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为解决低收入和中等收入国家（LMICs）SARS-CoV-2 早期检测难题，研究人员开展了对印度马哈拉施特拉邦 23 个城市开放排水系统污水监测的研究。结果发现多种 SARS-CoV-2 变异株，且污水监测可提前发现变异株。该研究凸显了 WBE 在 LMICs 的重要性。
在 2019 年 12 月，一场突如其来的风暴 ——SARS-CoV-2 病毒席卷全球，引发了新冠肺炎（COVID-19）大流行。这个狡猾的病毒通过多种方式传播，不仅能通过飞沫和气溶胶传播，还能在粪便中被检测到，这意味着它可能存在粪口传播的途径 。在抗击疫情的过程中，早期精准检测病毒及其变异株极为关键，就像在黑暗中找到准确的方向。然而，传统的监测方法存在诸多问题，尤其是在低收入和中等收入国家（LMICs），检测能力有限、成本高昂，使得早期发现疫情变得困难重重，这就像给抗疫之路设置了一道道障碍。
为了突破这些困境，来自印度多家科研机构（CSIR - 国家化学实验室、CSIR - 国家环境工程研究所以及印度科学教育与研究学院等）的研究人员挺身而出，开展了一项极具意义的研究。他们把目光投向了开放排水系统的污水，试图从这看似普通的污水中寻找病毒传播的蛛丝马迹。这项研究成果发表在了《Heliyon》杂志上，为全球抗疫提供了新的思路和方法。
研究人员主要采用了以下几种关键技术方法：一是污水样本采集，按照美国疾病控制与预防中心（CDC）的标准协议，从 2022 年 6 月第三周开始，每周从马哈拉施特拉邦 23 个城市的开放排水系统中采集样本；二是核酸提取，利用特定试剂盒按步骤进行操作；三是实时荧光定量逆转录聚合酶链反应（RT-qPCR），用于检测和定量 SARS-CoV-2 核酸；四是文库制备和测序，对样本进行全基因组扩增测序 。
下面来看看具体的研究结果：
- SARS-CoV-2 RNA 的检测：研究期间，共采集了 1548 个污水样本，其中 44.89% 通过 RT-qPCR 检测呈 SARS-CoV-2 阳性。通过对病毒载量的分析发现，在不同地区呈现出相似的变化趋势，在 2022 年 7 月 - 9 月、11 月 - 12 月以及 2023 年 2 月 - 4 月出现了三次病毒载量高峰 。
- 不同地区的病毒载量情况：在孟买地区，一些人口密度高的城市如米拉 - 拜扬德尔、比万迪 - 尼赞布尔 MC 等，病毒载量较高，且病毒载量高峰与人口密度密切相关；在中央马哈拉施特拉邦地区，索拉普尔、奥兰加巴德和艾哈迈德纳加尔等地的病毒载量较高，但该地区人口密度与病毒载量的相关性较弱；在西马哈拉施特拉邦地区，桑利和伊查尔兰吉等地在各个病毒载量高峰时都表现出较高的病毒滴度，这可能与桑利靠近浦那等城市，人员流动频繁有关。
- 污水中病毒载量与临床病例趋势的关系：将污水中 SARS-CoV-2 RNA 病毒载量趋势与临床病例阳性率趋势对比发现，虽然两者之间的联系因人员流动等因素变得复杂，但在污水病毒载量升高时，临床病例数也会有小幅度的增加 。
- SARS-CoV-2 变异株的分析：通过全基因组扩增测序，研究人员共鉴定出 22 种不同的 SARS-CoV-2 谱系。在 2022 年 6 月 - 12 月，BA.2.75 谱系占主导地位，之后 XBB.1.16.X 逐渐成为优势谱系 。
- 新兴变异株的早期检测：研究发现，污水监测能够比临床报告更早地检测到一些变异株。例如，BA.2.38 在 2022 年 6 月就在污水中被发现，比临床报告早了两个月；XBB.1.16.X 在 2022 年 7 月下旬就有踪迹，比临床报告早了 157 天 。
研究结论和讨论部分意义重大。该研究表明，污水流行病学（WBE）是早期检测和监测 COVID-19 变异株的重要工具。通过分析开放排水系统的污水，研究人员能够提前发现新兴变异株，这为公共卫生决策提供了宝贵的时间。在 LMICs，利用开放排水系统进行 WBE 监测是一种经济、有效的方法，有助于提高对疫情的防控能力，为未来应对类似的传染病爆发提供了有力的支持。同时，研究也指出了 WBE 在实际应用中面临的挑战，如污水中病毒 RNA 的稀释、难以将检测结果与具体个体关联等问题，为后续研究指明了方向。
