检测SARS-COV-2在废水中的比较方法

冠状病毒图像叠加在进行实验的实验室技术上。废水中SARS-CoV-2检测方法正在标准化。

SARS-COV-2的废水监测是监测社区内Covid-19的传播的越来越常见的方法。随着世界各地的研究人员和公共卫生官员在共同努力建立废水监测系统,迫切需要建立标准的SARS-COV-2检测方法。

这个新领域的一个主要领导者是格洛丽亚·桑切斯博士。她是西班牙国家研究委员会的一中心农业化学和食品科技学院的职业科学家。在Covid-19大流行之前,她的团队专注于检测食物和水中的人肠道病毒。但很快,在废水中检测到SARS-COV-2成为他们的主要重点。

西班牙的废水监测

2020年3月,桑切斯博士开始在西班牙东南部城市穆尔西亚测试废水样本。他们的研究结果结果显示,在首例临床病例报告前12-16天,废水中可检测到SARS-CoV-2,提示废水监测可作为预测社区COVID-19流行情况的有效工具。在一个第二学习他们分析了巴伦西亚市的废水,该国的第一起死亡事件被认为发生在2020年2月13日。由于当局认为没有社区传播,所以直到3月15日才实施封锁。然而,当桑切斯博士的团队分析废水样本时,他们早在2月24日就能检测到SARS-CoV-2,这表明社区传播发生的时间比之前猜测的要早得多。当时,西班牙的确诊病例数量位居世界第二。他们的研究结果强调了建立SARS-CoV-2废水监测的重要性,以确定和防止更大规模的暴发。

虽然桑切斯博士在这些初步研究中取得了巨大成功,但污水测试方法的使用者最初是用于检测诺罗病毒和甲型肝炎的病毒,因此需要进一步优化。他们继续测试和比较每个步骤的不同方法:样品浓度,RNA提取和RT-QPCR检测。他们分享了他们的结果最近的刊物

废水样品浓度

SARS-COV-2在废水中检测的第一步是将废水样品浓缩。桑切斯博士的群体测试了两种不同的样品浓度方法:基于铝基吸附沉淀和聚乙二醇(PEG)沉淀。他们发现这两种方法产生了类似的结果,而是因为PEG方法需要过夜孵育,因此处理时间长得多。因此,它们选择了基于铝基吸附沉淀作为其选择浓度方法。

SARS-CoV-2 RNA提取

对于RNA提取步骤,团队以手动列为基础的方法。但是,它们被众所周知的是需要处理的大量样本,因此它们看待自动化系统。他们使用了promegaMaxwell®RSCPureFoodGmo和身份验证套件与之麦克斯韦®工具提取人类肠道病毒RNA的方法,所以他们测试了提取SARS-CoV-2 RNA的相同方法。经过一些比较试验和优化步骤,他们能够使用自动Maxwell®方法获得与基于列的方法相似的结果,但只需要最少的时间和精力。“Maxwell®方法的主要优点是性能好、节省时间和通用性,”Sanchez博士说。“你可以处理1到48个样本,所以这在研究实验室很重要,因为要分析的样本数量不是恒定的。”麦克斯韦®协议已经包括在官方废水中SARS-CoV-2检测方案推荐的西班牙环境部

桑切斯博士有助于开发第一批政府批准的污水中检测SARS-COV-2的标准化方法。
Gloria Sanchez博士(右侧)使用Maxwell®RSC48乐器。

SARS-COV-2病毒检测

为了检测样本中的RNA量,桑切斯博士的团队比较了使用不同基因靶标的RT-qPCR协议。他们测试了核衣壳中的两个目标(N1, N2),一个在包膜蛋白(E),两个在聚合酶(IP2, IP4)。他们发现N1靶是最敏感的靶,导致阳性复制的百分比最高(77%)。

除了RT-qPCR, RNA测序是另一种检测废水中SARS-CoV-2变异的新方法。RT-qPCR是一种快速检测特定突变的方法。测序将使我们能够检测现有的突变和新的突变,但它更昂贵和耗时,”桑切斯博士说。在测序用于SARS-CoV-2的常规检测之前,还需要进行更多的研究。

开发标准方法

那么,在废水中检测SARS-COV-2的最佳方法是什么?“我认为我们可以说有一个最好的方法。我们需要有一个与某些标准合作的方法,“最近的桑切斯博士说网络研讨会.“一种建立性能特征的标准方法至关重要,这样我们就可以开发替代方法,并将它们与这些标准进行比较。该标准需要明确定义恢复标准、抑制剂、检测和定量的限度,以及要确定的目标的数量。在过去的一年里,她在建立一个标准的SARS-CoV-2检测协议在西班牙,世界上第一批推荐的世界标准议定书之一。下一步是全球建立标准方法。

即使在世界各地推出Covid-19疫苗,污水监测也不会消失。事实上,今年早些时候欧盟委员会推荐所有成员国尽快建立国家废水监测系统。将来,废水监测将继续成为监测新的SARS-COV-2变体和其他新兴病原体的一体化工具。

在这些网络研讨会和博客中了解更多关于在废水中检测SARS-CoV-2的信息:

SARS-COV-2在废水中的Sentinel监视在这里留下来:一组国际专家讨论废水监测的现状和挑战。

用于跟踪Covid-19的废水测试简单方法:了解废水样品浓度、病毒核酸提取和RT-qPCR检测的快速简便方法。

自动化帮助研究生监测COVID-19废水.(博客)

使用废水监测跟踪Covid-19爆发(博客)

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Johanna是Promega的一位科学作家。她在贝勒医学院赢得了她的生物医学科学博士学位。在加入Promega之前,她是一名自由作家和全职妈妈五年。Johanna是来自台湾,她认为台湾食品是世界上最好的。她喜欢和她的两个孩子一起做瑜伽,旅行和花时间。

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