داده هایی که ۲سال قبل می توانست مسیر کرونا را عوض کند!

به گزارش شفاآنلاین:نمونه استخراج شده در یخچال نگهداری خواهد شد و در یک سفر ۱۲ساعته با اتوبوس به آزامیشگاهی در داکا، پایتخت بنگلادش ارسال خواهد شد. پس از رسیدن به آزمایشگاه، این نمونه برای تشخیص وجود بیماری‌هایی از جمله وبا، حصبهه و سارس؛ که منشا ویروس کرونا نیز است، آزمایش خواهد شد. دکتر امین قصد دارد تا تیم او این روند را هر هفته تکرار کند. او امیدوار است که که این آزمایش به او بینشی درباره نحوه انتشار کووید-۱۹ در این منطقه بدهد.

بررسی فاضلاب برای عوامل بیماری‌زا ایده جدیدی نیست. چندین شهر آمریکا از جمله چارلستون، دیترویت و فیلادلفیا، بیماری فلج اطفال را از این طریق دنبال کردند. اما بیماری کووید-۱۹ ثابت کرد همانطور که یک شوخی اجتناب ناپذیر می‌گوید:«یک نقطه عطف است.» آمار و ارقام پروژه CovidPoops19 که در دانشگاه کالیفرنیا، مرسد، میزبانی شد، نشان می‌دهد که تعداد سایت‌های نظرسنجی عمومی از تنها ۳۸ سایت در اکتبر ۲۰۲۰ به بیش از ۳۵۰۰ سایت رسیده که در حال حاضر و در ۷۰ کشور پراکنده شده است.(نمودار)

آنا مروترا، در فدراسیون محیط زیست آب که یک سازمان آمریکایی است، می‌گوید: «این یک روزنه امید براى بیماری همه‌گیر بوده است.» داگ مانوئل، اپیدمیولوژیست در دانشگاه اتاوا نیز می‌گوید: «ما در سال اول به ارزش یک دهه بررسی علمى انجام داده‌ایم.»

اکنون مقامات بهداشت عمومی امیدوارند که این زیرساخت‌های تازه ساخته شده بتوانند به یک سیستم هشدار اولیه جهانی تبدیل شوند. اکنون آمریکا و اروپا با شیوع آبله میمون، یک بیماری عفونی مرتبط با آبله که برای اولین بار در خارج از خانه خود یعنی آفریقا منتشر شده، دست و پنجه نرم می‌کنند. هم اکنون شهرها درحال تمیز کردن فاضلاب برای یافتن سویه‌های ویروس هستند. در هند، تیفوئید، تب استخوان شکن و آنفولانزای مرغی در صدر فهرست قرار دارند. در مالاوی نیز وبا، روتاویروس و شیگلا در اولویت هستند. 

حتی بیماری فلج اطفال نیز هنوز مورد توجه است. محققان در ژوئن امسال در لندن ویروس فلج اطفال را در فاضلاب کشف کردند و به مقامات هشدار دادند که این ویروس که تصور می‌شود دهه‌ها پیش در بریتانیا ریشه‌کن شده است، در واقع در پایتخت در گردش است. در ماه آگوست، مقامات بهداشت عمومی در نیویورک کشف مشابهی کردند. 

و ممکن است که کاربردهای گسترده‌تری نیز وجود داشته باشد. نظارت بر فاضلاب می‌تواند پایداری آنتی‌بیوتیکی را اندازه‌گیری کند و به محققان بهداشت عمومی کمک کند که مصرف همه چیز از کوکائین و الکل گرفته تا میوه و سبزیجات را ردیابی کنند. 

خشمگین از موفقیت 

اولین گروهی که نتایج آزمایش فاضلاب برای کووید-۱۹ را منتشر کرد موسسه تحقیقاتی آب در هنلد بود. محققان در اوایل بیماری همه‌گیر کرونا دریافتند که نیمی از افرادی که مبتلا به بیماری سارس کووید-۲ بودند، این ویروس در مدفوعشان بوده است. تیم هلندی آزمایش آب را از فرودگاه شیپخول آمستردام در فوریه ۲۰۲۰ آغاز کرد. آنها ویروس را درست در زمانیکه اولین موارد ابتلا در این کشور تایید شد؛ شناسایی کردند. (اگر قرنطینه ایتالیا، آنها را از آزمایشگاه‌هایشان دور نمی‌کرد، ممکن بود که محققان ایتالیایی آنها را شکست دهند.) تا ماه سپتامبر ۲۰۲۰، تمام واحدهای تصفیه فاضلاب هلند که بیش از ۹۹درصد جمعیت را پوشش می‌دهند، تحت نظارت قرار گرفتند. 

محققان معتقدند که یک مورد عفونی ویروس کووید-۱۹ را می‌توان در میان زباله‌های ۱۴هزار نفر شناسایی کرد. آزمایش پساب کل جمعیت بسیار ارزان‌تر از غربالگری جداگانه هر فرد ساکن است و اغلب می‌تواند موارد را زودتر تشخیص دهد. دکتر مروترا می‌گوید: «اگر داده‌های فاضلاب در مارچ ۲۰۲۰ به طور گسترده در دسترس بود، ممکن بود که مسیر همه‌گیری کرونا را تغییر دهد.»

بسیاری از تلاش‌ها در روزهای اولیه همه‌گیری به صورت جزئی و توسط دانشگاهیانی انجام می‌شد که داوطلبانه تخصص خود را به مقامات بهداشت عمومی محلی ارائه می‌کردند. 

از بنگلور تا انتاریو، همه گزارش دادند که متقاعد کردن مقامات مضطرب که می‌خواهند در رابطه با هرچیز مفیدی که فاضلاب می‌تواند کمک کند، شلوغ‌کاری کنند، دشوار است. 

اما فواید آن به سرعت آشکار شد. تجزیه و تحلیل فاضلاب ثابت کرد که قادر است امواج قابل سرایت را یک تا دو هفته قبل از آزمایش سواب‌بینی معمولی پیش‌بینی کند. کشورهایی مانند مالاوی با نرخ پایین‌تر تست‌های متداول، تا یک ماه اخطار دریافت کردند. 

علاوه بر جمع‌آوری ساده داده‌ها، بسیاری از کشورها آن را به صورت آنلاین در دسترس قرار دادند. این به همه سازمان‌ها اجازه می‌داد تا از آن استفاده کنند. برای مثال، پردیس‌های دانشگاهی در ایالت آریزونا از داده‌های فاضلاب برای تشخیص زودهنگام جریان‌های سرایت استفاده می‌کردند. بیمارستان کودکان بوستون نیز تصمیم گرفت در پاسخ به علائمی مبنی بر افزایش سویه اومیکرون ویروس کرونا در فاضلاب محلی، اقدامات غیرضروری را به تعویق بیندازد. 

ایجاد یک شبکه نظارت جهانی مناسب، به تکنیک‌هایی نیاز دارد که در طول بحران کووید-۱۹ به کار گرفته شده‌اند. روش‌های جمع‌آوری، آزمایش و گزارش باید استاندارد باشند تا امکان مقایسه بین مکان‌های مختلف فراهم شود. بسیاری از روش‌های موجود به طور قابل توجهی با تکنولوژی پایین هستند. به عنوان مثال، تامپون‌ها اغلب به عنوان ابزاری برای جذب کردن آب در آزمایش استفاده می‌شوند. اندرو انگل که در کاندو که یک شرکت داده‌های فاضلاب در اسرائیل است کار می‌کند، معتقد است که فناوری لازم برای قرار دادن یک آزمایشگاه کوچک بر روی یک دستگاه نمونه‌برداری، می‌تواند ظرف چهار سال یا بیشتر توسعه پیدا کند. این امر باعث می‌شود که آب در همان محوطه مورد تجزیه و تحلیل قرار گیرد. 

با این حال، شاید مهم‌ترین تغییر شامل تامین مالی و سازماندهی باشد. اقدامات بهداشت عمومی نمی‌تواند برای مدت طولانی توسط داوطلبان دانشگاهی پایدار بماند. در آمریکا، سازمانی به نام «انجمن آزمایشگاه‌های بهداشت عمومی» در تلاش است تا به اعضای خود کمک کند تا ظرفیت بیشتری را برای انجام کارهای نظارتی خود توسعه دهند. 

سازمان‌های خصوصی نیز تخصص خود را ارائه می‌دهند. در واقع، زیرمجموعه علوم زیستی آلفابت؛ شرکت مادر گوگل، امکانات آزمایشگاهی را برای تصفیه خانه فاضلاب در هشت ایالت آمریکا ارائه می‌دهد. بایوبوت یک شرکت آمریکایی دیگر است که صراحتا برای شیوع‌شناسی فاضلاب تاسیس شده است. بیش از ۵۰۰سایت تست دیگر در سراسر کشور وجود دارد. امید می‌رود که نمونه برداری و نظارت به مقامات بهداشت عمومی سراسر آمریکا و در نهایت سراسر جهان ارائه شود. کاندو پیش از این نیز سیستم آزمایش فاضلاب اسرائیل را اداره می‌کرد. این حدودا ۸۵درصد از جمعیت اسرائیل و همچنین تازه واردانی را که در بزرگترین فرودگاه این کشور از دستشویی عمومی استفاده می‌کنند را در بر می‌گیرد. 

راه‌اندازی سیستم‌های نظارتی برای همه کشورها آسان نخواهد بود. کاندو برای موفقیت خود بر روی نقشه‌های دقیق حوزه‌های آبخیز و همچنین شبکه فاضلاب متکی است. دکتر انگلی می‌گوید: «خصوصی‌سازی آب در بریتانیا، چنین اطلاعاتی را "تقریبا دست نیافتنی" کرده است.» اما بزرگترین چالش، ارائه داده‌های مفید در مکان‌هایی است که اصلا سیستم فاضلاب مرکزی در آنجا وجود ندارد و از آنجایی که مکان‌هایی مانند این‌ها نیز احتمالا مراقبت‌های بهداشتی محدودی دارند، شیوع انواع بیماری به احتمال زیاد به سرعت گسترش می‌یابد که باعث می‌شود فوریت ردیابی آنان بیشتر شود. 

پیشرفت لجن زار

شبکه‌های نظارتی که دکتر امین در بنگلادش ایجاد کرده، برخی از چالش‌ها را مورد تاکید قرار می‌دهد. در کمپ پناهندگان مانند بازار کاکس، ۸۰درصد از دستشویی‌های عمومی ، گودال‌هایی هستند که نیاز به آزمایش دستی پرزحمتی دارند. حتی شهرهای بزرگی مانند داکا، زیرساخت‌های قدیمی و ناهمگونی برای انجام این کار دارد. 

مالاوی نیز حداقل به صورت تئوری به این فناوری علاقه‌مند است. اما از سال ۲۰۱۷، تنها ۵درصد از لیلونگوه، پایتخت این کشور، از سیستم فاضلاب استفاده می‌کرد. فاضلاب اغلب از طریق زمین و از آب‌های زیرزمینی نفوذ می‌کند. گاما بانداوه از دانشگاه علم و صنعت مالاوی می‌گوید: «این بدان معناست که نظارت بر فاضلاب، شامل نظارت بر رودخانه‌های مجاور و دیگر جریان آب‌ها است. 

موفقیت نظارت بر فاضلاب در ردیابی کووید-۱۹ باعث افزایش علاقه‌مندی به اهداف دیگر نیز شده است. درحال حاضر فاضلاب در برخی از نقاط برای مواد مخدر، چه قانونی و چه غیرقانونی نظارت می‌شود. بایوبوت، با هدف نظارت بر میزان ۳۰مسکن مختلف برای برای کمک به درک بهتر بحران مسکن‌های مختلف در آمریکا شروع به کار کرد. در ماه می سال ۲۰۲۱، تجزیه و تحلیل پساب در شهر سئول نشان داد که سطوح مختلف ویاگرا؛ دارویی که اختلالات نعوظ را درمان می‌کند، با توجه به نسخه‌هایی که پزشکان نوشته بودند، چندین برابر حد انتظار بود. یک شبکه گسترده در سراسر اروپا از تحلیلگران فاضلاب که نام آن اسکور است، از سال ۲۰۱۱ سطوح کوکائین و حشیش را در شهرهای سراسر این قاره رصد کرده‌اند. 

فرح اشتیاق، محقق بخش ژنتیک و جامعه در موسسه تاتا در بنگلور، علاقه‌مند به استفاده از نمونه‌برداری از فاضلاب برای ردیابی مقاومت آنتی‌بیوتیک‌هایی است که در آن باکتری‌ها، در برابر داروهایی که قبلا برای آنها کشنده بود، مقاومت می‌کنند. مقاومت آنتی‌بیوتیک کارشناسان بهداشت عمومی هند را نگران می‌کند. یک مقاله که در سال ۲۰۲۰ منتشر شد، تخمین زده است که حدود یک چهارم موارد جدید سل در کشور، به حداقل یکی از داروهایی که معمولا برای درمان این بیماری استفاده می‌شود، مقاوم هستند؛ همچنین ۳.۵درصد به چندین مورد مقاوم بودند.

برخی دیگر نیز می‌خواهند سلامت را به معنای وسیع‌تری تحت نظر بگیرند. در سال ۲۰۱۹، محققان دانشگاه ایالتی آریزونا مطالعه‌ای درباره فاضلاب منتشر کردند که سطوح گیاستروژن‌ها، یعنی مواد شیمیایی موجود در غذاهای گیاهی را تجزیه و تحلیل کرد. این پیشنهاد نشان داد که نظارت بر فاضلاب می‌تواند برای پیگیری عادات غذایی یک کشور مورد استفاده قرار بگیرد. کاندو فهرستی از بیش از ۵۰۰شاخص زیستی دارد که به طور بالقوه در فاضلاب قابل تشخیص هستند. این شرکت امیدوار است که سطح یکی از آنها یعنی سورتونین، ممکن است به اطلاعات جالبی درباره افسردگی منجر شود. در استرالیا محققان از فاضلاب برای نظارت بر میزان مصرف نیکوتین و الکل استفاده می‌کنند. 

یک سوال این است که چنین نظارتی چقدر می‌تواند دقیق باشد. فاضلاب کل شهر، یا حتی یک محله خاص، چیزهایی کاملا ناشناس هستند. اما در سنگاپور و هنگ‌کنگ امکان نظارت بر زباله‌های ساختمان‌های آپارتمانی و بیمارستان‌ها محقق شده است. این روش‌ها در هر دو مکان همراه با همه‌گیرشناسی سنتی به مقامات این امکان را می‌دهد تا بیماران کووید-۱۹ را از داخل واحدهای مسکونی شناسایی کنند. در کشور چین نیز، پلیس در حال حاضر به این فناوری علاقه نشان داده است، به طوریکه حداقل یک کشف مواد مخدر در ژونگشان؛ شهری در استان گوانگ‌دونگ، به کمک نظارت بر فاضلاب انجام شد. 

با توجه به مسیر آینده این فناوری، برخی از محققان شروع به بررسی تعادل بین نظارت و حریم خصوصی کرده‌اند. استیون هرودی که یک سم شناس در دانشگاه آلبرتا است، دستورالعمل‌های موجود سازمان بهداشت جهانی را درمورد نظارت علم همه‌گیر شناسی برای استفاده با فاضلاب تطبیق داده است. او استدلال می‌کند که داده‌ها باید زمانی جمع‌‌آوری شوند که استفاده از سلامت عمومی مشروع و خاص در نظر گرفته شده باشد و داده‌های قابل شناسایی شخصی نباید نباید با نهادهای غیروابسته به سلامت عمومی به اشتراک گذاشته شود. 

اما در حال حاضر، چنین نگرانی‌هایی در درجه دوم اهمیت قرار دارند. همه‌گیری کرونا مقامات را به انواع سیستم‌های نظارت بر بیماری که سال‌ها متخصصان بیماری‌های همه‌گیری می‌خواستند، علاقه‌مند‌تر کرده است. نمونه‌برداری از فاضلاب ارزان، غیرتهاجمی و در زیرساخت‌های موجود است. این یک ایده صدساله است که ممکن است بالاخره زمان آن فرا رسیده باشد.