یک پژوهش نشان می‌دهد که تجزیه فاضلاب می‌تواند به ردیابی انواع گونه‌های جدید ویروس «سارس-کوو-۲»، عامل بیماری کووید-۱۹، کمک کند.

تجزیه فاضلاب می‌تواند تشخیص و ردیابی جهش‌های ویروس را پیش از آن‌که انواع جدید آن در آزمایشگاه‌های محلی از نمونه‌های گرفته‌شده از بیماران شناسایی شود، امکان‌پذیر کند. این روش همچنین به دانشمندان امکان می‌دهد که دامنه ردیابی ویروس را در محل به تعداد بیشتری از مردم و نیز کسانی که مورد آزمایش قرار نگرفته‌اند  و ضمن آلودگی به ویروس عارضه‌ای ندارند، گسترش دهد.

گونه‌های جدید جهش‌یافته‌ای از ویروس کرونا در بریتانیا، آفریقای جنوبی و برزیل دیده شده که مسری‌تر و با عوارضی شدیدتر از ویروس‌های قبلی است.

شناسایی ویروس‌های جهش‌یافته جدید، به ممنوعیت سفر در سطح بین‌المللی و تلاش شدید برای ارزیابی واکنش آن‌ها به واکسن‌های موجود منجر شده است.

اطلاعات دقیق‌تر درمورد این‌که این جهش‌ها در چه نقطه‌ای رخ می‌دهد، می‌تواند برای پژوهشگران در حکم یک سیستم هشدار زودرس باشد و نشان دهد که ویروس با چه سرعتی منتشر می‌شود.

کارا نلسون، پژوهشگر ارشد و استاد مهندسی عمران و محیط زیست در دانشگاه برکلی کالیفرنیا، می‌گوید: «ویروس سارس-کوو-۲ از افراد مبتلا به بیماری کووید-۱۹ دفع می‌شود و همراه با مدفوع آن‌ها وارد سیستم‌های فاضلاب می‌شود.»

«با نمونه‌برداری از فاضلاب‌ها می‌توانیم اطلاعات مرتبط با کل جمعیت یک ناحیه را ارزیابی کنیم. سیستم‌های فاضلاب می‌توانند به هزاران نفر یا صدهاهزار نفر مرتبط باشند.»

خانم نلسون می‌افزاید: «نمونه‌برداری از فاضلاب روشی موثر و منبعی بی‌طرف‌تر برای کسب اطلاعات است، زیرا حاوی اطلاعات مربوط به تمام کسانی است که از همان سیستم فاضلاب استفاده می‌کنند؛ چه تحت آزمایش کرونا قرار گرفته باشند، چه نه. می‌دانیم که کسانی که به ویروس آلوده شده‌اند اما عارضه‌ای ندارند، هرگز آزمایش نمی‌شوند.»

در این پژوهش، دانشمندان روش جدیدی را برای نمونه‌برداری از فاضلاب به‌کار گرفته‌اند. 

در زنجیره «آر ان ای» ویروس‌هایی که از نمونه‌های فاضلاب به‌دست می‌آید، احتمالا شاخه‌های متفاوت بسیاری دیده خواهد شد، زیرا نمونه‌ها مربوط به تعداد قابل ملاحظه افرادی است که مدفوع و ادرارشان جمعا و در ترکیب با  یکدیگر، به یک فاضلاب منتهی می‌شود. 

تیم پژوهشی همچنین اعلام کرده است که جدا کردن داده‌های ژنتیکی کووید-۱۹ از میان میلیاردها باکتری و ویروس که مردم همه روزه دفع می‌کنند، در حکم یک چالش بزرگ است؛ چون پژوهشگران باید در میان دریایی از دیگر مواد ژنتیکی، ویروس مورد نظر را ردیابی کنند. 

دکتر نلسون می‌گوید: «راهی که باید از طریق آن زنجیره اطلاعات را ارزیابی کنیم، پیچیده است. یکی از تحقیقاتی که در چارچوب این پژوهش انجام شده است، آماده کردن نمونه‌های تشخیص زنجیره ژنتیکی در آب فاضلاب است. ما به جای تجزیه آنچه در مقابلمان است، ابتدا «ار ان ای» ویروس را که به دنبال آن می‌گردیم، غنی‌سازی می‌کنیم، و سپس از روش جدیدی استفاده می‌کنیم که آن‌قدر حساس است که بتواند یک تفاوت نوکلئوتیدی را تشخیص دهد.»

نوکلئوتیدها واحدهای سازنده زنجیره‌های «دی ان ای» و «آر ان ای» در ارگانیزم‌های زنده‌اند. 

این پژوهشگر می‌افزاید: «راهی دقیق‌تر ازروش ما برای این کار وجود ندارد.»

پژوهشگران موفق شده‌اند زنجیره «آر ان ای» را به‌طور مستقیم از فاضلاب نواحی سان‌فرانسیسکو بِی نمونه‌برداری کنند و سپس از آن ژنوم‌ها یا سری کروموزوم‌های ویروس سارس-کوو-۲ را به‌طور کامل، یا تقریبا کامل، تولید کنند.

آن‌ها به این نتیجه رسیده‌اند که انواع عمده ویروس‌هایی که در فاضلاب این ناحیه ردیابی کرده‌اند، مشابه ویروس‌هایی است که در آزمایشگاه‌های پزشکی همان ناحیه یافت شده است.  

اما در حالی که نتیجه ارزیابی تیم پژوهشی از نمونه‌های فاضلاب بیشتر با مختصات نمونه‌های گرفته‌شده از بیماران در آن منطقه از کالیفرنیا مشابه بوده تا نواحی دیگر، آن‌ها درضمن گونه‌های نوکلئوتیدی خاصی که در دیگر نقاط آمریکا یا جهان گزارش شده بود را نیز ردیابی کرده‌اند.    

پژوهشگران به این نتیجه رسیده‌اند که تجزیه آب فاضلاب می‌تواند وجود ویروس‌های جدید را که هنوز در آزمایش‌های بالینی و آزمایشگاهی دیده نشده است، ردیابی کند.

پژوهشگران با درک این که چه نوع ویروس «سارس-کوو-۲ » در طول زمان در میان مردم منتشر شده است، می‌توانند نحوه سرایت آن را زیر نظر گیرند و نیز ببینند که آیا انواع جدید ویروس مانند «بی ۱۱۷» که بسیار مسری است و در بریتانیا جهش یافته، نوع غالب آن است یا نه. 

دکتر نلسون می‌گوید: «تنها درصد اندکی از زنجیره ژنتیکی نمونه‌های کسانی که تحت آزمایش کووید قرار می‌گیرند، ردیابی می‌شود. اما وقتی آب فاضلاب را تجزیه ‌کنید، نتیجه کامل‌تر وفراگیرتری از جمعیت [ناحیه] مورد نظرتان کسب می‌کنید.»

«به نظر می‌رسد که در مقایسه با آزمایش‌هایی که تنها روی نمونه‌های بالینی آزمایشگاه‌ها انجام می‌شود، تجزیه آب فاضلاب می‌تواند آگاهی زودرس‌تری از جهش‌های جدید ویروس به‌دست دهد. آگاهی به این‌که ویروس سارس- کوو -۲ در جمعیتی رخنه کرده است، تنها گام نخست برای اطلاع‌رسانی و کمک به کنترل سرایت ویروس است، اما این‌که بدانیم کدام گونه ویروس در آن‌جا وجود دارد، معرف اطلاعات بیشتر و بسیار مفیدتری است.»

این پژوهش در «ام بیو»، نشریه همگانی «انجمن میکروبیولوژی آمریکا» منتشر شده است.