导语
导语
随着疫情逐渐得到控制，人们开始逐渐重返工作和生活的轨道。然而，疫情对环境和公共卫生的影响依然存在，并且需要持续关注和监测。在这个时候，污水监测显得格外重要。污水监测是一项关乎环境和公共卫生的重要工作。在后疫情时代，针对污水监测，现代科技和产品已经具备了高效、精准和便捷的特点。一些先进的污水监测设备能够快速准确地检测出污水中潜在的病原体和有害物质，为防控疫情提供了有力的技术支持。同时，这些设备的智能化和自动化特点，也降低了人工操作的难度和成本，提高了监测效率和准确度。
本次分享的文献是澳大利亚生态科学分局（CSIRO Land and Water）、华大智造等单位的研究人员在Science of the Total Environment期刊发表了题为“Detection of the Omicron (B.1.1.529) variant of SARS-CoV-2 in aircraft wastewater”的文章。研究团队在一架抵达澳大利亚的国际航班飞机废水中，首次成功检测到Omicron。
文章发表在Science of the Total Environment（IF：9.8）
主要研究内容
2021年11月29日，澳大利亚报告了第一例Omicron病例，该病例乘坐航班回到澳大利亚。根据前期的监测经验，澳大利亚卫生部门推测在飞机的废水样本中可能存在Omicron变体。
研究团队从2021年11月抵达澳大利亚的10个航班的厕所排出的废水中收集了聚集的废水样本。这种大体积样本需要进行浓缩前处理—CPS富集浓缩，研究团队首先采用qPCR检测，发现A12号可能存在omicron毒株；然后使用CPS污水富集前处理方案和ATOPlex V1.0对废水样本进行了建库、测序和后续的生物信息学分析。
表1.样本检测结果汇总。来源：Science of the Total Environment
通过对A12中的变体序列进行深入解析，研究团队发现其与Omicron (B.1.1.529)谱系一致，进一步证实了在飞机废水中检测到Omicron的事实。
图1. A12中的变体序列的分析，ATOPlex检测出Omicron所有突变（~99%全基因组覆盖），而ARTIC检测出20个突变（~61%全基因组覆盖）。来源：Science of the Total Environment。
系统发育分析结果显示，与野生型 (即MN908947.3) 相比，废水样本A12与澳大利亚Omicron感染的临床分离株聚在一起。
图2. 基于不同病原体序列的系统发育聚类分析。来源：Science of the Total Environment
结语
该研究中所应用的基于废水的流行病学研究方案（Wastewater-Based Epidemiology, WBE）基于污水富集前处理（Concentrating Pipette Select™, CP Select™, InnovaPrep）可在早于医疗系统检测的时间点发现病毒的存在，同时不受无症状感染者的干扰，这为新冠疫情的管控从另一层面提供了新的预警信息，并能帮助相关部门更加有效地做出公共卫生决策。
总之，该研究证明了飞机废水是有关Omicron等突变株在全球传播的重要途径之一。从目前的结果来看，仅对乘客进行飞行前检测并不能准确识别他们抵达后是否存在感染。因此，当预计全球出现可能更具传染性的变异时，对乘客进行飞行后检测可能是有益的。
图3. 基于飞机废水的病原体检测系统。来源：Science of the Total Environment
方法补充
这段内容描述了从废水样本中浓缩病毒的具体实验步骤，这些步骤是在上一篇研究（Ahmed et al., 2021）中描述过的。以下是详细的操作流程：
1. 样本准备：从每个废水样本（50 mL）中取样，使用自动化快速浓缩仪器（Concentrating Pipette Select™，简称CP Select™，由InnovaPrep公司生产，位于密苏里州德克塞尔）进行病毒浓缩。
2. 前处理-离心：在浓缩之前，首先使用Beckman Coulter Avanti J-15R离心机对样本进行离心，离心速度为4000 g，持续5分钟，以使悬浮固体和厕纸等杂质沉淀下来。
3. 富集浓缩：离心后的上清液（大约45 mL）使用未辐照的0.05 μm聚苯硫醚（PS）中空纤维过滤器浓缩吸头（产品编号CC08004-200）和CP Select™进行浓缩。使用仪器说明书中提供的优化废水应用设置。
4. 洗脱：浓缩完成后，使用含有0.075% Tween 20和25-mM Tris的CP洗脱液（产品编号HC08001）对过滤器吸头进行两次洗脱。洗脱液体积为0.8-1 mL，收集在无菌的15 mL聚丙烯管中。
5. RNA提取：病毒浓缩后，立即使用QIAamp Viral RNA Mini Kit（产品编号52905，Qiagen公司生产）从140 μL的洗脱液中提取RNA，并对提取过程进行了轻微的修改。在最后一步中，使用100 μL的AVE缓冲液代替60 μL来洗脱RNA。
参考文献
1、W. Ahmed, A. Bivins, W.J.M. Smith, et al., Detection of the Omicron (B.1.1.529) variant of SARS-CoV-2 in aircraft wastewater, Science of the Total Environment (2021).
2、Ahmed,W.,etal.,2021.Wastewater surveillance demonstrates high predictive value for COVID-19 infection on board repatriation flights to Australia. Environ. Int. 158, 106938.
3、 European CDC., 2021. Threat Assessment Brief: Implications of the emergence and spread of the SARS-CoV-2 B.1.1.529 variant of concern (Omicron) for the EU/EEA. 26 November 2021.
4、UK Health Security Agency., 2021. SARS-CoV-2 variants of concern and variants under investigation in England: Variant of Concern: Omicron, VOC-21Nov-01 (B.1.1.529).
5、https://covariants.org/variants/21K.Omicron.
END
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