В рамках пилотного проекта по изучению способов мониторинга COVID-19 ученые Университета Буффало одновременно искали фармацевтические препараты и вирусную РНК в сточных водах на западе Нью-Йорка. Результаты их исследования, опубликованные 18 мая в журнале Environmental Science & Technology Letters, предполагают, что измерение концентраций лекарств в сточных водах может добавить еще один уровень к усилиям по мониторингу заболеваний.

"Эпиднадзор за заболеваниями, связанными со сточными водами, осуществляется во всем мире посредством мониторинга вирусной РНК", - говорит ведущий ученый Диана Ага, доктор философии, директор Института ОБНОВЛЕНИЯ UB и профессор химии Генри М. Вудберна в Колледже искусств и наук UB. "Потенциал дополнения существующих усилий обнаружением фармацевтических препаратов является захватывающим. Здесь есть много возможностей, хотя необходимы дополнительные исследования".

Одно интересное открытие в новом исследовании связано с ацетаминофеном, обезболивающим и жаропонижающим средством, которое служит активным ингредиентом в безрецептурных лекарствах, таких как Тайленол, Терафлю и другие марки.

На всех четырех очистных сооружениях, включенных в проект, исследование показало, что концентрации ацетаминофена в сточных водах выросли раньше, чем другие показатели COVID-19 в сообществе в начале 2021 года, включая концентрации вирусной РНК COVID-19 в сточных водах и предполагаемое количество подтвержденных случаев COVID-19.

Например, на станции очистки сточных вод Bird Island, которая обслуживает Буффало и некоторые близлежащие пригороды, уровень ацетаминофена в сточных водах вырос примерно на две недели раньше, чем уровень РНК SARS-CoV-2 в сточных водах. По словам ученых, всплеск вирусной РНК, в свою очередь, предшествовал резкому увеличению предполагаемого числа подтвержденных случаев COVID-19 примерно на неделю.

"Наше самое большое открытие заключается в том, что наблюдается значительное увеличение концентрации ацетаминофена, который используется в безрецептурных препаратах, что предшествует пику вирусной РНК в сточных водах и пику клинических выявлений в нашем регионе в течение периода исследования", - говорит Ага.

"Это было очень интересно, поскольку предполагает, что обнаружение фармацевтических препаратов может служить ранним предупреждением о потенциальной вспышке заболевания в сообществе", - говорит Ага. "Наша группа является одной из первых, кто дополняет обнаружение РНК SARS-CoV-2 в сточных водах уровнями фармацевтических препаратов".

Потенциал для улучшения исследований сточных вод в интересах общественного здравоохранения

Данные о сточных водах становятся важной частью мониторинга COVID-19, поскольку тестирование на дому становится все более популярным, что приводит к тому, что многие положительные случаи остаются незарегистрированными.

Во время пандемии исследователи UB engineering Ян М. Брэдли и Иньинь Йе работали с партнерами, включая округ Эри, над мониторингом вирусной РНК COVID-19 в сточных водах.

Новое исследование в Environmental Science & Technology Letters является захватывающим, потому что оно предполагает, что обнаружение фармацевтических препаратов может добавить еще один уровень к таким усилиям, говорят Брэдли и Йе. Их лаборатории предоставили данные для исследования, и они являются соавторами.

Ацетаминофен не является идеальным средством для лечения COVID-19: люди принимают препарат для лечения многих видов боли, болей и лихорадки, а некоторые колебания концентрации лекарства в сточных водах за период исследования не коррелировали с данными о вирусной РНК.

Тем не менее, всплеск ацетаминофена, который, по-видимому, совпал с местной волной COVID-19, был большим, и это открытие указывает на использование лекарств, отпускаемых без рецепта, в качестве потенциального раннего сигнала о надвигающейся вспышке, говорят исследователи.

"Что действительно интересно, так это то, что в сточных водах так много информации. Как мы можем использовать это для отслеживания заболеваний в интересах общественного здравоохранения? Все эти данные дополняют друг друга", - говорит Брэдли, доктор философии, доцент кафедры гражданского строительства, строительной и экологической инженерии в Школе инженерных и прикладных наук UB и основной преподаватель UB RENEW Institute.

"Мы фокусируемся на исследованиях общественного здравоохранения сточных вод, и мы хотим посмотреть, сможем ли мы интегрировать больше данных, чтобы получить представление о том, что происходит в сообществе", - говорит Йе, доктор философии, доцент кафедры гражданского строительства, строительной и экологической инженерии и член факультета RENEW. "Мы можем извлекать информацию из сточных вод, но все еще остается много неизвестного о том, как интерпретировать данные для общественного здравоохранения. Мы хотим протестировать не только биологические маркеры, но и химические маркеры и всевозможные различные слои информации".

В дополнение к выявлению всплесков ацетаминофена, исследование обнаружило в сточных водах остатки отпускаемых по рецепту лекарств, связанных с пандемией, в том числе лекарств, разрешение на экстренное применение которых для лечения COVID-19 было отозвано Управлением по контролю за продуктами и лекарствами США.

ИСТОЧНИК