明了它的价值。当检测得到广泛应用时,废水趋势反映了官方的Covid-19病例数。在缺乏检测的情况下,污水中病毒水平的飙升为即将到来的激增提供了早期预警,使官员能够重新分配公共卫生资源和医院,为大量病例的涌入做好准备。
废水取样帮助科学家确定新的变种何时到达特定社区,并帮助临床医生做出更明智的决定,决定何时使用某些治疗方法,这些治疗方法可能对所有版本的病毒都无效。
密歇根大学传染病流行病学家玛丽莎·艾森伯格(Marisa Eisenberg)说:“对于SARS-CoV-2,我们的废水监测系统现在相当稳固。”“我们已经让它经受住了考验。”
例如,休斯顿现在拥有广泛的废水监测基础设施,每周从该市所有39家废水处理厂以及个别学校、收容所、养老院和监狱收集样本。休斯顿卫生部首席环境科学官、莱斯大学(Rice University)统计学家洛伦·霍普金斯(Loren Hopkins)说,该市没有缩减规模的计划。
“我们真的不知道新冠病毒会带来什么,”她说。“我们将继续研究废水,以了解那里有多少病毒。”
疾控中心仍将追踪死亡和住院情况,但这些往往是滞后指标。因此,对官员和公众来说,废水可能仍然是一个关键的预警系统。
斯坦福大学(Stanford University)环境工程师亚历山大·伯姆(Alexandria Boehm)是污水监测项目WastewaterSCAN的首席研究员,他说:“它可以帮助那些免疫功能低下的人,他们可能会非常小心。”“它可以帮助我们决定是戴口罩还是去一场非常拥挤的音乐会。”
科学家们说,随着临床测试的减少,废水监测也将成为密切关注新变种和衡量它们构成的威胁的关键策略。例如,迅速占领下水道的变种,或者其传播后导致当地住院率上升的变种,可能需要加强监测。
不过,并非所有地方都能获得这些数据。由于现有的废水监测系统以某种偶然的方式出现,有兴趣的司法管辖区选择加入,因此该国的覆盖范围是不平衡的。在许多农村地区以及南部和西部的部分地区,废水采样点往往很少或没有。
收集废水数据只是第一步。科学家们警告说,要弄明白这一点可能会更棘手。
他们列举的挑战包括:现在许多美国人已经对这种病毒产生了一定的免疫力,废水激增可能不一定会像一些设施预期的那样导致同样的住院浪潮。科学家们仍然不知道是否所有的变异都能在废水中检测到。
此外,仅仅在废水中发现一种新的变异并不一定预示着问题的出现。例如,自2021年以来,密苏里大学的病毒学家马克·约翰逊(Marc Johnson)和他的同事们在美国各地的废水样本中发现了数十种不寻常的变异。
其中一些变体与欧米克隆完全不同,理论上可能构成新的公共卫生风险。但至少到目前为止,这些变异似乎并没有蔓延。约翰逊说,它们可能来自长期感染冠状病毒的超级脱落患者。
“废水真的很好,因为它可以让你全面了解正在发生的事情,”约翰逊博士说。但有时,他说,“它会误导你。”
科学家们说,尽管减少对新冠病例的追踪可能是不可避免的,但废水监测与其他公共卫生数据来源相结合时,信息量最大。“我更愿意把它看作是一种互补的数据流,”艾森伯格博士说。
柯比博士说,废水监测将继续发展。美国疾病控制与预防中心正在与一些州讨论如何优化他们的采样点网络,这一过程可能包括增加新的采样点,并在多个采样点基本上提供冗余数据的地区缩减采样点。
“我们确实预计其中一些州的遗址数量会有所减少,”柯比博士说。“但我们将与他们合作,从战略上解决这个问题,这样我们就不会丢失信息。”
官员们也在探索其他可能性。例如,作为疾控中心旅行者基因组监测项目的一部分,总部位于波士顿的生物技术公司银杏生物工程(Ginkgo Bioworks)目前正在测试旧金山国际机场(San Francisco international Airport)国际航站楼降落飞机的废水样本。
银杏公司旗下生物安全和公共卫生部门Concentric by Ginkgo的业务发展主管安德鲁·富兰克林(Andrew Franklin)说:“随着其他形式的检测开始减少,建立这些能让你了解世界现状的间接机制真的很重要。”
柯比说,美国救援计划(American Rescue Plan)已经提供了足够的资金,可以在2025年前在所有州和地区进行废水监测。
但维持废水监测将需要长期持续的资金,以及地方官员的持续支持,随着大流行的紧急阶段结束,其中一些官员可能会失去兴趣。华盛顿州立大学传染病病理学家、美国国家科学院、工程院和医学院废水监测委员会主席盖伊·帕尔默(Guy Palmer)说:“我们将看到一些因疲劳而辍学的人。”
因此,废水监测的支持者希望证明其对Covid-19和其他疾病的持续效用。柯比说,一些司法管辖区已经在使用废水来追踪流感和其他病原体,cdc希望在今年年底前推出扩大的检测方案。
“这是我们长期监测组合的一部分,”柯比说。“我认为,一旦我们度过了这个紧急反应期,我们就会看到它有多强大。”