污水中病毒監測背景

新冠病毒疫情已發展成“全球性大流行病”，嚴重威脅人類健康和社會經濟發展，且近日國內部分城市疫情出現反彈現象，眾多地區無癥狀感染者數量增加，可見防控形勢具有長期性和復雜性。

至今為止，臨床病毒篩查是疫情預警防控的主要手段，但是基于臨床檢測的預警是在已出現病例之后再對其居住社區及密切接觸人員開展流行病學回溯，考慮到新冠病毒3-14天潛伏期和出現明顯癥狀之后再去醫院診斷的時間，這種預警方式具有一定的滯后性，所以當下迫切需要更多的監測途徑作為疫情監測預警的補充，從而有效阻斷病毒傳播、降低疫情發生的損失。

污水中病毒監測意義

據《科學通報》報道，2021年6月份香港大學張彤教授團隊在一棟未出現確診者大樓的多份污水樣本中檢測出新冠病毒，此舉為社區公共衛生防控監測提供早期預警信息, 亦成為采取后續防疫措施的重要依據；武漢疫情期間，湖北省環科院等在武漢疫區醫院化糞池上層泥水和污水處理設施污泥樣品中檢出了病毒核酸；廣州疾控中心的流行病學調查證明了糞便排泄物是新冠病毒傳播的重要載體；清華大學也在北京新發地疫情暴發之前的小紅門污水處理廠進水中檢出了病毒核酸；國外同樣已有多家研究機構在疫情爆發伊始或爆發前就在市政污水中檢出新冠病毒。

由此可見，通過監測城鎮污水廠進水中新冠病毒的豐度變化可以及時反映出污水處理廠服務區域人群的病毒感染情況。而且，城鎮污水廠能夠覆蓋大部分人群，與基于臨床檢測的病毒預警相比，基于污水中新冠病毒監測的疫情預警覆蓋面更廣，時效性更強，經濟社會成本更低，這對于公共部門開展防疫工作有重要意義。

1. 污水中病毒富集方法現狀

由于水環境中病毒濃度較低，且病毒個體小(直徑約為 50-300nm)，難于直接檢測，需要經過濃縮富集等前處理后方可檢出。目前，常用于水環境中病毒的富集方法主要包括過濾法、吸附法、離心法和混凝法，但在日常監測應用中，富集的成本和富集效率是更為重要的影響因素，這導致部分方法推廣受限，同時，鑒于大多數病毒的致病性，如何減少檢測人員與樣本的高頻接觸，盡可能用實驗室分析儀器操作代替人工操作，形成更為簡單安全的富集檢測流程，也是需要著重考慮的問題。

基于此種現狀，中國科學院生態環境研究中心與北京華科儀通過開展深入合作，根據鋁鹽混凝沉淀法，結合 qPCR檢測技術，建立了一種可靠、經濟、便捷的病毒富集及檢測方法，現已納入WS/T 799—2022《污水中新型冠狀病毒富集濃縮和核酸檢測方法標準》。

引自WS/T 799—2022《污水中新型冠狀病毒富集濃縮和核酸檢測方法標準》

污水中病毒富集儀介紹

中國科學院生態環境研究中心與北京華科儀聯合推出多通道水中病毒富集儀，可用于疾控中心、供水系統、環境監測、第三方檢測、應急監測等領域，具有以下四大優勢：

(1) 高通量處理：儀器為多通道設備，可同時處理4份樣品，單次使用可處理≤16份樣品，同時，自動化程度高，能實現自動連續加樣，加藥、攪拌混勻、調節pH、藥劑不足提醒等功能，后續實驗操作配合離心機、水浴鍋、自動核酸提取儀、實時熒光定量核酸擴增檢測(qPCR)，即可形成完整的高通量水中病毒富集濃縮檢測系統，大大提升了檢測效率。

(2) 防護措施完善：儀器能形成一個封閉的空間，各個功能區域都配有紫外燈照射，實驗結束后可打開進行病毒滅活，進出樣瓶和反應容器均有密閉處理設計，同時儀器能自動沖洗消毒相關管道及容器，在避免交叉污染的同時，最大程度降低對操作人員和環境的感染風險。

(3) 富集成本低：由于儀器基于的方法原理是通過形成絮凝體包裹病毒的同時，利用靜電作用將帶正電荷的鋁鹽離子與帶負電荷的病毒吸附在一起，耗材成本低，并且該方法受樣品濁度的影響小，無需多次富集，所以該方法極大地降低了富集的成本。

(4) 富集種類多：儀器可富集病毒種類主要包括：新冠病毒（SARS-CoV-2）、諾如病毒（NV）、脊髓灰質炎病毒( PV)、豬流行性腹瀉病毒(PEDV)、豬傳染性胃腸炎病毒(TGEV)、輪狀病毒(PoRV)、禽流感病毒(AIV)、豬細小病毒(PPV)、豬圓環病毒(PCV)、非洲豬瘟病毒(ASFV)等其它病毒。