Швейцарские ученые ищут следы коронавируса в канализации

Образцы сточных вод должны пройти сложный процесс подготовки, включающий фильтрацию и выделение образцов РНК. swissinfo.ch

Более года швейцарские ученые занимались мониторингом ситуации с Covid-19 на основании анализа сточных вод. Проект показал прекрасные результаты, но его будущее находится под большим вопросом.

Русскоязычную оригинальную версию материала подготовил Игорь Петров.

«Иногда это похоже на цвет шампанского, иногда на капучино — разные образцы выглядят по-разному», — говорит Федерика Карити (Federica Cariti). В лаборатории Швейцарского федерального технологического института в Лозанне (EPFLВнешняя ссылка) она при помощи дозаторного устройства разливает по пробиркам точно отмеренные объемы образцов сточных вод. Позже эта мутная жидкость будет отфильтрована в ходе сложного процесса подготовки проб для процедуры обнаружения в них следов присутствия вируса SARS-CoV-2.

Британский вариант вируса в Швейцарии был в конце прошлого 2020 года впервые успешно идентифицирован именно в сточных водах. © Esther Michel

«Мы используем для этого центрифугу, которая работает примерно как стиральная машина. Мы помещаем образцы внутрь на 30 минут и включаем ее на максимальную мощность», — объясняет Ф. Карити. «Затем жидкость фильтруется в пластиковой емкости, оснащенной специальной мембраной, способной „отлавливать“ и регистрировать вирусы и белки. Так получается концентрат, пригодный для окончательного анализа». Этим кропотливым, но уже рутинным процессом команда из четырех ученых EPFL занимается с февраля 2020 года, то есть с момента первого обнаружения нового коронавируса в образцах швейцарских сточных вод. 

При этом они могут опереться на помощь специалистов из Швейцарского «НИИ изучения проблем качества водных ресурсов» (EawagВнешняя ссылка) в Цюрихе и филиала цюрихской ВТШ (ETH Zürich) в Базеле. В рамках этого проекта с лета прошлого 2020 года на очистных сооружениях в Цюрихе и Лозанне регулярно отбираются пробы сточных вод, которые затем проверяются на наличие в них вируса Covid-19. Благодаря финансовой поддержке со стороны Федерального ведомства здравоохранения (BAG) в феврале 2021 года масштаб этого исследовательского проекта был увеличен, в него теперь входят шесть предприятий-партнеров, расположенных по всей Швейцарии. Теперь проект охватывает площадь проживания около одного миллиона жителей сельских и городских регионов (из в общей сложности 8,6 млн чел., составляющих население страны).

Канализация не врёт!

«Использование результатов анализа сточных вод для мониторинга циркулирующих в них вирусов отнюдь не новый метод, — объясняет старший научный сотрудник EPFL Ксавье Фернандес Касси (Xavier Fernandez Cassi). — Новацией же в нашем случает является во-первых, масштабы, затем ежедневная периодичность, а также использование технологии секвенирования генома. Мы никогда еще не делали ничего подобного применительно ни к одному вирусу».

На данный момент Швейцария пережила две волны пандемии, общее число зараженных составило только официальным данным 665 000 человек, избыточная смертность в связи с коронавирусом составила более 10 000 человек, хотя, по оценкам BAG, реальные цифры зараженных и переболевших могут достигать трети населения Швейцарии. Кампания по вакцинации началась еще в конце декабря и, после первоначальных сложностей, идет уже ускоренными темпами. Число новых случаев заболевания вирусом стабилизировалось и даже начало спадать.

© Esther Michel

Многие скажут — ничего себе у вас точность измерений: то ли полмиллиона, то ли почти три, как вы вообще тут считаете? Не иначе Билл Гейтс вместе с рептилоидами руку приложили. Заговор — это очевидно! Ответ же на этот вопрос прост: проведение эффективного тестирования и отслеживания вируса было изначально непростой задачей в условиях швейцарского федерализма и в ситуации наличия 26 суверенных кантонов. Кто за что отвечает, кто в какой мере несет какую ответственность: это перетягивание федералистского одеяла друг на друга во многом затруднило формирование адекватной картины происходящего. Однако со временем качество мониторинга заметно улучшилось. 

Свою роль в этом сыграла программа мониторинга сточных вод на присутствие Covid, которая начиналась как небольшой исследовательский проект, но которая теперь рассматривается как важный дополнительный инструмент наблюдения, наряду с клиническими тестами. Канализация, как ни странно, не врет, данные о концентрации в сточных вода вирусов теперь цитируются на правительственных пресс-конференциях и на брифингах экспертов из области здравоохранения в качестве одного из самых надежных источников информации для принятия затем политических решений. И в самом деле, этот метод обладает рядом неоспоримых преимуществ. Вирус может быть обнаружен в сточных водах куда быстрее, результаты анализов вод на несколько дней опережают результаты привычных клинических тестов. 

«Сточные воды не лгут, — говорит руководитель рабочей группы по анализу водных ресурсов при Eawag Кристоф Орт (Christoph Ort). — Это очень эффективный способ тестирования большого количества населения, поскольку в такой стране, как Швейцария, где хорошо развита система канализации и очистки сточных вод, соблюдение всех соответствующих технических правил и нормативов реализуется с точностью до 100%, а это значит, что вирус может быть обнаружен на таком фоне практически мгновенно. Кроме того, этот метод относительно дешев по сравнению с другими мерами тестирования». Мониторинг сточных вод на наличие Covid-19 проводится и в других странах, включая США, Великобританию, Бразилию, Нидерланды и Италию. 

Границы метода

Швейцарская команда экспертов уже совершила в этой сфере несколько прорывных открытий. Например, данные о сточных водах она может использовать для расчета коэффициента воспроизводства вируса (так называемый «показатель R»). «До сих пор мы, похоже, единственные, кто делает такие расчеты, итоги которых можно сравнить с показателем R, основанным на количестве случаев госпитализаций или смертей и при необходимости скорректировать», — говорит официальный представитель Eawag Андри Бринер (Andri Bryner). Кстати, британский вариант вируса в Швейцарии был в конце прошлого 2020 года успешно впервые идентифицирован именно в сточных водах. 

Эксперты EPFL Ксавье Фернандес Касси и Мари-Элен Корре готовят образцы сточных вод. EPFL

Разумеется, такой мониторинг имеет и свои границы. В настоящее время он может предоставить данные только о тенденциях, но не о реальном количестве случаев заболевания. Образцы сточных вод также не позволяют отличить новые случаи заражения от следов людей, которые переболели, выздоровели, но все еще носят в себе генетический материал вируса SARS-CoV-2. «Мы все еще недостаточно знаем о том, кто, когда и как выделяет идентифицируемый вирусный генетический материал, — говорит Кристоф Орт. — Кроме того сегодня, в ситуации массового тестирования, наше преимущество в плане скорости предоставления итогов анализов постепенно сокращается», — указывает К. Орт. 

При этом в период даже кульминаций волн пандемии доля положительных результатов тестов не превышала в Швейцарии 5%, что, по данным ВОЗ, свидетельствует о большом количестве невыявленных случаев заражений и заболеваний. А недавно данные Eawag по сточным водам Цюриха смогли точно подтвердить наличие несоответствия между реальным уровнем инфицирования населения и фактическим количеством зарегистрированных позитивных клинических тестов. Так что никаких заговоров и «попыток правительства скрыть информацию и СМИ — навести так называемую «коронапанику». Предполагается, что одной из причин такого результата может стать сокращение в Цюрихе числа проведенных ПЦР-тестов в период после Пасхи.

Туманные перспективы

Федеральное ведомство здравоохранения BAG (подразделение МВД) рассматривает сейчас эту исследовательскую программу в качестве полезного дополнительного метода и инструмента выявления возможных центров скопления лиц, имеющих Ковид. «Мы однозначно поддерживаем эти тесты, и мы хотим продолжать их. Они являются хорошим инструментом, позволяющим следить за развитием пандемии с нового ракурса», — заявил недавно журналистам Патрик Матис (Patrick Mathys), руководитель Отдела кризисного управления Федерального ведомства здравоохранения. Но на момент написания английской версии этой статьи на позапрошлой неделе будущее этой программы оставалось туманным. 

Забор проб воды на очистных сооружениях Werdhölzli в Цюрихе. © Esther Michel

Действующий договор проекта EPFL с Ведомством здравоохранения рассчитан до конца июля 2021 года. Решение о том, будет ли он продлен и если да, то каким образом, принимают самые различные службы и чиновники на федеральном и кантональном уровнях. «Заключение нового контракта с целью продолжения проекта нельзя исключать, но это будет во многом зависеть от ситуации с пандемией и от динамики эволюции числа новых заражений в Швейцарии», — указал представитель BAG Грегуар Гониат (Grégoire Gogniat) в ответ на запрос портала SWI swissinfo.ch. Ученые надеются, что их мониторинг Covid в сточных водах может быть продолжен, понимая, что часть этой работы в конечном итоге может быть передана кантональным или коммерческим лабораториям.

Но даже помимо пандемии Covid, команда из EPFL по-прежнему убеждена в действенности этого метода мониторинга, который в прошлом уже использовался для поиска случаев полиомиелита или отслеживания ситуации с потреблением наркотиков. «Это не просто инструмент для борьбы с пандемией», — говорит Тамар Кон (Tamar Kohn) из EPFL. Он может быть, по ее словам, использован для поиска генов, устойчивых к антибиотикам, а это как раз проблема, которая очень сильно беспокоит медиков и органы здравоохранения. «Мы могли бы проводить мониторинг следов обычного сезонного гриппа или, например, вируса папилломы человека. Но посмотрим, как далеко мы сможем реально продвинуться в этом направлении».