چرا داده های فاضلاب هنوز یک ابزار اصلی بهداشت عمومی نیست؟

دبلیوشمارش موارد حاکی از آن است که کووید-19 در حال کنترل است، حقیقت در توالت ها است.

همه‌گیری مدت‌هاست که در مرحله خستگی خود بوده است، و بخش‌های بهداشت عمومی نتوانند بازده سرمایه‌گذاری را برای باز نگه‌داشتن کلینیک‌های آزمایشی داشته باشند – و دانستن تعداد افراد در یک منطقه خاص را در زمان واقعی غیرممکن می‌کند. بیمار و در حالی که بستری شدن در بیمارستان نسبتاً قابل اعتماد است، این شاخص از موارد عقب مانده است. پس چرا به آزمایش فاضلاب با قابلیت اطمینان‌تر، کم‌هزینه‌تر و کم‌هزینه‌تر روی نیاورید تا از موارد در سطح جمعیت مراقبت کنید؟

ایمی کربی، رهبر سیستم ملی نظارت بر فاضلاب مرکز کنترل و پیشگیری از بیماری، می‌گوید: «وقتی به این فکر می‌کنیم که این وضعیت در سه تا پنج سال آینده به کجا می‌رسد، ما دوست داریم که فاضلاب به نوعی هشدار آب و هوا باشد. برنامه NWSS). شما از خواب بیدار می شوید و هشدار آب و هوای سلامتی خود را بررسی می کنید و می گویید: “در جامعه من، آیا شاهد افزایش کووید هستیم یا شیوع نوروویروس در حال وقوع است؟” آیا چیز دیگری وجود دارد که باید بیشتر مراقب آن باشم؟»

تبلیغات

در حالی که زیرساخت ملی نظارت بر فاضلاب که برای شناسایی SARS-CoV-2 ساخته شده است، این نوع کاربرد را واقعی‌تر کرده است، هنوز چندین مانع وجود دارد که قبل از امکان سیستم “هشدار آب و هوای سلامت” در آینده برطرف شود.

مقامات بهداشت عمومی همچنان محتاط هستند

هر سیفون توالت حاوی اطلاعاتی درباره سلامت جامعه است، خواه شیوع آنفولانزا، مصرف مواد افیونی یا شیوع باکتری های مقاوم به آنتی بیوتیک باشد. اما این ایده تا سال 2020 در ایالات متحده رایج نشد، زمانی که CDC NWSS (تلفظ “اخبار”) را تأسیس کرد. NWSS داده‌های فاضلاب را از پیمانکاران فدرال، آزمایشگاه‌های دانشگاهی، آزمایشگاه‌های ایالتی و آزمایشگاه‌های تجاری با قرارداد دولتی جمع‌آوری می‌کند و نتایج را در نمودار متریک فاضلاب در دسترس عموم نشان می‌دهد.

تبلیغات

ماریانا ماتوس، یکی از بنیانگذاران و مدیر عامل شرکت تجزیه و تحلیل فاضلاب Biobot، گفت که شرکای دولتی و محلی Biobot آزمایش فاضلاب را دوست دارند زیرا قابل اعتماد است. تعداد افراد آلوده این آزمایش به افرادی که برای کووید آزمایش می‌شوند بستگی ندارد.

اما مقامات بهداشت عمومی در مورد کار با انواع جدید داده های اپیدمیولوژیک محتاط هستند. مگان دایموند که به‌عنوان مدیر مشارکت‌های بهداشت جهانی در بنیاد راکفلر، تلاش‌های نظارت بر فاضلاب را رهبری می‌کند، گفت: این یک «مشکل مرغ و تخم‌مرغ» ایجاد می‌کند. او گفت: «مردم می‌خواهند نتایج داده‌ها را قبل از استفاده راحت یا سرمایه‌گذاری روی آن‌ها ببینند، اما برای به دست آوردن داده‌ها، باید در [getting the data]”

کربی گفت که NWSS از طریق قرارداد خود با شرکت هایی مانند Biobot که بیش از 400 سایت از تقریباً 1250 سایت گزارش NWSS را مدیریت می کند، توانسته است پذیرش نظارت بر فاضلاب را افزایش دهد. او گفت: «آنچه که ما پیدا کردیم مردم را در مورد کاربرد فاضلاب در سریع‌ترین زمان متقاعد می‌کند، این است که عملاً آن را در جامعه خود ببینند. “بدون هیچ هزینه ای برای جامعه خود، می توانید نظارت بر فاضلاب را امتحان کنید و ببینید که آیا برای شما کار می کند یا خیر. ما تمام کارهای سنگین را انجام خواهیم داد. ما فقط به شما داده‌ها را می‌دهیم.»

با این حال، این سوال وجود دارد که آیا جوامع می توانند بفهمند که با آن داده ها چه کنند. در حالی که شهرهایی مانند بوستون از داده‌های فاضلاب محلی استفاده می‌کنند تا تصمیم بگیرند که آیا اقدامات کاهشی مانند توصیه‌های پوشاندن مدارس را اعمال کنند یا خیر، کربی گفت که برخی از شهرداری‌ها در نهایت داده‌های فاضلاب را تخفیف می‌دهند زیرا سازگاری با معیارهای سنتی‌تر کووید دشوار است.

داده های فاضلاب با داده های بهداشت عمومی معمولی متفاوت است

منطقه ای که توسط یک سیستم فاضلاب معین ارائه می شود، کدهای پستی، مناطق سرشماری و شهرستان ها را کاهش می دهد، و داده ها را با معیارهایی مانند شمارش موارد، که اغلب بر اساس دسته بندی های جغرافیایی رایج تر گزارش می شوند، ناسازگار می کند. از آنجایی که نقشه‌های سیستم فاضلاب به راحتی در دسترس نیستند، پایگاه‌های اطلاعاتی با اطلاعات مورد نیاز برای ترجمه نقشه‌های سیستم فاضلاب به دسته‌هایی مانند کدهای پستی وجود ندارند. کربی گفت: یکی از اهداف NWSS جمع‌آوری این داده‌ها است – که باید با تماس با هر تصفیه‌خانه فاضلاب و پرسش در مورد نقشه سیستم تاریخی آنها انجام شود – تا ترجمه داده‌ها آسان‌تر شود.

این واقعیت که همه در سیستم فاضلاب نیستند، تلاش را پیچیده تر می کند. در مناطق روستایی، افراد بیشتری سپتیک تانک خود را دارند و بنابراین از داده‌های فاضلاب حذف می‌شوند، اگرچه بعید است که این شکاف داده‌ای بزرگ‌تر از نظارت‌های آزمایش بالینی فعلی ایجاد کند. با این حال، آپارنا کشاویا، محقق اصلی Mathematica که تحقیقات فاضلاب سازمان را هدایت می‌کند، در پاسخ به این موضوع که برخی از افرادی که در سپتیک هستند ممکن است در داده‌های محل کارشان به حساب بیایند، اگر آن ساختمان توسط فاضلاب سرویس‌دهی شود.

کشاویا گفت: در واقع، سیستم‌های فاضلاب روستایی و کوچک‌تر که به ده‌ها هزار نفر خدمات رسانی می‌کنند، نسبت به سیستم‌های بزرگ و کلان‌شهری که ممکن است به یک میلیون نفر یا بیشتر خدمت کنند، برتری دارند. هر چه جمعیت استفاده از فاضلابی که به محل جمع آوری منتهی می شود کمتر باشد، داده ها دانه بندی بیشتری دارند. چندین دانشگاه برای کاهش شیوع کووید در اوایل بیماری همه گیر، فاضلاب را برای خوابگاه های فردی نظارت کردند.

تفسیر داده های فاضلاب نیز بدون زمینه های دیگر دشوار است. فقط به این دلیل که یک شهر دارای نسخه های ویروسی در هر لیتر فاضلاب نسبت به شهر دیگر است، به این معنی نیست که تعداد موارد بیشتری دارد. کربی گفت: «به نظر می رسد نحوه ساخت و بهره برداری از سیستم فاضلاب تأثیر زیادی بر تعداد دریافتی شما در کارخانه دارد. تلاش برای مقایسه در سراسر کشور در زمانی که تعداد نسخه‌های RNA ویروسی در سایت‌های مختلف قابل مقایسه نیست، داشبورد NWSS در عوض گزارش می دهد که چند سایت در 15 روز گذشته تغییرات مشخصی در سطح ویروس دیده اند. مفید بودن این معیار ممکن است دشوار باشد.

متریک فاضلاب که NWSS می‌خواهد بتواند تخمینی از سطح مورد از داده‌های فاضلاب ارائه دهد: چه مقدار RNA ویروسی مربوط به یک فرد مبتلا به کووید است. کربی گفت که مدل‌های فعلی برای این عدد به قدری نادقیق هستند که محدوده آن برای مفید بودن بسیار زیاد است. او گفت که تولید تخمین دقیق‌تر به محققان نیاز دارد تا سه عاملی را که تعیین آنها دشوار است، بررسی کنند. “برای هر فردی که به SARS-COV-2 آلوده شده است، انتظار داریم چه مقدار ویروس در فاضلاب نقش داشته باشد و چقدر طول می کشد و چه مقدار از آن در تصفیه خانه شناسایی می شود؟” او گفت.

ماتوس گفت: نقص دیگر در سیستم NWSS فعلی این است که اعداد بسته به اینکه چه کسی نمونه‌ها را مدیریت می‌کند و داده‌ها را تجزیه و تحلیل می‌کند، نوسان می‌کند. مقایسه روندها در سایت های مختلف برای سیستم NWSS دشوار است زیرا بسیاری از فروشندگان مختلف داده ها را به پایگاه داده ارسال می کنند. با این حال، نمونه‌هایی که توسط همان آزمایشگاه با روش‌های مشابه آنالیز و پردازش شده‌اند، سازگاری داخلی خوبی دارند، به همین دلیل است که مقایسه‌هایی مانند مقایسه روند منطقه‌ای Biobot امکان‌پذیر است.

با این حال، نویز در داده‌ها هنوز آنقدر زیاد است که نمی‌توان شاخص قابل اعتمادی برای موج‌های کووید باشد. به همین دلیل است که تیم‌های کشاویا و دایموند در Mathematica و بنیاد راکفلر یک الگوریتم هشدار ایجاد کردند که چندین نوع مختلف معیارهای فاضلاب را ارزیابی می‌کند تا تعیین کند که چه زمانی یک موج واقعی اتفاق می‌افتد و چارچوبی برای اینکه چگونه جوامع می‌توانند معیارهای سنتی مانند بستری شدن در بیمارستان و شمارش موارد بالینی را با فاضلاب ادغام کنند. داده ها.

سرمایه گذاری بلندمدت ممکن است دشوار باشد

مانند هر ابزار آمادگی بیماری همه گیر، گرفتن شتابی که کووید-19 به نظارت بر فاضلاب داد و سرمایه گذاری در توسعه آن را حفظ کرد، دشوار است.

کشاویا گفت: «احتمالاً جوامع و جوامع نسبت به اقدامات پیشگیرانه اقدام اصلاحی انجام می دهند.

از نظر تئوری، نباید فروش سختی باشد. در حالی که آزمایش بالینی هنوز برای تصمیم گیری در سطح فردی مهم است، در سطح جمعیت، نظارت بر فاضلاب بسیار مقرون به صرفه تر و جامع تر است.

آن زینک، رئیس انجمن مقامات بهداشت ایالتی و منطقه ای و مدیر ارشد پزشکی آلاسکا، به نیویورکر گفت که ایالت در حال سرمایه گذاری در آزمایش فاضلاب است زیرا «پول یا پشتوانه سیاسی برای راه اندازی روزانه سواب بینی ندارد. سایت‌های آزمایشی» و این عمل پایدارتر است. تکنسین‌ها از دستگاه‌ها و معرف‌های PCR یکسانی برای آزمایش‌های بالینی و فاضلاب استفاده می‌کنند، اما آزمایش فاضلاب می‌تواند هزاران نفر را در یک نمونه تحت پوشش قرار دهد، که طبق گفته کشاویا می‌تواند بین 300 تا 1200 دلار برای یک جامعه هزینه داشته باشد.

نظارت بر فاضلاب همچنین کاربردهایی فراتر از نظارت برای پاتوژن‌های عفونی مانند SARS-CoV-2، mpox یا فلج اطفال دارد و زیرساخت‌های گسترش‌یافته با کووید ممکن است برای سایر برنامه‌های پایش فاضلاب تأمین مالی کند.

قبل از همه گیری، چندین محقق داده های فاضلاب را به عنوان راهی برای نظارت بر مصرف مواد افیونی آزمایش می کردند. اما کارشناسان گفتند که نگران این هستند که بدون تلاش ساده برای تقویت تحقیقات با استفاده از تجزیه و تحلیل فاضلاب به طور گسترده‌تر، تمام پیشرفت‌هایی که در طول همه‌گیری به‌دست آمده به هدر می‌رود. محققان در حال مشاهده چندین بخش از یک منطقه هستند که از تصفیه خانه‌های فاضلاب کم‌کار می‌خواهند تا برنامه‌های جداگانه‌ای برای بیماری‌های عفونی و استفاده از مواد افیونی اجرا کنند، که برای داده‌هایی که در صورت هماهنگی بیشتر می‌توان از یک نمونه جمع‌آوری کرد، دو برابر بیشتر است.

دایموند گفت: ردیابی سویه‌های مرموز کووید از فرد تا یک نفر یا فهرست‌بندی انواع SARS-CoV-2 از طریق فاضلاب هواپیما موارد استفاده خلاقانه از این روش را نشان می‌دهد، اما نظارت بر فاضلاب ابزار مهمی برای سالم نگه‌داشتن مدارس، جوامع و جمعیت است.

دایموند گفت: «این به ما امکان می‌دهد تا سلامت عمومی را بدون چشم‌بند انجام دهیم و واقعاً آینده نظارت بر سلامت عمومی است. “[I] فقط امیدوارم شاهد سرمایه گذاری بیشتر دولت و صنعت در این زمینه باشیم.»

دوز روزانه سلامت و داروی خود را هر روز هفته با خبرنامه رایگان صبحگاهی STAT دریافت کنید. اینجا ثبت نام کنید.