Sledování množství RNA viru SARS-CoV-2 v odpadních vodách poskytuje informaci o reálné virové náloži cirkulující v celé populaci. V projektu ARG Tech sledujeme pražské odpadní vody jednak v celku (hlavní přítok pražské čistírny odpadních vod), jednak ve specifických lokalitách (VŠ koleje, letiště, obchodní centra atd.). Ve spolupráci s pražskou hygienickou stanicí sledujeme také některé základní školy na Praze 9 a vybrané domy s pečovatelskou službou.
Naše data ukazují, že množství viru v Praze celkově stoupá již od začátku června a v tuto dobu je vyšší než v březnu letošního roku. Vzhledem k předchozím zkušenostem se dá předpokládat, že v následujících několika týdnech bude stoupat počet lidí v nemocnicích. I když nenápadně, nárůst v nemocnicích již začal jak je vidět na grafu s logaritmickým měřítkem.
Jaké jsou hlavní výhody monitoringu odpadních vod?
Data z odpadních vod jsou nezávislá na chování obyvatelstva, dostupnosti klinického testování nebo nastavení vládní politiky, což vše negativně ovlivňuje přesnost oficiálních statistik nakažených. Jednoduše řečeno, pravděpodobnost vylučování RNA viru SARS-CoV-2 ve stolici nezávisí na tom, jestli daný jedinec podstoupil klinické testování.
Jak měříme obsah SARS-CoV-2?
Vzorky nejprve odstředíme a fragmenty virů přítomné v kapalné fázi navážeme na polyethylenglykol (PEG). Poté vzorek opět odstředíme a virovou RNA extrahujeme z usazené pelety PEG činidlem TRIzolTM (fenol-chloroformová extrakce).
Následuje RT-qPCR (Reverzní transkripce - kvantitativní polymerázová řetězová reakce v reálném čase), podobně jako je tomu u klinických vzorků. V našem případě kvantifikujeme především gen nukleokapsidy N1, ale zaměřujeme se i na geny N2 a RdRp a gen spikového proteinu S.
Množství virové RNA pak vyjadřujeme jako počty kopií cílového genu N1 v jednom litru odpadní vody.
Jak se SARS-CoV-2 dostává do odpadních vod?
Ve stolici většiny pacientů s nemocí COVID-19 lze nalézt velké množství RNA viru SARS-CoV-2, která posléze končí v odpadních vodách, kde je stálá alespoň ve fragmentech minimálně několik dní. Bohužel není jasné kolik přesně pacientů RNA viru ve stolici vylučuje (v různých studiích se uvádí 60 - 100 %) ani množství produkované RNA (rozpětí je 103 - 107 kopií RNA v gramu stolice) a nebyla nalezena ani korelace s vážností symptomů nemoci.
Naštěstí z dlouhodobých dat z celého světa se ukazuje, že průměrná množství RNA z většího počtu obyvatel velmi dobře korelují s celkovým průběhem epidemie.
Jak odhadujeme počty nakažených?
Odhad počtu nakažených na základě dat z odpadních vod je vždy velmi hrubý a jde nám spíše o to predikovat základní trendy (růst či pokles počtu nakažených). Rušivými vlivy můžou být např. výkyvy v průtoku odpadních vod vlivem srážek nebo rozdílná produkce virových částic u různých variant viru.
Nicméně během předcházejícího průběhu epidemie v Praze jsme vždy pozorovali poměrně dobrou korelaci mezi daty z odpadních vod a vývojem epidemie a alespoň řádově jsme schopni počty nakažených v dané lokalitě odhadnout.
Kde SARS-CoV-2 monitorujeme?
V současné době dvakrát týdně vzorkujeme hlavní přítok na pražskou čistírnu odpadních vod (stoku "ACK"), která odvádí cca 50 % pražských odpadních vod. Kromě toho jednou týdně vzorkujeme 10 menších pražských stok, které reprezentují rezidenční čtvrti, nákupní centra, studentské koleje atd. V předešlých fázích projektu jsme sledovali až 22 malých stok a 4 velké (tzv. kmenové) stoky.
Na obrázku vpravo jsou zobrazena území odvodňovaná stokami K, C a F, které jsme v minulosti vzorkovali. Povodí stoky ACK ohraničuje červená čára.
Od září monitorujeme také několik pražských základních škol a rozjíždí se cílený monitoring domů s pečovatelskou službou a několika VŠ kolejí.
