вспышки болезней

Когда Вариш Ахмед начинал свою карьеру микробиолога, он не мог вообразить, что одним из важнейших его занятий будет фильтрование литров неочищенных сточных вод, собранных из труб штата Квинсленд в Австралии. "Работа со сточными водами вряд ли будет любимым занятием для большинства, – говорит Ахмед, главный научный сотрудник Научно-промышленной исследовательской организации Содружества (CSIRO) по охране окружающей среды в городе Брисбен. – Но я считаю ее важным способом узнать о здоровье общины. Это как поиск редкого золота». Мониторинг сточных вод уже давно используют как важный способ отслеживания ряда смертельных патогенов, таких как полиовирус, Vibrio cholerae – бактерии, вызывающие холеру, и Salmonella typhi – бактерии, вызывающие брюшной тиф. Все они распространяются из-за плохой санитарии. Но недавно, особенно после пандемии Covid-19, органы здравоохранения по всему миру начали осознавать, что исследования материалов, присутствующих в сточных водах, можно использовать для наблюдения за большим количеством инфекционных заболеваний в режиме реального времени. Проект, который Ахмед со своей командой организовал в сотрудничестве с Университетом Квинсленда, исследовал уровни различных респираторных патогенов, таких как грипп, SARS-CoV-2, вызываемый Covid-19, и RSV или респираторно-синцитиальный вирус. Все эти микроорганизмы выделяются через кишечник инфицированных и попадают в сточные воды, собираемые со всего штата. RSV представляет особый интерес из-за высокой смертности, которую он вызывает среди пожилых людей, особенно тех, кто уже имеет заболевания сердца и легких. Исследователей интересует не просто наличие конкретного возбудителя, а его концентрация. "Концентрация очень важна для отслеживания роста или снижения заболеваемости, – говорит Ахмед. – Повышенные концентрации вирусных частиц могут свидетельствовать об усиленном высвобождении вируса в обществе". Когда эта информация поступает в отделы здравоохранения в регионе, она становится ключевым механизмом раннего предупреждения о резком росте распространенности инфекционного заболевания. И теперь новые технологические платформы делают сбор данных еще более эффективным. Традиционно наблюдение за сточными водами включало неприятную и опасную работу по сбору проб вручную. Но в Квинсленде каждая канализационная труба теперь оснащена автоматическим пробоотборником, собирающим пробы ежечасно в течение суток. Затем их смешивают, чтобы получить смесь, которую можно проанализировать с помощью ПЦР-тестов – молекулярного метода, который можно использовать для идентификации фрагментов генетического материала. В США Центры по контролю и профилактике заболеваний организовали национальную систему надзора за сточными водами для регулярного тестирования на различные патогены, в частности обезьянью оспу, с использованием технологии, предоставленной компанией Verily, принадлежащей Alphabet. Другие стартапы, такие как Biobot, который начался в Массачусетском технологическом институте, стремятся расширить наблюдение за сточными водами во всем мире с помощью платформы, которая может не только обнаруживать респираторные вирусы в сточных водах, но и заболевания, распространяющиеся через желудочно-кишечный тракт. , такие как норовирус, а также побочные продукты метаболизма наркотиков, таких как кокаин, фентанил, метамфетамин и никотин. "С помощью сточных вод можно обеспечить наблюдение за городами-миллионниками, используя образцы только из нескольких мест", - говорит Джошуа Леви из Scripps Research, некоммерческого биомедицинского института в Сан-Диего. "Нужно гораздо меньшее количество образцов, чтобы охарактеризовать местную динамику патогенов, по сравнению с дорогими и большими объемами мазков из носа или заборов крови, которые зачастую достаточно серьезно зависят от тяжести заболевания. В сточных водах можно обнаружить даже бессимптомные инфекции". Улучшение здравоохранения в странах с низким уровнем дохода Хотя наблюдения за сточными водами широко используются в США, Австралии и Великобритании, где отбор проб сточных вод используют для выявления районов страны с более высоким риском заболевания полиомиелитом, наибольшее значение этот метод, вероятно, будет иметь в борьбе со вспышками заболевания в странах с низким уровнем. дохода. Представители PolioPlus, глобальной инициативы Rotary International по искоренению полиомиелита, отмечают, что хотя заболеваемость полиомиелитом уменьшилась на 99,9% за последние 35 лет, она остается основной проблемой сектора здравоохранения в Пакистане и Афганистане, где полиовирус является энде. "В Пакистане есть 114 пунктов наблюдения за сточными водами, а в Афганистане – 33, – говорит Кэрол Пандак, директор PolioPlus. – Без такого наблюдения было бы невозможно точно определить, где и как до сих пор циркулирует полиовирус”. Мониторинг сточных вод также оказался жизненно важным инструментом с другой стороны земного шара – для муниципального правительства Сан-Паулу в его постоянной борьбе с вирусом гепатита А (ВГА), инфекцией, вызывающей воспаление печени и иногда требующей ее трансплантации. За последние годы в Сан-Паулу было две большие вспышки ВГА с 2016 по 2023 год зафиксировали 1872 подтвержденных случаев заболевания. По словам Татьяны Прадо, вирусологии Oswaldo Cruz Foundation, научно-исследовательского института в Рио-де-Жанейро, город ввел постоянный мониторинг сточных вод в некоторых аэропортах и зонах риска для выявления новых вспышек ВГА, а также других вирусов и бактерий. Она предполагает, что новые технологии будут только улучшать информацию, предоставляемую этими программами. "Появляются новые диагностические инструменты, которые смогут генерировать миллионы единиц данных о различных типах микроорганизмов, циркулирующих в определенной среде", – говорит Прадо. Временное предупреждение Поскольку подобные программы уже испытали в некоторых частях Африки к югу от Сахары для борьбы с туберкулезом и даже такими паразитами, как Cryptosporidium, причиной диарейных заболеваний, наблюдение за сточными водами, несомненно, будет играть все большую роль в предоставлении информации глобальным системам здравоохранения. все виды тревожных патогенов Исследователи надеются, что в ближайшие годы наблюдение в режиме реального времени начнет давать новую информацию об эволюции многих распространенных вирусов, что позволит им предсказать, могут ли они избегать иммунитета, полученного с помощью вакцины. Затем такую информацию можно быстро передать производителям вакцин, что позволит им обновить свои вакцины до того, как новый патоген станет более распространенным в обществе. "Некоторые исследования показали, что необнаруженная циркуляция и эволюция привычных вирусов являются гораздо более распространенными явлениями, чем считали ранее, – говорит Леви. – Продолжается работа над тем, чтобы понять значение этого в ключевых вопросах вирусологии, таких как появление вариантов, вызывающих беспокойство" . "Было доказано, что можно обнаружить наличие новых вирусных вариантов в сточных водах на 10 или более дней раньше, чем с помощью других форм мониторинга, что дает чиновникам в сфере здравоохранения ценное время для разработки инструкций, а представителям общественности – для того, чтобы в случае необходимости изменить свое поведение", – добавляет он. Подобную информацию можно использовать в производстве антибиотиков, чтобы они продолжали быть эффективными в будущем - исследуя образцы сточных вод на наличие генов резистентности, то есть сегментов ДНК, которые дают бактериям способность выживать после лечения определенными антибиотиками. Эми Пруден, профессор Технического университета Виргинии, говорит, что такой вид мониторинга может помочь определить общины, имеющие большую проблему с резистентностью, предупреждая врачей о потенциальных инфекциях, которые распространяются среди населения, и предоставляя им больше информации, чтобы они могли назначать самый эффективный антибиотик. Хотя полиовирус считают вымершим в дикой природе, за исключением Афганистана и Пакистана, есть редкие случаи полиомиелита, вызванного вакцинами. "Набирает популярность идея использования метагеномного секвенирования ДНК, - говорит Пруден. - Прелесть этого подхода заключается в том, что он позволяет секвенировать ДНК всех бактерий в сточных водах одновременно, а затем сравнить ее с базами данных и увидеть, какие типы патогенов, вероятно, присутствуют, и какие типы резистентных генов они, вероятно, несут. "Здесь большой потенциал, но он все еще находится на стадии зарождения", - добавляет она. Главная же надежда состоит в том, что такой мониторинг сможет также выявлять вспышки будущих эпидемий или даже пандемий на самых ранних стадиях, что позволит правительствам реагировать и направлять усилия на разработку вакцин и лекарств гораздо быстрее, чем раньше. В дальнейшем команда Ахмеда и другие ученые будут изучать возможность анализа содержания вирусов в сточных водах самолетов, чтобы отслеживать потенциальные новые варианты гриппа и Covid и, возможно, даже новые вирусы, которые передаются из других частей мира. "Чрезвычайно важно подготовить необходимые инструменты к появлению следующего серьезного вируса, чтобы мы могли с ним эффективно бороться", - говорит Ахмед.

Как канализация помогает выявлять вспышки болезней и предотвращать их распространение

Уряд збільшує бюджет-2025 на 317 мільярдів: кошти спрямують на оборону

Моторошна ДТП у Запоріжжі: Надзвичайники деблокували водія з понівеченого авто

Крипта в Україні: як українці використовують цифрові активи для заощаджень, донатів і переказів

Бої на Запорізькому напрямку: Росіяни намагаються закріпитися у багатоповерхівках Степногірська

Україна наростила виробництво САУ «Богдана» до 40 одиниць на місяць — Зеленський

🛢 ОПЕК+ скорочує темпи видобутку — ціни на нафту знову зростають

Росіяни атакували територію підприємства в Запоріжжі: В Хортицькому районі КАБ влучив у дорогу

Уряд збільшує бюджет-2025 на 317 мільярдів: кошти спрямують на оборону

Моторошна ДТП у Запоріжжі: Надзвичайники деблокували водія з понівеченого авто

Крипта в Україні: як українці використовують цифрові активи для заощаджень, донатів і переказів

Бої на Запорізькому напрямку: Росіяни намагаються закріпитися у багатоповерхівках Степногірська

Україна наростила виробництво САУ «Богдана» до 40 одиниць на місяць — Зеленський

🛢 ОПЕК+ скорочує темпи видобутку — ціни на нафту знову зростають

Росіяни атакували територію підприємства в Запоріжжі: В Хортицькому районі КАБ влучив у дорогу

Меркель звинуватила Польщу та Балтію у провалі діалогу з Росією, що «призвело до війни в Україні»

Моделі OnlyFans заборгували державі понад 380 мільйонів гривень податків — ДПС

США послабили санкції проти “Белавіа”: чи стане Білорусь тіньовим авіахабом для Росії

Спасибо!

Теперь редакторы в курсе.