Wissenschaftler auf der ganzen Welt studieren das neuartige coronavirus (SARS-CoV-2) aus vielen verschiedenen Perspektiven, in einer Anstrengung, um besser zu verstehen, wie es infiziert den Körper und breitet sich von person zu person. Das Ziel ist es, Therapien für die Neutralisierung und Beseitigung. Ein Ansatz, den die Forscher an der EPFL und der Eawag—bis Drogen-Behandlungen und ein Impfstoff entwickelt werden—ist die Analyse von Abwasserproben, so dass die Gesundheit der Beamten kann das virus erkennen, bevor die Krankheit diagnostiziert wird klinisch. “Unsere Studie untersucht, wie wir erkennen können das virus in Abwasser und Messen Sie die Konzentration, bevor die Menschen beginnen, die Entwicklung der klinischen Symptome und zu bestimmen, wie viel Zeit bevor”, sagt Tamar Kohn, Leiter des EPFL-Umwelt-Chemie-Labor (LCE).
In Zusammenarbeit mit Christoph Ort an der Eawag-Abteilung Siedlungswasserwirtschaft und Tim Julian an der Eawag Umwelt-Mikrobiologie-Abteilung der Forscher zog eine Höchstleistung zeigen, dass das neuartige coronavirus kann erkannt und gemessen im Abwasser in einer Angelegenheit von Wochen. Die Forscher analysierten Proben von Lausanne, Zürich und Lugano—einschließlich der Proben aus Zürich und Lugano, die gesammelt wurden, Ende Februar, wenn die ersten Fälle verzeichnet, in der Schweiz. “Als Spezialist in environmental virology, war ich bereit, die Arbeit an der Pandemie, wenn es zuerst in Italien angekommen”, sagt Xavier Fernandez Cassi an der LCE. “Es war mir klar, dass das virus bis in die Schweiz ausgebreitet. Bedenkt man, wie verzahnt Länder sind heute, ich wäre schon überrascht, wenn es nicht.”
Die Forscher fanden Spuren des virus in allen Proben, die Sie gesammelt. Während die Konzentrationen in den jüngsten Proben waren so hoch, dass es war ziemlich einfach zu Messen, dies war nicht wahr, für die Proben vom Februar. “Wir waren angenehm überrascht, zu finden, ein signal in Abwasser aus dem Lugano—wo nur in einem Fall festgestellt worden waren, an dieser Stelle—und aus Zürich, wo nur sechs identifiziert worden waren”, sagt Kohn. Die Zusammenarbeit mit Kollegen an der Eawag, Sie sammelten Proben von neun Kläranlagen im Tessin, zwei in Zürich und einen in Lausanne, das entspricht einer Summe von rund 800.000 Bewohner der Stadt.
Die möglichen Auswirkungen dieser Studie sind so wichtig, dass Cassi und Marie-Hélène Corre, einem anderen LCE Biologe, erhielt die Besondere Genehmigung, um arbeiten am EPFL-Labor im lockdown. Sie waren besonders effizient bei der Durchführung Ihrer Experimente, da fast niemand sonst war mit dem Testgerät, wie der campus war fast menschenleer. Aber die Forscher mussten besonders vorsichtig sein, denn die neuartigen Corona-Virus bestätigt—auch wenn es kommt von einer bekannten viralen Familie—dennoch ist eine Zoonose-virus. “Das wichtigste Merkmal dieser Viren ist, dass Sie Umschlag—seine viralen Kapsids ist eingehüllt in eine biologische Membran”, sagt Corre. “Die saisonale Grippe-virus und HIV haben auch Umschläge.”
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Ziel: Frühwarnsystem
Die Proben, seit die ersten Fälle von COVID-19 gemeldet wurden, in der Schweiz sind wertvolle Archive. Jedoch, das wichtigste Ziel dieser Studie ist nicht wiederholen die Vergangenheit, sondern um die Entwicklung eines Frühwarnsystems. Ort, sagt: “Mit den Proben aus 20 großen Kläranlagen verteilt in der ganzen Schweiz, konnten wir überwachen Abwasser von rund 2,5 Millionen Menschen.” Wenn die Proben analysiert werden rasch, wir könnten wahrscheinlich erkennen ein Wiederaufleben von Infektionen früher als mit diagnostischen tests—rund eine Woche früher—vor allem während der Zeit, wenn die Sperrung aufgehoben. Ort seit langem befasst sich mit Abwasser-basierte Epidemiologie, bisher mit Schwerpunkt auf dem Vergleich des Drogenkonsums in Europa. “Abwasser-lügt nicht—es spiegelt, was wurde ausgeschieden, die von einer Bevölkerung innerhalb von wenigen Stunden”, sagt er. Das research-team gezogen hat, auf Ihre Kontakte mit lokalen Behörden und der Kläranlagen.
Tracking-Infektion trends, nicht absolute Fall zahlen
Da waren die Forscher in der Lage, erfolgreich erkennen von niedrigen virale Konzentrationen im frühen Stadium der COVID-19-Ausbruch in der Schweiz, Sie sollten in der Lage sein, zu rekonstruieren, wie die Infektion Kurve. Aber es dauert noch ein paar Wochen zu analysieren, die über 300 Proben derzeit im Tiefkühllager an der Eawag und der EPFL. Sie werden nicht in der Lage zu berechnen, die genaue Anzahl der Infektionen mit diesen Daten, da zu viel Veränderung, wie viel von dem virus jeden Patienten Schuppen. Was ist wichtig, zu verfolgen, jedoch ist der trend. Zum Beispiel mit gesammelten Proben in Lausanne im März und April, waren die Forscher in der Lage, um in etwa nachvollziehen, die Erhöhung der Abwasser-Konzentration von SARS-CoV-2. Kohn schätzt, dass die Konzentration stieg um einen Faktor zwischen zehn und hundert.
Komplex-Methode
Trotz der Forscher erste Erfolge, Sie müssen noch weiter zu verbessern Ihre Methode. Zum Beispiel, Sie wissen noch nicht, welcher Anteil des Abwassers die Viruslast erfasst, wenn die RNA extrahiert, nachdem eine Reihe von anderen Schritte (filtration und Zentrifugation). Es ist auch viel Unsicherheit bei der nachfolgenden selektiven Amplifikation der zielsequenz. Nur, wenn der Betrag der Unsicherheit reduziert wird, werden Sie in der Lage zu zeichnen robuste Schlussfolgerungen über virale Konzentrationen in den ursprünglichen Proben.
Coronavirus unwahrscheinlich, Ausbreitung über Wasser oder Abwasser
