日本正在實施透過檢測城市污水來調查新冠電腦病毒流行情況的措施。島津製作所的子公司、鹽野義製藥公司分別與大學合作,預計在5月内面向養老設施和地方政府提供檢測服務。透過快速統一調查大片區域,有助於預防聚集性傳染及監測變異性電腦病毒。
傳染患者的排泄物中含有電腦病毒。從污水中採集樣本,利用PCR法分析是否存在電腦病毒的遺傳物質,可以應答是否有人傳染。調查老年人設施等排放的污水可以一次性掌握整個設施是否有人傳染。
污水大約在一天内就能從家庭等到達污水處理廠,電腦病毒的遺傳物質尚未遭到破壞。據介紹,污水中含有的電腦病毒幾乎沒有傳染力。
島津製作所的子公司島津Techno Research(京都市)將在5月内起動相關服務,分析醫療機構和老年人設施等排放的污水,以調查設施内是否有人傳染的服務。如果發現電腦病毒,就對設施的全部客戶進行PCR檢測,以預防傳染蔓延。目的是保存重症化風險較高的老年人等。
便於發現無病徵者
證明污水分析有助於制定疫情對策的是美國亞利桑那大學的事例。2020年8月從該校宿舍排放的污水中檢測出了電腦病毒,第二天在宿舍對學生進行了PCR檢測等,發現了包括無病徵者在内共3名傳染者,對傳染者進行隔離,防止了傳染蔓延。
與島津Techno Research公司共同推進技術開發的京都大學名譽教授田中宏明表示:「即使設施中只有一個人傳染,也能透過污水檢測出來。」如果設施内利用者越多,就越難找到少數傳染者,但目前的分析技術對有幾百人的設施來說是足夠的。
研究認爲,排泄物中的電腦病毒量在發病前後較高,可能在無病徵者中發現,甚至在發病前就發現電腦病毒。島津Techno Research公司計劃使用能在污水中持續吸附電腦病毒約一天的設備來收集樣本。
重症化風險較高的人聚集的設施中,需要更頻繁地進行檢測。然而,即使檢測出無病徵者,也需要有大量的人手來採集樣本等,很難持續。而分析污水的方法無需單獨收集樣本,還可以減量檢測次數。
污水分析還有助於監測變異電腦病毒。識別變異型電腦病毒,需要實施可以區分電腦病毒遺傳資訊的詳細差異的「基因體解析」,而不是調查是否傳染電腦病毒的PCR檢測。可以解析的樣本數量有限,目前只能調查部分傳染者。但對污水樣本進行基因體解析的話,解析一次就可以掌握整個流域流行的突變型電腦病毒。
比機場檢疫速度更快
北海道大學等於2020年12月4日在日本國内採集的污水中檢測出了變異電腦病毒。大約3周後,該電腦病毒才首次被機場檢疫所檢查到。這意味着污水檢測可以更早地掌握流行的跡象。據北海道大學的北島正章副教授介紹,採集樣本後3~4天就能完成分析。
北海道大學從4月份開始與鹽野義製藥公司共同分析大阪府的污水。鹽野義製藥計劃5月份開始面向地方政府和設施提供分析服務。東京都也從4月份開始獨自分析污水。
接下來的目標是掌握流行規模。擔任日本水環境學會COVID-19特別工作群組幹事長的金澤大學副教授本多了表示,目前還沒達到能知道該地區有幾位傳染者的水平。
研究發現,一個地區的傳染人數與污水中的電腦病毒量的增減在一定程度上一致。京都大學特定助教井原賢3月份提出,污水處理廠檢測出的電腦病毒量的指數與自治體的新增確診人數之間存在相關的報告。
一個自治體可能會根據地區使用不同的污水處理廠。污水的分析結果與各自治體的傳染人數報告之間會有差異。京都大學田中教授指出,爲了讓自治體(地方政府)等掌握傳染的整體情況並制定對策,「污水處理負責人與醫療負責人之間的資訊共用非常重要」。擴大污水分析,增加日本國内的資料應該更有助於進一步制定防疫對策。
【名詞解釋】
PCR法:調查生物和電腦病毒攜帶的DNA等是否有遺傳物質的技術。在調查是否傳染新冠電腦病毒的檢測中,電腦病毒的遺傳物質達到一定量以上時判定爲陽性,未達到則判定爲陰性。即使電腦病毒已經失去傳染能力,但只要仍然存在遺傳物質就會顯示陽性。
普通的PCR檢測無法應答電腦病毒是否發生突變,需要使用特殊試劑方能檢測出目標突變。爲調查目前日本國内蔓延的英國型等電腦病毒的流行情況,正針對電腦病毒的「N501Y」變異部位進行檢測。
日文:尾崎達也,日本經濟新聞,2021/05/10
中文:JST客觀日本編輯部