以色列本古里安大學(BGU)的科學家在今年5月初宣佈正研究透過下水道和污水系統追蹤COVID-19,這樣的新方式可望被應用於疫情的監測。該校水研究所海水淡化暨水處理部的Oded Nir博士在接受媒體訪問時表示在疫情期間該研究團隊持續在監測國家污水系統的排泄物,收集糞便中病毒含量的數據。研究人員的目標是建立一個早期預警的方法,因爲根據數據顯示早在人們察覺到症狀的前兩三天,病毒已在糞便及廢水中有跡可循。
透過對全國的污水處理站進行採樣,就可有效找出以色列境內的疫情熱點,監測這些區域的疫情並及時進行隔離,如此一來也可使其餘地區免受非必要隔離造成的經濟衝擊;目前為止以色列已有20餘個污水處理站組織性的採樣。
Nir本身是一位水處理技術的專家,為廢水淨化和海水淡化研發比現行方案更好的物理性或化學性處理方式。在發現監測污水系統中的病毒對遏制疫情或有實質幫助之後,Nir便希望能貢獻自身所長參與研究。他開始找可以在污水中做實際測試的研究人員,並加入了該校Avram & Stella Goldstein-Goren生科工程學系Ariel Kushmaro教授帶領的專案。研究團隊其他成員包括來自Sheba醫學中心的病毒學家Itay Bar-Or博士、同校工業工程暨管理學系的Yakir Berchenko博士及以色列理工學院(Technion)的Eran Freedler教授。該團隊同時與以色列衛生部合作以持續進行污水監控。
疫情爆發期間研究團隊在多個大小型污水處理站進行污水樣本收集,也在特拉維夫地區下水管道多處進行額外採樣,分析之後確認污水中含有COVID-19的核糖核酸(RNA)。研究人員也發現Bnei Brak這個地區的污水樣本中病毒的濃度更大,與該區域作為疫情熱點的狀況相符。根據這樣的結果研究人員認為相比現行追蹤病毒傳播的方式,篩檢污水會是更有力的指標。研究團隊在三個不同時間點對處理Bnei Brak地區的污水廠進行採樣,三次的結果都顯示污水樣本中的病毒負荷量與當天的確診人數有高度的相關性。
儘管研究人員仍無從得知水中病毒具體的濃度(水中病毒粒子的絕對數量),但透過追蹤病毒負荷量他們得到先前的結論。研究團隊尚不知如何把所測量到的結果轉換成實際的病毒粒子數量,但已知如何比較不同樣本的濃度高低。
團隊中負責測量病毒的成員使用PCR檢測的儀器來衡量污水樣本中的病毒量。樣本放進儀器後,儀器便會展開複製病毒特定基因片段的循環。如果複製所需的循環較少,意味的就是樣本本身就帶有較多的病毒粒子,反之若是複製需要較多的循環則代表樣本的病毒粒子數量較少。
研究人員當前就是以循環次數來比較不同樣本中的病毒濃度,需要越少循環次數的病毒濃度則越高,雖然研究人員尚未釐清循環次數和病毒絕對濃度的確切比值,但已知如何比較不同的樣本。換言之研究團隊已找到污水中的病毒負荷量(PCR複製的循環數)與確診人數之間的相關性。
該專案還有另外一個更為當務之急的目標就是要確保再生水(又稱中水,指經處理後可安全再利用的廢水)不會存有病毒的殘留。為了證明這點,研究團隊在污水處理的不同階段檢查病毒的負荷量。
此外並沒有證據顯示人們能經由污水感染COVID-19,因病毒在污水中大抵不會存活。病毒經過不同的途徑進入污水,像是透過人的糞便、洗手的水、洗帶有病毒的衣物等。由於以色列是污水再利用的領導者,研究團隊特別不希望政策制定者和民眾在疫情之下對這方面的水資源產生顧慮。在以色列廢水是一種產品,而再生水被視為一種水資源;以色列有一整套相關的法令,規範廢水收集、處理系統及再生水使用戶的核准。
以色列並不是全球第一個在污水中探測COVID-19的國家,第一個這樣做的是荷蘭,法國、德國、美國、義大利和澳洲等國也有類似相關研究。本古里安大學的團隊想為以色列研發這樣的方法,讓國家為可能發生的第二波疫情做好準備。
資料來源:http://nocamels.com/2020/05/israel-scientists-sewage-system-coronavirus/