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为解决新冠疫情后对 SARS-CoV-2 监测的问题，研究人员在印度阿萨姆邦 JORHAT 地区开展基于废水的监测（WBS）研究。结果发现病毒阳性率在雨季较高，且在过渡层更常见，并识别出 8 个不同谱系。该研究为公共卫生评估提供数据。
新冠疫情曾如一场全球性的风暴，打乱了人们的生活节奏，给社会和经济带来了沉重打击。在疫情逐渐缓和后，如何有效监测新冠病毒（SARS-CoV-2）的传播、了解其变异情况，成为公共卫生领域亟待解决的重要问题。传统的监测方式往往聚焦于临床诊断，但这种方法存在一定的局限性，比如检测范围有限、容易受到各种因素干扰等。而基于废水的监测（Wastewater-based surveillance，WBS）技术则崭露头角，它就像一个隐藏在暗处的 “侦察兵”，通过监测污水中病毒的踪迹，能在更大范围内、更及时地发现病毒的传播情况。然而，在印度的东北部地区，此前却鲜少有关于 WBS 监测 SARS-CoV-2 的研究。
为了填补这一空白，来自印度相关研究机构的研究人员在阿萨姆邦的 JORHAT 地区展开了深入研究。他们期望通过这项研究，能够揭示该地区 SARS-CoV-2 在废水中的分布、演化规律，以及环境因素对病毒存在和持续的影响，从而为公共卫生防控提供有力的数据支持。最终，该研究成果发表在《Cleaner Water》杂志上。
研究人员在研究过程中，采用了多种关键技术方法。首先是废水样本的采集，他们在 JORHAT 地区的医院、居民区和河流等 25 个不同地点，分两个采样期，在雨季（9 月和 10 月）和旱季（12 月至次年 3 月），分别从废水表面层和 30cm 深度的过渡层采集样本。样本采集后，经过一系列处理，包括在生物安全二级（BSL-2）实验室进行均质化、巴氏消毒、过滤，然后采用 PEG-NaCl 法浓缩样本。接着，利用病毒 RNA 提取试剂盒提取病毒 RNA，通过逆转录定量聚合酶链反应（RT-qPCR）进行初步检测，对于部分结果不确定的样本，采用数字液滴 PCR（ddPCR）进行验证。最后，对 RT-qPCR 检测为阳性的样本进行全基因组测序（WGS），分析病毒的谱系和变异情况 。
研究结果
- 采样位点特征：研究人员在 JORHAT 地区的不同环境中精心选取了采样点，包括 8 个医院区域、11 个居民区和 6 条河流。在两个不同季节，从废水的表面层和过渡层采集样本。每个采样点在每个季节的每个空间条件下采集 8 个样本，两个季节共采集 16 个样本，总计 800 个样本，这些样本后续用于各种分析。
- 病毒阳性确认：通过 RT-qPCR 检测，研究人员发现，在第一个采样期（2022 年 9 月至 2023 年 3 月），雨季过渡层样本中 SARS-CoV-2 的 ORF1ab 和 N 基因的 Ct 值高于旱季，表面层样本中旱季的 Ct 值略低于雨季。这表明雨季时病毒载量相对较低，旱季时相对较高。在第二个采样期（2023 年 9 月至 2024 年 3 月），阳性样本仅在雨季被检测到，且 Ct 值范围与第一个采样期有所不同。此外，对于第一个采样期 RT-qPCR 检测结果不确定的 9 个样本，经 ddPCR 分析，6 个样本基于 N 和 ORF1ab 基因的扩增被确认为阳性，3 个样本 N 基因未显示阳性扩增，进一步验证了检测结果 。
- 环境因素影响：研究还发现，环境因素对 SARS-CoV-2 的阳性率有显著影响。在第一个采样期，医院区域、居民区和河流的阳性率分别为 42.18%、31.81% 和 37.5%；第二个采样期，阳性样本主要集中在雨季，医院区域、居民区和河流的阳性率分别为 3.90%、0.56% 和 5.20% 。整体上，第一个采样期的阳性率为 37.75%，雨季样本的阳性率略高于旱季，过渡层在雨季的阳性率最高，表面层在旱季的阳性率最低。同时，研究人员还监测了废水的 pH 值，发现不同采样期和采样点的 pH 值存在变化，这可能与病毒稳定性和浓度有关 。
- 病毒变体特征：研究人员对部分样本进行 WGS 分析，从 151 个 RT-qPCR 阳性样本和 6 个 ddPCR 阳性样本中选取 98 个 Ct 值小于等于 35 的样本进行测序，但只有 15 个样本成功测序。测序结果显示，样本中存在 8 种不同的 SARS-CoV-2 谱系，如 XAB、B、XAA 等。通过系统发育树分析，确定了样本所属的进化分支，还发现了一些样本存在独特的氨基酸替换突变，且突变分布在多个基因区域，其中医院区域样本的突变数量较多。值得注意的是，研究中发现的部分谱系此前未通过全球废水流行病学（WBE）报告过，这凸显了持续基因组监测的重要性 。
在研究结论和讨论部分，研究人员指出，WBS 在监测 SARS-CoV-2 和其他传染病方面发挥着至关重要的作用。本研究中观察到的季节和空间变化表明，环境因素对病毒检测率有显著影响，过渡层在雨季的高阳性率和表面层在旱季的低阳性率，反映了废水监测的复杂性，需要综合考虑多种因素才能准确测量病毒载量。此外，虽然 WGS 分析面临一些挑战，如病毒颗粒稀释导致测序困难，但研究仍成功识别出多种 SARS-CoV-2 谱系和突变，为了解病毒的进化和传播提供了重要线索。研究还发现一些独特的谱系首次在印度通过 WBS 检测到，这进一步强调了持续基因组监测对于追踪病毒变异和评估公共卫生影响的必要性。
这项研究首次在印度东北部地区通过 WBS 识别出 SARS-CoV-2 谱系，为该地区的公共卫生防控提供了宝贵的数据支持。同时，研究结果也表明 WBS 是一种有效的早期检测工具，有助于加强公共卫生监测和提高全球应对疫情的能力，为未来防控类似传染病的传播提供了重要的参考依据。
